Hol bányásznak ásványokat. Mik azok az érces ásványok? Nem fémes természetes elemek
Az ásványok általános jellemzői
Mindenekelőtt ásványoknak nevezzük azokat a kőzeteket és ásványokat, amelyeket az országok gazdaságában használnak.
Fizikai állapotuk szerint lehetnek:
- szilárd - szén, só, érc, márvány stb.;
- folyékony - olaj, ásványvíz;
- gáznemű - éghető gáz, hélium, metán.
Ha használatukat veszik alapul, megkülönböztetik:
- tüzelőanyagok - szén, olaj, tőzeg;
- érc - kőzetércek, beleértve a fémet is;
- nem fémes - kavics, agyag, homok stb.
Külön csoportot képviselnek a drágakövek és a díszkövek.
Az ásványok különböző módon keletkeztek, eredetüknél fogva magmás, üledékes, metamorf jellegűek, amelyek eloszlása a föld belsejében bizonyos mintákat követ.
A hajtogatott régiókra általában jellemző a magmás, azaz. érces ásványok. Ez a körülmény annak köszönhető, hogy magmából és az abból felszabaduló forró vizes oldatokból keletkeznek.
A magma a földkéreg repedésein keresztül emelkedik ki a föld belsejéből, és különböző mélységekben megfagy.
Továbbá érces ásványok keletkezhetnek a kitört magma-lávából is, amely viszonylag gyorsan lehűl. A magmát általában az aktív tektonikus mozgások időszakában vezetik be, ezért az ércásványok a bolygó összehajtott régióihoz kapcsolódnak.
Az ércek platformsíkságon is kialakíthatók, de ebben az esetben a platform alsó szintjére korlátozódnak. A platformokon az érces ásványok pajzsokhoz kapcsolódnak, i.e. peron alapozási kiemelkedésekkel a felszínre, vagy azokon a helyeken, ahol az üledéktakaró vastagsága nem tér el, és az alapzat a felszínhez közel esik.
Ilyen mező például az oroszországi Kurszk mágneses anomália és az ukrajnai Krivoj Rog-medence.
Megjegyzés 1
Általában az érc olyan ásványi aggregátum, amelyből technológiai úton lehet fémet vagy fémvegyületeket kinyerni.
A fémércek az aktív hegyépítési területekhez kapcsolódnak, de a hegyek jelenléte nem jelenti a gazdag lelőhelyek jelenlétét. Európa harmadik részét például hegyek foglalják el, de nagyon kevés nagy érctelep található.
A felhasználási terület alapján az érces ásványokat csoportokra osztják - vasfémércek, színesfémércek, nemesfémércek és radioaktív fémek.
Egy ilyen érc ásvány, mint a vasérc, a vasfémek - öntöttvas, acél, hengerelt termékek - előállításának alapja. A legnagyobb vasérckészletek az USA-ban, Indiában, Kínában, Brazíliában és Kanadában koncentrálódnak.
Külön nagy betétek vannak Kazahsztánban, Franciaországban, Svédországban, Ukrajnában, Venezuelában, Peruban, Chilében, Ausztráliában, Libériában, Malajziában és az észak-afrikai országokban.
Oroszországban a KMA mellett nagy vasérckészletek vannak az Urálban, a Kola-félszigeten, Karéliában és Szibériában.
Vasfém ércek
A vasfémércek közül a vasércek a legkeresettebbek és az iparban használatosak.
Az olyan ásványok, mint a hematit, magnetit, limonit, sziderit, sammit és türingit a fő vastartalmú kőzetek.
A vasérc kitermelése a világon meghaladja az 1 milliárd tonnát. Kína a legnagyobb vasérctermelő 250 millió tonnával, míg Oroszország 78 millió tonnával. Az Egyesült Államok és India egyenként 60 millió tonnát, Ukrajna 45 millió tonnát termel.
A vasércet az Egyesült Államokban a Lake Superior régióban és Michigan államban bányászják.
Oroszországban a legnagyobb vasércmedence a KMA, amelynek lelőhelyét 200-210 milliárd tonnára becsülik, ami a bolygó készleteinek 50%-a. A terület Kurszk, Belgorod, Oryol régiókat fedi le.
Az ötvözött acél és öntöttvas előállításához a mangánt ötvöző adalékként használják, hogy szilárdságot és keménységet biztosítsanak.
A mangánérc világ ipari készletei Ukrajnában koncentrálódnak - 42,2%. Mangánércek vannak Kazahsztánban, Dél-Afrikában, Gabonban, Ausztráliában, Kínában és Oroszországban.
Brazíliában és Indiában is nagy mennyiségű mangánt állítanak elő.
Ahhoz, hogy az acél ne rozsdásodjon, hőálló és saválló legyen, krómra van szükség, amely a vasfémércek egyik fő alkotóeleme.
A szakemberek szerint ennek az ércnek a világtartalékából 15,3 milliárd tonna kiváló minőségű krómérc esik Dél-Afrikára – 79%. Kis mennyiségben a króm Kazahsztánban, Indiában és Törökországban található, ennek az ércnek meglehetősen nagy lelőhelye Örményországban található. Egy kis mezőt fejlesztenek Oroszországban az Urálban.
2. megjegyzés
A vasfémek közül a legritkább a vanádium. Kiváló minőségű vas és minőségi acél gyártására használják. A vanádium nagyon fontos a repülőgépipar számára, mivel hozzáadásával nagy teljesítményű titánötvözetek állnak rendelkezésre.
A kénsav előállítása során vanádiumot használnak katalizátorként. Tiszta formájában nem létezik, a vanádium pedig a titanomagnetit ércek összetételében található, néha foszforitokban, urántartalmú homokkőben és aleurolitokban. Igaz, koncentrációja nem több, mint 2%.
