По многим технико-экономическим показателям и инженерным решениям Саяно-Шушенская ГЭС не имеет себе равных в практике мирового энергостроительства. Высота её плотины достигает почти 250 м. На её сооружение потребовалось около 10 млн. куб. м бетона – почти вдвое больше, чем на строительство Красноярской ГЭС. На Саяно-Шушенской ГЭС установлены 10 агрегатов по 640 тыс. кВт каждый. Они обладают очень высоким коэффициентом полезного действия – 95%.
Основная часть электроэнергии станции идёт в промышленность, на транспорт и коммунально-бытовые нужды самого комплекса. Магистральные высоковольтные линии электропередачи позволяют отдавать излишки электроэнергии другим потребителям Сибирской энергосистемы.
Основным потребителем электроэнергии в комплексе является Саянский алюминиевый завод. Это предприятие находится в 20 км от Саяногорска, а также Туимский завод по обработке цветных металлов и Сорский молибденовый комбинат.
Наличие в Сибири высокоэффективных топливно-энергетических ресурсов создает благоприятные предпосылки развития здесь алюминиевой промышленности. Однако ограниченность ресурсов высококачественного алюминиевого сырья в других районах страны не позволяет рассчитывать на полное удовлетворение потребности этого района в глиноземе за счет завоза извне. Реальным источником получения глинозема в таких условиях являются алюминиевые руды среднего качества. Ресурсы этого вида сырья в Сибири значительны. Глиноземсодержащее сырье Сибири представлено щелочными алюмосиликатными породами, высококремнистыми бокситами, каолинами, аргиллитами (окаменелые глины) и рядом других пород. Оно размещено на территории района неравномерно. Основные запасы сосредоточены в Красноярском крае и Кемеровской области. Наибольший удельный вес и значение среди перечисленных видов сырья занимают щелочные алюмосиликатные породы.
Месторождения щелочных алюмосиликатных пород в геологическом отношении приурочены к краям Сибирской платформы, основные запасы сосредоточены в Кузнецком Алатау, Эти породы разведаны также в Восточном Саяне, на восточной окраине Кяхтинского хребта, на Витимском плоскогорье и в Северном Прибайкалье, в Бнисеиском кряже, в Западном Саяне. По своему качеству они различны. Наиболее высококачественными являются породы Кия-Шалтырского месторождения, в которых содержится 27,8% глинозема, 13,4% щелочных окислов и 5% окиси железа. Большинство разведанных месторождений щелочных алюмосиликатных пород имеет среднее и низкое качество. Из-за повышенного содержания окиси железа многие из них требуют предварительного обогащения, в ходе которого удаляется часть окиси железа. Технологическими параметрами обусловлено, что содержание окиси железа в руде не должно превышать 5%.
Не одинаково и географическое положение месторождений щелочных алюмосиликатных пород. Они все удалены от существующих транспортных магистралей. Ряд месторождений, расположенных в Западном Саяне, на Витимском плоскогорье, в Северном Прибайкалье, из-за большой удаленности от освоенных районов в настоящее время осваивать экономически нецелесообразно.
В Сибири разведано несколько месторождений бокситов: Боксонское (Восточный Саян), Татарское и Чадобецкое (междуречье Ангары и Подкаменной Тунгуски), Барзасское (Кузнецкий Алатау) и Салаирское (Салаирский кряж), месторождения бокситов в междуречье рек Ангары и Подкаменной Тунгуски, на западном крыле Восточного Саяна, на Витимском плоскогорье и Патомском нагорье. Высокое содержание окиси кремния и небольшие запасы (Салаирское, Барзасское и Татарское), а в ряде случаев значительная удаленность от обжитых районов (Боксонское, Чадобецкое) делает освоение их менее эффективным, чем освоение щелочных алюмосиликатных пород среднего и высшего качества.
Из известных месторождений и проявлений высокоглиноземных глин для глиноземного производства пригодны два: месторождение в пределах Черемховского угольного бассейна и глины, подстилающие бокситовые толщи Чадобецкого месторождения. Последние отличаются повышенным содержанием двуокиси титана. Экономические показатели переработки глин на глинозем несколько хуже, чем у щелочных алюмосиликатных пород среднего качества.