Néha még jelentős mennyiségű vanádium is megtalálható a bauxitokban, barnaszénekben, bitumenes palákban és homokban. A fő komponensek ásványi nyersanyagokból történő kivonásakor melléktermékként vanádiumot nyernek.
Ennek az ércnek a nyilvántartott készletei szerint a vezetők Dél-Afrika, Ausztrália és Oroszország, fő termelői pedig Dél-Afrika, az USA, Oroszország és Finnország.
Színesfémek ércek
A színesfémeket két csoport képviseli:
- könnyű, ezek közé tartozik az alumínium, magnézium, titán;
- nehéz a réz, cink, ólom, nikkel, kobalt.
A színesfémek közül az alumínium a leggyakoribb a földkéregben.
Fizikai tulajdonságai közé tartozik az alacsony sűrűség, a nagy hővezető képesség, a hajlékonyság, az elektromos vezetőképesség és a korrózióállóság. Ez a fém kiválóan alkalmas kovácsolásra, sajtolásra, hengerlésre, húzásra. Könnyen hegeszthető.
A fémes alumínium alapanyaga az alumínium-oxid, amelyet bauxit- és nefelinércek feldolgozásával nyernek.
Guineában, Brazíliában, Ausztráliában vannak bauxittartalékok, ezek alapján Oroszország a 9. helyen áll.
Az orosz bauxitkészletek Belgorod és Sverdlovsk régiókban, valamint a Komi Köztársaságban koncentrálódnak. Az orosz bauxitok gyenge minőségűek. A nefelinércek a Kola-félszigeten fordulnak elő. A timföldgyártást tekintve Oroszország a 6. helyen áll a világon. Minden timföldet hazai alapanyagokból állítanak elő.
A titánt 1791-ben fedezték fel. Megkülönböztető jellemzői a nagy szilárdsága és a korrózióállósága. Az iparban a titánércek fő típusa a part menti-tengeri lerakók. Az ilyen nagy kihelyezők Oroszországban, Ausztráliában, Indiában, Brazíliában, Új-Zélandon, Malajziában és Srí Lankán ismertek.
A titán hordaléklerakódásai összetettek és cirkóniumot tartalmaznak.
A könnyű színesfémek közé tartozik a magnézium, amelyet viszonylag nemrégiben használnak az iparban. A háború éveiben a legtöbbet gyújtólövedékek, bombák és fáklyák gyártására fordították.
A magnézium előállításához használt nyersanyagok a bolygó számos régiójára korlátozódnak. A magnézium dolomitban, karnallitban, bischofitban, káinitban és más, a természetben széles körben elterjedt kőzetekben található.
Az Egyesült Államok adja a világ fémmagnézium-termelésének körülbelül 41%-át és vegyületeinek 12%-át.
Az Egyesült Államokon kívül Törökország és Észak-Korea a fémes magnézium jelentős termelői. A magnéziumvegyületeket Oroszország, Kína, Észak-Korea, Ausztria, Görögország és Törökország gyártja.
A nehéz színesfémek közül kiemelkedik a réz, amely arany-rózsaszín árnyalatú műanyag elem, amelyet szabad levegőn oxigénfilm borít.
A réz megkülönböztető tulajdonsága a magas antibakteriális tulajdonságai. Nikellel, ónnal, arannyal, cinkkel készült ötvözetekben az iparban használják.
Chile és az USA után Oroszország a harmadik helyen áll a világon a rézkészletek tekintetében.
Előállításának alapanyaga a natív réz mellett a kalkopirit és a bornit. A rézlelőhelyek az USA-ban - a Sziklás-hegységben, a Kanadai Pajzsban és Quebec, Ontario tartományokban Kanadában, Chilében és Peruban, Zambia rézövében, a Kongói Demokratikus Köztársaságban, Oroszországban, Kazahsztánban, Üzbegisztán, Örményország.
Ennek a fémnek a fő és legnagyobb gyártói Chile és az USA, valamint Kanada, Indonézia, Peru, Ausztrália, Lengyelország, Zambia és Oroszország.
A cinket először kalaminból nyerték, és lényegében ZnCO2 cink-karbonát. Ma a cinket szulfidércekből nyerik, amelyek közül a legfontosabb a cinkkeverék és a marmatit.
A cinkérceket Kanadában, az USA-ban, Oroszországban, Ausztráliában, Mexikóban, Közép-Afrikában, Kazahsztánban, Japánban és más országokban bányászják.
A cinkérc fő gyártói - Japán és az Egyesült Államok, ők a fő importőrei is.
Az ókor óta ismert nikkel, ha acélhoz adják, növeli annak viszkozitását, rugalmasságát és korróziógátló tulajdonságait.
A fémes kobaltot először 1735-ben nyerték. Ma szuperkemény ötvözetek előállítására használják.
Az ólom nyersanyaga a galéna fő ércásványa. Ólomérceket sok országban bányásznak, vezető termelői Ausztrália, Kína, Peru és Kanada.
Ólmot Kazahsztánban, Oroszországban, Mexikóban, Svédországban, Dél-Afrikában és Marokkóban bányásznak. Nagy ólomlelőhelyek vannak Üzbegisztánban, Tádzsikisztánban és Azerbajdzsánban.
Oroszországban az ólomlelőhelyek Altajban, Transbaikáliában, Jakutföldön, Primorye-ban és az Észak-Kaukázusban koncentrálódnak.
A fém megszerzéséhez ércre van szükség. Nem meglepő, hogy az ember egyik legősibb foglalkozása a bányászat, i.e. ércek felkutatása, feltárása, kitermelése és feldolgozása.
A vasfémek közé tartozik a vas, mangán, króm, titán, vanádium. Nem elég kitermelni az ércet, még mindig ki kell kinyerni belőle egy hasznos komponenst a fém olvasztásához. Ennek eredményeként elkerülhetetlen a környezetszennyezés. Ha a középkorban sok országban a vasfémek kitermelése volt a gazdasági fellendülés záloga, ma a természet védelmében és védelmében sok állam már elutasítja a külszíni ércbányászatot, mint a kurszki mágneses anomáliában, és a bezárt bányát részesíti előnyben. bányászati módszer. Hiszen évente csaknem egymilliárd tonna ércet vonnak ki a földből. Az ércbányászat során a belekből kinyert hulladékkő nagy környezeti problémát jelent azon területeken, ahol aktív bányászat folyik. A kohászati üzemek hatalmas összegeket költenek olyan tisztítószűrők felszerelésére, amelyek nem engedik be az összes káros termelési hulladékot a környezetbe. A vasfémércek kitermelése nélkül azonban nem lenne előrelépés a civilizáció fejlődésében.
A nemesfémeket – aranyat, ezüstöt, platinát – mindig is nagyra értékelték kitűnő megjelenésük, puhaságuk és egyedi tulajdonságaik miatt (az arany például nagyon ellenálló, az ezüst fertőtlenítő tulajdonságú).
"Aranyláz"
Amint értesültek az aranyleletekről, emberek ezrei veszítették el nyugalmukat, megbetegszenek az "aranylázban", és távoli és vad vidékekre rohantak a meggazdagodás reményében. Az egyik leghíresebb "láz", amely az alaszkai aranyhordaléklelőhelyek kialakulásához kapcsolódik. Az arany a természetben megtalálható elsődleges lerakódásokban (vénákban) vagy kihelyezőelemek formájában, amikor a nemesfémet a megsemmisült vénából származó folyami homokkal együtt a víz mozgatja, és a folyók és patakok partjain tárolja. A folyók ezt követően megváltoztathatják folyásukat, elhagyhatják korábbi helyüket, és a helytartó megmarad.
Az aranyhomok között rögök is elkaphatók - meglehetősen nagy fémdarabok. 1896-ban Amerikában terjedtek a hírek a leggazdagabb hordaléklerakódásokról, amelyeket a kutatók találtak a Klondike-patak völgyében. Számos aranybányász rohant arany után kutatni, sokan közülük teljesen felkészületlenek voltak a kutató életének nehézségeire. Jack London színesen beszélt a Klondike-i placer bányászat eposzáról. De az alluviális lerakódások gyorsan kimerülnek. A leggazdagabb helytartókat több évtized alatt bányászták ki.
A legnagyobb aranylelőhely Dél-Afrikában, a Witwatersrand tartományban található. Innen kapják a világ teljes fémtermelésének akár 50%-át.
színesfém ércek
A színesfém-ércek közé tartozik a réz, ón, ólom, higany és az ókor óta ismert cink. Az emberiség történelme során igény volt rájuk. De az elmúlt évtizedekben, amikor a gazdaság szerkezete progresszívebbé vált, ezek egyszerűen nélkülözhetetlenek. A színesfémek az elektromos, a légi közlekedés, az űripar, a félvezetők, katalizátorok, autószűrők stb.
A radioaktivitás a fémek sajátossága, amely csak a 20. században vált ismertté. Egyes elemek - urán, tórium, rádium, cirkónium - azon képességével függ össze, hogy egy speciális energiafajtát sugározzanak ki. Ezt az ingatlant az atomenergetika területén használják. Az is kiderült azonban, hogy az ilyen gyártásból származó hulladéknak halálos tulajdonságai vannak. A nukleáris hulladék problémája egyelőre megoldatlan.
Az ásványok a földkéreg olyan ásványokból álló képződményei, amelyek kémiai és fizikai tulajdonságai lehetővé teszik az ipari és háztartási szférában történő felhasználásukat. Az anyagok sokfélesége nélkül, amelyekben a Föld gazdag, világunk nem lenne olyan sokszínű és fejlett. A technológiai fejlődés elérhetetlen és rendkívül bonyolult lenne. Fontolja meg az ásványok fogalmát, típusait és jellemzőit.
A témához kapcsolódó fogalmak és kifejezések
Az ásványfajták elemzése előtt ismerni kell a témához kapcsolódó konkrét definíciókat. Így egyre könnyebb lesz mindent megbirkózni. Tehát az ásványok olyan ásványi nyersanyagok vagy földkéreg képződmények, amelyek lehetnek szerves vagy szervetlen eredetűek, és tárgyi tárgyak előállítására használják fel.
Az ásványlelőhely bizonyos mennyiségű ásványi anyag felhalmozódása a Föld felszínén vagy a belekben, amelyek az ipari felhasználási területtől függően kategóriákba sorolhatók.
Az érc természetes körülmények között keletkezett ásványi képződmény, amely olyan komponensekből és olyan arányban áll, hogy felhasználása az ipari és műszaki szféra számára lehetséges és célszerű.
Mikor kezdődött a bányászat?
Nem tudni pontosan, mikor történt az első bányászat. A történészek szerint az ókori egyiptomiak nyitották fel a fátylat. Az expedíciót Kr.e. 2600-ban küldték a Sínai-félszigetre. Csillámot kellett volna bányászniuk. Áttörés történt azonban az ókori lakosok nyersanyagokkal és anyagokkal kapcsolatos tudásában: rezet találtak. Az ezüst bányászata és feldolgozása Görögország történetéből ismert. A rómaiak olyan fémekről tanultak, mint a cink, vas, ón és ólom. Miután Afrikától Nagy-Britanniáig bányákat alapított, a Római Birodalom bányászta őket, majd szerszámokat gyártott belőlük.