В настоящее время из разработанных методов производства глинозема из сырья среднего и низкого качества промышленностью освоен один – метод спекания. Этим методом глинозем получают из щелочных алюмосиликатных пород (нефелины), высококремнистых бокситов. Особенностью производства глинозема спеканием является большой материальный поток производства и значительный выход отходов, пригодных для получения побочных продуктов. Возможный объем выхода побочных продуктов, и их состав зависят от исходного сырья. При переработке щелочных алюмосиликатных пород на 1 т глинозема в качестве побочных продуктов можно получать 0,6-1,0 т содопродуктов и 8-12 т цемента. При производстве глинозема из высококремнистых бокситов и аргиллитов побочным продуктом может явиться лишь цемент. Поэтому вопросы развития глиноземной промышленности, работающей на комплексном сырье, тесно связаны с перспективами развития производства цемента и содопродуктов и потреблением их
При организации выпуска цемента на базе отходов глиноземной промышленности удельные капитальные вложения снижаются на 25-31%, производительность вращающихся печей повышается на 30-35% а расход топлива уменьшается на 20-30%. Сооружение содового цеха при глиноземном заводе требует в 4-5 раза меньше средств, чем строительство самостоятельного содового завода той же мощности по обычной технологической схеме (на известняке и поваренной соли), и позволяет избавиться от необходимости утилизировать ядовитые отходы.
Организация совместного производства глинозема, цемента и содопродуктов на базе щелочных алюмосиликатных пород дает возможность сократить общезаводские службы, технологические коммуникации, что уменьшит общие капитальные вложения на 35-40%. Расход топлива при совместном производстве всех перечисленных продуктов снижается на 20%, потребность в сырье на 25-30% меньше, чем при раздельном их выпуске из обычного сырья. Общая себестоимость производства всех продуктов комплексной переработки щелочных алюмосиликатных пород также уменьшается.
Наличие на территории Сибири месторождений щелочных алюмосиликатных пород, развитие в этом районе производства алюминия и быстрый рост потребления цемента сделали необходимым произвести оценку эффективности организации совместного производства глинозема, цемента и содопродуктов в этом районе на базе комплексного сырья, с учетом влияния всех главнейших факторов: потребности в этих продуктах самой Центральной Сибири и соседних районов, возможности организации их производства в других районах, транспортных условий, наличия свободных трудовых ресурсов и т.д. С этой целью была поставлена и решена задача по группе производств, связанных технологически по линии использования ресурсов и получения попутных продуктов. Эта группа взаимосвязанных производств рассматривается как система, в которую входят несколько отраслей.
Задача формулируется следующим образом: определить план развития и размещения предприятий алюминиевой промышленности и связанных с ней производств на конец, рассматриваемого периода при условиях:
- выполнения задания по выпуску алюминия;
- эффективного использования основного и вспомогательного сырья, топливно-энергетических ресурсов;
- использования попутных продуктов глиноземного производства;
- удовлетворения потребностей в цементе и содопродуктах.
Заданными в задаче являлись объемы потребностей в глиноземе, цементе и содопродуктах всех потребителей, расположенных в районе.
В связи с тем, что задача решалась не в масштабе страны, а лишь для Сибири, вводился ряд дополнительных ограничений. Прежде всего, мощность по производству глинозема в районе не может быть больше, чем разница между потребностью и объемом поставок извне с действующих и строящихся заводов. Объем потребности в глиноземе учитывал только спрос на него алюминиевой промышленности. Новые мощности по выпуску глинозема в других районах страны, которые можно создать специально для снабжения алюминиевых заводов Сибири, включались в модель для определения целесообразности их создания. Учитывалось, что в случае организации производства глинозема из алюмосиликатных пород необходимо организовать выпуск кальцинированной соды. При комплексной переработке щелочных алюмосиликатных пород в последнем необходимости нет, так как кальцинированная сода в этом случае получается в виде побочного продукта. Учитывались потребности и возможности производства цемента в соседних с Сибирью районах. Необходимость этого доказана расчетами, выполненными в целом по цементной промышленности страны. Если в первый период Центральная Сибирь будет отличаться дефицитом цемента, то в дальнейшем возможен большой его избыток.
В качестве критерия для определения экономически целесообразного варианта развития глиноземного и цементного производств был принят минимум суммарных приведенных затрат на все операции но добыче (получению), переработке, транспорту сырья и готовой продукции и использованию готовой продукции потребителями.
Анализ перспектив развития и проведенное решение позволяют сделать следующие выводы.
Наличие в Сибири высокоэффективных топливно-энергетических ресурсов создает благоприятные предпосылки для развития здесь алюминиевой промышленности.