A 18. században, az ipari forradalom után égető szükség lett az ásványokra. Ennek kapcsán gyártásuk rohamos ütemben fejlődött. A modern technológiák az adott időszak felfedezésein alapulnak. A 19. században zajlott a híres „aranyláz”, melynek során hatalmas mennyiségű nemesfémet, aranyat bányásztak. Ugyanezen helyeken (Dél-Afrika) több gyémántlelőhelyet is felfedeztek.
Az ásványok fizikai állapot szerinti jellemzői
A fizika óráiból ismert, hogy az anyagok a négy halmazállapot egyikében lehetnek: folyékony, szilárd, gázhalmazállapotú és plazma. A hétköznapi életben mindenki könnyedén megfigyelheti az első hármat. Az ásványok, mint minden más kémiai vegyület, megtalálhatók a Föld felszínén vagy annak mélyén, három állapot egyikében. Így az ásványok típusait elsősorban a következőkre osztják:
- folyadék (ásványvíz, olaj);
- szilárd anyagok (fémek, szének, ércek);
- gáznemű (földgáz, inert gáz).
Mindegyik csoport az ipari élet fontos és szerves része. Az erőforrások sokfélesége lehetővé teszi az országok számára, hogy műszaki és gazdasági szférában fejlődjenek. Az ásványlelőhelyek száma az ország gazdagságának és jólétének mutatója.
Ipari típusok, ásványok osztályozása
Az első ásványi kőzetek felfedezése után az ember komolyan gondolta, milyen előnyökkel járhat az életében. Az ipar megszületésével és fejlődésével kialakult az ásványlelőhelyek osztályozása a műszaki területen való felhasználásuk alapján. Vegye figyelembe az ilyen típusú ásványokat. A táblázat teljes információt tartalmaz a jellemzőikről:
Ásványlelőhely típusa | A benne lévő csoportok | Fosszilis típusok |
Éghető (üzemanyag) | Szilárd állapot | Tőzegszén |
Folyékony/gáz halmazállapotú | Gáz, olaj | |
fém | Fekete fémek | Mangán, króm, titán, vas |
Színesfémek | Ólom, réz, kobalt, alumínium, nikkel | |
nemesfémek | Platina, arany, ezüst | |
Ritka fémek | Ón, tantál, volfrám, nióbium, molibdén | |
radioaktív vegyületek | Tórium, rádium, urán | |
nemfémes | Nyersanyag bányászat | Csillám, magnezit, talkum, mészkő, grafit, agyagok, homok |
Vegyi alapanyagok | Fluorit, foszforit, barit, ásványi sók | |
Építőanyagok | Márvány, gipsz, kavics és homok, agyag, burkoló kövek, cement alapanyagok | |
Féldrágakövek | Drágakövek és díszkövek |
A szóban forgó ásványfajták az édesvízkészletekkel együtt a föld vagy egy külön ország gazdagságának fő jellemzői. Ez az ásványkincsek tipikus fokozata, melynek segítségével az ipari és háztartási szférában felhasznált összes természetes anyagot fizikai és kémiai tulajdonságok függvényében csoportosítják. Nézzük meg az egyes kategóriákat külön-külön.
fosszilis tüzelőanyagok
Milyen ásványi anyag az olaj? Mi a helyzet a gázzal? Az ásványt gyakrabban ábrázolják szilárd fémként, mint felfoghatatlan folyadékként vagy gázként. Kora gyermekkoruk óta ismerik a fémet, míg az olaj vagy akár a háztartási gáz fogalmának megértése kicsit később jön. Tehát a már vizsgált osztályozások szerint melyik típushoz kell hozzárendelni az olajat és a gázt? Az olaj - a folyékony anyagok csoportjába, a gáz - a gáznemű. Alkalmazásuk alapján egyértelműen tüzelőanyagra, vagy más szóval üzemanyag-ásványokra. Hiszen az olajat és a gázt elsősorban energia- és hőforrásként használják: autómotorokat üzemeltetnek, lakóhelyiséget fűtenek, ételt főznek a segítségükkel. Maga az energia az üzemanyag elégetésével szabadul fel. És ha még mélyebbre néz, akkor ezt elősegíti a szén, amely minden fosszilis tüzelőanyagban megtalálható. Kiderült, hogy milyen típusú ásványi anyagokhoz tartozik az olaj.
Milyen egyéb anyagok tartoznak bele? Ezek a természetben keletkező szilárd tüzelőanyag-vegyületek: kemény- és barnaszén, tőzeg, antracit, olajpala. Fontolja meg ezek rövid leírását. Ásványok fajtái (éghető):
- A szén volt az első ember által használt tüzelőanyag. A termelésben nagy mennyiségben felhasznált fő energiaforrás ennek a kövületnek köszönhető az ipari forradalom. A levegő hozzáférés nélküli növényi maradványai miatt alakul ki. A szénben lévő szén fajsúlyától függően fajtáit megkülönböztetik: antracitok, barna- és kőszén, grafitok;
- Az olajpala a tenger fenekén mintegy 450 millió évvel ezelőtt keletkezett a növényzet és az állatok maradványaiból. Ásványi és szerves részekből áll. Szárazon desztillálva olajhoz közeli gyantát képez;
- a tőzeg nem teljesen lebomlott növényi maradványok vizes élőhelyeken található felhalmozódása, összetételének több mint fele szén. Üzemanyagként, műtrágyaként, hőszigetelésként használják.
Az éghető természetes anyagok a legfontosabb ásványi anyagok. Nekik köszönhetően az emberiség megtanulta az energia előállítását és felhasználását, és számos iparágat is létrehozott. Jelenleg a legtöbb államban a fosszilis tüzelőanyagok iránti igény nagyon akut. Ez a világgazdaság nagy szegmense, amelytől a világ országainak jóléte függ.
Fémásványok: fajták, jellemzők
Ismerjük az ásványok fajtáit: üzemanyag, érc, nemfémes. Az első csoportot sikeresen tanulmányozták. Tovább haladunk - érc, vagy fém, kövületek -, amelyek érdekében általában az ipar született és fejlődött. Ősidők óta az emberek megértették, hogy a fém sokkal több lehetőséget ad a mindennapi életben, mint a hiánya. A modern világban már lehetetlen elképzelni az életet fém nélkül. A háztartási gépekben és az elektronikában, az otthonokban, a fürdőszobában, még egy kis izzóban is - mindenhol ott van.
Hogyan bányásznak? Csak olyan nemesfémek találhatók meg tiszta formában, amelyek kémiai tulajdonságaik miatt nem lépnek reakcióba más egyszerű és összetett anyagokkal. A többi aktívan kölcsönhatásba lép egymással, ércté alakulva. A fémkeveréket szükség esetén elválasztjuk vagy változatlanul hagyjuk. A természet által alkotott ötvözetek a vegyes tulajdonságok miatt „gyökeret vernek”. A vas például keményebbé tehető, ha a fémhez szén acélt adunk, amely egy erős vegyület, amely ellenáll a nagy terhelésnek.
Az egyedi jellemzőktől, valamint a felhasználási területtől függően az ércásványokat csoportokra osztják: vastartalmú, színesfém, nemes-, ritka- és radioaktív fémek.
Fekete fémek
A vasfémek a vas és különféle ötvözetei: acél, öntöttvas és egyéb vasötvözetek. A legkülönfélébb területek gyártásában használják: katonai, hajógyártás, repülőgépgyártás, gépészet.
Sok vasterméket használnak a mindennapi életben: a konyhai eszközök acélból készülnek, a vízvezetékek számos elemét ezzel borítják.
Színesfémek
A színesfémek csoportjába nagyszámú ásvány tartozik. A csoport elnevezése onnan ered, hogy sok fémnek meghatározott színe van. Például a réz vörös, az alumínium ezüst. A fennmaradó 3 típusú ásvány (nemes, ritka, radioaktív) valójában a színesfémek alfaja. Sokukat ötvözetbe keverik, mert ebben a formában jobb tulajdonságokkal rendelkeznek.
A színesfémeket a következőkre osztják:
- nehéz - erősen mérgező, nagy atomtömeggel: ólom, ón, réz, cink;
- könnyű, alacsony sűrűségű és tömegű: magnézium, titán, alumínium, kalcium, lítium, nátrium, rubídium, stroncium, cézium, berillium, bárium, kálium;
- nemes, nagy ellenállásuk miatt gyakorlatilag nem lépnek kémiai reakciókba, gyönyörű megjelenésűek: platina, ezüst, arany, ródium, palládium, ruténium, ozmium;
- kicsi (ritka) - antimon, higany, kobalt, kadmium, arzén, bizmut;
- a tűzálló anyagok magas olvadásponttal és kopásállósággal rendelkeznek: molibdén, tantál, vanádium, volfrám, mangán, króm, cirkónium, nióbium;
- ritkaföldfém - a csoport 17 elemből áll: szamárium, neodímium, lantán, cérium, európium, terbium, gadolínium, diszprózium, erbium, holmium, itterbium, lutécium, szkandium, ittrium, tulium, prométium, terbium;
- elszórtan csak szennyeződések formájában találhatók meg a természetben: tellúr, tallium, indium, germánium, rénium, hafnium, szelén;
- a radioaktívak egymástól függetlenül radioaktív részecskéket bocsátanak ki: rádium, plutónium, urán, protaktinium, kalifornium, fermium, americium és mások.
Az emberiség számára különösen fontos az alumínium, a nikkel és a réz. A fejlett országok termelésük növelésére törekednek, hiszen ezen színesfémek mennyisége közvetlenül befolyásolja a repülőgépipar, az űrhajózás, az atom- és mikroszkopikus eszközök, valamint az elektrotechnika műszaki fejlődését.
Nem fémes természetes elemek
Összegezzük egy kicsit. Az „Ásványok típusai” táblázat főbb kategóriáit (üzemanyag, érc, nemfém) tanulmányozták. Milyen elemek minősülnek nem fémesnek, azaz nem fémesnek? Ez a kemény vagy lágy ásványok csoportja, amelyek egyedi ásványok vagy kőzetek formájában találhatók. A modern tudomány több mint száz ilyen kémiai vegyületet ismer, amelyek nem mások, mint természetes folyamatok termékei.
Kitermelésük és felhasználásuk mértékét tekintve a nemfémes ásványok csak az üzemanyag típusú ásványokat előzik meg. Az alábbi táblázat tartalmazza a természeti erőforrások nem fémes csoportját alkotó főbb kőzeteket és ásványokat, valamint ezek rövid leírását.
Nemfémes ásványok/kőzetek csoportja | Kőzet/ásvány típusa | Jellegzetes |
Nyersanyag bányászat | Azbeszt | Tűzálló szikla. Tűzálló anyagok, tetők, tűzoltó szövetek gyártásához használják. |
Mészkő | Az építőiparban széles körben használt üledékes kőzet. Ha kiégetik, égetett mész keletkezik. | |
Csillámpala | Kőzetképző ásvány. Kémiai összetétele szerint alumínium, magnézium-vastartalmú lítiumcsillámra osztják. A modern technikában használják. | |
Vegyi alapanyagok | Káliumsók | Káliumtartalmú üledékes kőzetek. Nyersanyagként használják a vegyiparban és a hamuzsír-műtrágyák gyártásában. |
Apatit | Nagy mennyiségű foszfátsót tartalmazó ásványok. Műtrágyák gyártásához, valamint kerámiagyártáshoz használják. | |
Kén | Őshonos kénércként és vegyületekben fordul elő. Főleg kénsav előállítására, gumi vulkanizálására használják. | |
Építőanyagok | Gipsz | szulfát ásvány. Az emberi tevékenység különböző területein használják. |
Üveggolyó | Kalcit alapú kőzet. Elektrotechnikában, vakolat és mozaikok, műemlékek gyártásához használják. | |
Féldrágakövek | Értékes | Gyönyörű mintájúak vagy színűek, fényesek, könnyen polírozhatók és vághatók. Ékszerek és egyéb dekorációk készítésére használják. |
Féldrágakő | ||
díszítő |
A nem fémes típusú ásványok nagyon fontosak a különböző iparágakban, az építőiparban, és a mindennapi életben is szükségesek.
Az erőforrások osztályozása kimeríthetőség szerint
Az ásványok fizikai állapotuk és tulajdonságaik szerinti fokozatossága mellett kimeríthetőségük és megújulóképességük mutatóit is figyelembe veszik. Az ásványi anyagok fő típusai a következőkre oszthatók:
- kimeríthető, amely egy bizonyos ponton elfogyhat, és nem áll rendelkezésre gyártásra;
- kimeríthetetlen - a természeti erőforrások viszonylag kimeríthetetlen forrásai, például nap- és szélenergia, óceánok, tengerek;
- megújuló - kövületek, amelyek bizonyos kimeríthetőségi fokon részben vagy teljesen helyreállíthatók, például erdők, talaj, víz;
- nem megújuló - ha a források teljesen kimerültek, akkor általában nem lehet megújítani;
- cserélhető - fosszíliák, amelyek szükség esetén cserélhetők, például üzemanyagfajták.
- pótolhatatlanok – azok, amelyek nélkül lehetetlen lenne az élet (levegő).
A természeti erőforrások körültekintő bánásmódot, ésszerű felhasználást igényelnek, hiszen legtöbbjüknek kimeríthető határa van, és ha megújulnak, az nem lesz olyan hamar.
Az ásványi anyagok fontos szerepet játszanak az emberi életben. Nélkülük nem lennének technikai és tudományos felfedezések, és általában nem lennének hétköznapi életek. Kitermelésük és feldolgozásuk eredménye mindenhol körülvesz bennünket: épületek, közlekedés, háztartási cikkek, gyógyszerek.
Vasérc a világ kohászati iparának fő nyersanyaga. A különböző országok gazdasága nagymértékben függ ennek az ásványnak a piacától, ezért a bányák fejlesztésére világszerte fokozott figyelmet fordítanak.
Érc: meghatározás és jellemzők
Az ércek olyan kőzetek, amelyeket a bennük lévő fémek feldolgozására és kinyerésére használnak. Ezeknek az ásványoknak a típusai különböznek eredetben, kémiai tartalomban, fémek és szennyeződések koncentrációjában. Az érc kémiai összetétele a vas különféle oxidjait, hidroxidjait és szénsóit tartalmazza.
Érdekes! Az érc már ősidők óta keresett a gazdaságban. A régészeknek sikerült kideríteniük, hogy az első vastárgyak gyártása a Kr.e. 2. századból származik. IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. Ezt az anyagot először Mezopotámia lakói használták.
Vas a természetben gyakori kémiai elem. Tartalma a földkéregben körülbelül 4,2%. De tiszta formájában szinte soha nem található meg, leggyakrabban vegyületek formájában - oxidokban, vas-karbonátokban, sókban stb. A vasérc ásványi anyagok és jelentős mennyiségű vas kombinációja. A nemzetgazdaságban az ezen elemet több mint 55%-ot tartalmazó ércek felhasználása gazdaságilag indokoltnak tekinthető.
Ami ércből készül
vasércipar— a vasérc kitermelésére és feldolgozására szakosodott kohászati ipar. Ennek az anyagnak a fő célja ma a vas és acél előállítása.
Minden vasból készült termék csoportokra osztható:
- Magas szénkoncentrációjú (2% feletti) nyersvas.
- Öntöttvas.
- Acélrudak hengerelt termékek, vasbeton és acélcsövek gyártásához.
- Vasötvözetek acél olvasztásához.
Mire való az érc?
Az anyagot vas és acél olvasztására használják. Ma gyakorlatilag nincs olyan ipari szektor, amely nélkülözné ezeket az anyagokat.
Öntöttvas Ez szén és vas ötvözete mangánnal, kénnel, szilíciummal és foszforral. A nyersvasat nagyolvasztókban állítják elő, ahol az ércet magas hőmérsékleten választják el a vas-oxidoktól. Az előállított vas csaknem 90%-a marginális, és az acélkohászatban használják fel.
Különféle technológiákat alkalmaznak:
- elektronsugaras olvasztás tiszta, kiváló minőségű anyag előállításához;
- Vákuumos feldolgozás;
- elektro-salak újraolvasztás;
- acélfinomítás (káros szennyeződések eltávolítása).
Az acél és az öntöttvas közötti különbség a szennyeződések minimális koncentrációja. A tisztításhoz nyitott kandallós kemencékben oxidatív olvasztást alkalmaznak.
A legjobb minőségű acélt elektromos indukciós kemencékben olvasztják meg rendkívül magas hőmérsékleten.
Az érc a benne lévő elem koncentrációjában különbözik. Dúsított (55%-os koncentrációval) és szegényes (26%-tól). Gyenge érceket csak dúsítás után szabad a termelésben felhasználni.
Származási hely szerint a következő típusú érceket különböztetjük meg:
- Magmatogén (endogén) - magas hőmérséklet hatására alakul ki;
- Felület - az elem leülepedett maradványai a tengeri medencék alján;
- Metamorfogén - rendkívül magas nyomás hatására keletkezik.
A vastartalmú ásványok főbb vegyületei:
- Hematit (vörös vasérc). A legértékesebb vasforrás 70%-os elemtartalommal és minimális koncentrációjú káros szennyeződésekkel.
- Magnetit. A 72% vagy annál nagyobb fémtartalmú kémiai elemeket magas mágneses tulajdonságok jellemzik, és mágneses vasércben bányászják.
- Sziderit (vas-karbonát). Magas a meddőkő tartalom, maga a vas körülbelül 45-48%.
- Barna vaskövek. Alacsony vastartalmú vizes oxidok csoportja, mangán és foszfor szennyeződésekkel. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező elemet jó redukálhatóság és porózus szerkezet jellemzi.
Az anyag típusa az összetételétől és a további szennyeződések tartalmától függ. A legelterjedtebb, magas vastartalommal rendelkező vörös vasérc eltérő állapotban is megtalálható - a nagyon sűrűtől a porosig.
A barna vaskövek laza, enyhén porózus szerkezetűek, barna vagy sárgás színűek. Az ilyen elemet gyakran dúsítani kell, miközben könnyen feldolgozható ércté (jó minőségű öntöttvas nyerhető belőle).
A mágneses vasérc sűrű és szemcsés szerkezetű, és úgy néz ki, mint a kőzetben elszórt kristályok. Az érc árnyalata jellegzetes fekete-kék.
Hogyan bányásznak ércet
A vasércbányászat egy összetett technikai folyamat, amely magában foglalja a föld belsejébe való búvárkodást ásványok felkutatása érdekében. A mai napig az érc kitermelésének két módja van: nyitott és zárt.
A nyitott (kőfejtő módszer) a legelterjedtebb és legbiztonságosabb lehetőség a zárt technológiához képest. A módszer azokra az esetekre vonatkozik, amikor a munkaterületen nincsenek kemény kőzetek, és a közelben nincsenek települések vagy mérnöki rendszerek.
Először egy kőbányát ásnak ki 350 méter mélységig, majd a vasat összegyűjtik és nagy gépekkel távolítják el a fenékről. A bányászat után az anyagot dízelmozdonyok szállítják acél- és vasgyárakba.
A kőbányákat kotrógépek ásják, de egy ilyen folyamat sok időt vesz igénybe. Amint a gép eléri a bánya első rétegét, az anyagot vizsgálatra bocsátják a vastartalom százalékos arányának és a további munkák megvalósíthatóságának meghatározására (ha az arány 55% felett van, a munka ezen a területen folytatódik).
Érdekes! A zárt módszerhez képest a kőbányákban végzett bányászat fele annyiba kerül. Ez a technológia nem igényel bányák fejlesztését vagy alagutak létrehozását. Ugyanakkor a szabadban végzett munka hatékonysága többszöröse, az anyagveszteség pedig ötször kisebb.
Zárt bányászati módszer
Bányászati (zárt) ércbányászat csak abban az esetben kerül alkalmazásra, ha az érctelepek kialakítása területén a táj épségének megőrzését tervezik. Ez a módszer a hegyvidéki területeken végzett munkához is releváns. Ebben az esetben alagúthálózat jön létre a föld alatt, ami további költségekhez vezet - magának a bányának az építése és a fém komplex szállítása a felszínre. A fő hátránya a dolgozók életének nagy kockázata, a bánya összeomolhat és megakadályozhatja a felszínre jutást.
Hol bányászják az ércet
A vasérc kitermelése az Orosz Föderáció gazdasági komplexumának egyik vezető területe. Ennek ellenére Oroszország részesedése a világ érctermelésében mindössze 5,6%. A világ tartalékai körülbelül 160 milliárd tonna. A tiszta vas mennyisége eléri a 80 milliárd tonnát.
ércekben gazdag országok
A kövületek országonkénti megoszlása a következő:
- Oroszország - 18%;
- Brazília - 18%;
- Ausztrália - 13%;
- Ukrajna - 11%;
- Kína - 9%;
- Kanada - 8%;
- USA - 7%;
- más országokban - 15%.
Svédországban (Fálun és Gellivar városaiban) jelentős vasérclelőhelyek találhatók. Amerikában Pennsylvania államban nagy mennyiségű ércet fedeztek fel. Norvégiában Persbergben és Arendalban bányásznak fémet.
Orosz ércek
A Kurszk mágneses anomália egy nagy vasérc lelőhely az Orosz Föderációban és a világon, amelyben a nyersfém mennyisége eléri a 30 000 millió tonnát.
Érdekes! Az elemzők megjegyzik, hogy a KMA bányák bányászata 2020-ig folytatódik, majd visszaesés következik be.
A Kola-félsziget bányaterülete 115 000 négyzetkilométer. Itt bányásznak vasat, nikkelt, rézércet, kobaltot és apatitot.
Az Urál-hegység az Orosz Föderáció legnagyobb érctelepei közé tartozik. A fő fejlesztési terület Kachkanar. Az ércásványok mennyisége 7000 millió tonna.
Kisebb mértékben a nyugat-szibériai medencében, Hakasziában, a Kercsi-medencében, Zabaikalszkban és az Irkutszk régióban bányásznak fémet.
Emlékezzen, mely ásványok az ércek Mi az érces ásványok eredete?
AZ ÉRCFORRÁSOK FELOSZTÁSA. Különféle fémeket tartalmazó ásványok és kőzetek fekszenek Ukrajna bélrendszerében – a földkéregben leggyakrabban előforduló alumíniumtól és vastól a ritka elemekig, amelyek csak alkalmanként fordulnak elő, vagy kis mennyiségben szennyeződésként más ásványokkal együtt szétszóródnak. Egyes érckészleteknek nincs kereskedelmi értéke. A vas-, mangán-, titán- és uránérc-készletek tekintetében pedig Ukrajna az első helyen áll az európai országok között. Ezeket az érceket nagy mennyiségben bányászják. Államunk saját szükségleteiről gondoskodik, és más országoknak értékesít érces ásványkincseket. Ukrajna jelentős higanyérc-tartalékokkal is rendelkezik (2. hely Európában).
A legtöbb érctelep az ukrán pajzs kőzeteihez, valamint az ősi (donyecki) és fiatal (Kárpátok) gyűrött vidékekhez kötődik (77. kép).
VASFÉM ÉRCEK. Ukrajna egyedülálló ország a világon a vas- és mangánérc-készletek és lelőhelyek tekintetében, amelyekből vasfémeket (öntöttvas, acél) olvasztanak. Ezen ásványok legnagyobb lelőhelyei a közelben találhatók - Dnyipropetrovszkban és a szomszédos régiókban.
A vasérc teljes készlete több mint 27 milliárd tonna. A Krivoy Rog vasércmedence (Krivbass) Ukrajna fő bányászati régiója, és az egyik legnagyobb a világon (76. ábra). Számos, több mint 100 km hosszúságú lelőhelyet foglal magában a Dnyipropetrovszk, Kirovograd és Nikolaev régiókban. A medence ipari fejlődése a XIX. A gazdaság szempontjából legfontosabbak a gazdag (több mint 46%-os vastartalmú) és a jó minőségű ércek - vörös vasérc (hematit), amelyek szinte semmilyen káros szennyeződést nem tartalmaznak.
Bányászattal bányászják. Nyílt módszerrel (kőbányákban) fejlesztik ki a gyenge érceket (vastartalmú kvarcitok), amelyekben a vastartalom kisebb (20%-tól). A magas fémtartalmú vasércek a Kremencsug (Poltava régió) és Belozersk (Zaporozhye régió) vasércvidékén is előfordulnak. Bányászati és bányászati módszerekkel is bányásznak. A jövőben ígéretessé válhat a Priazovszkij-vasérc régió (zaporozsjei régió). De a Kercsi vasérc-medencében (Krím) már nem bányásztak ércet.
A mangánérceket nyersanyagként használják kiváló minőségű acélok előállításához. Ukrajnában lévő készleteik több mint 2,5 milliárd tonnát tesznek ki. Benne koncentrálódnak
A Dnyeper mangánérc medencéje a készletek és a termelés tekintetében az egyik legnagyobb a világon. század végétől az ércet nyílt és aknás módszerekkel bányászják a medence nyugati részén - a Nikopol lelőhelyen (Dnyipropetrovszk régió) (78. ábra).
Ugyanakkor kétszer annyi érckészletet tártak fel a Velikotokmakskoye lelőhelyen (zaporozsjei régió).
A vasfémércek közé tartoznak a kromit ércek is, amelyek kis lelőhelyei a Bug régióban (Kirovograd régióban) találhatók.
SZÍNES FÉMEK ÉRCEI. A titán és ötvözetei könnyű és ellenálló fémek, ezért nélkülözhetetlen anyagok a repülőgép-, rakéta- és hajógyártásban, valamint a vegyi reaktorok gyártásában. A titánércek lelőhelyei az ukrán pajzsban koncentrálódnak. A legnagyobb feltárt lelőhelyek az Irshanskoe (Zsitomir régió) és Samotkanskoe (Dnyipropetrovszki régió).
század végétől Ukrajnában higanyérceket bányásztak Európa egyik legnagyobb Nikitovsky-lelőhelyén (Donyecki régió), de fejlődésüket leállították. A Po-Bugsky nikkelérc régióban (Kirovograd régió) nikkelérceket bányásznak és kobaltérceket tárnak fel. Ukrajnában sok színesfém-érc-lelőhely található, amelyeket még nem fejlesztettek ki. Egy részüket viszonylag nemrég fedezték fel, és ott pontosítják a fémkészleteket, mások jól feltártak és kitermelésre előkészítettek. Ide tartoznak a polifém, alumíniumérc, arany, molibdén és számos ritka fém lelőhelyei. A polifémes (ólom-cink) ércek lelőhelyei közül a legnagyobb a Beregovskoye (Kárpátaljai régió). Alumíniumérc-lelőhelyeket találtak Kárpátalján, a Dnyeper és az Azov régiókban. Az ilyen típusú nyersanyagok összkészlete azonban elenyésző, ezért nem bányásznak.
Az elmúlt években végzett geológiai feltáró munkák azt mutatják, hogy Ukrajna beleiben
arany, ezüst, réz, sok ritka és ritkaföldfém ipari készletei vannak. Így aranyat találtak a Kárpátok és a Donyeck régiókban, az ukrán pajzs déli lejtőin. Kárpátalján a Muzsijevszkij-lelőhelyen bányászták. Hatalmas natív rézkészleteket fedeztek fel és kutatnak fel Volhíniában.
URÁNÉRCEK. Az érces ásványok között különleges helyet foglalnak el az uránércek. Fontos üzemanyag- és energiaforrás. Ukrajnában három uránlelőhelyet aknáznak ki, de sokkal többet tártak fel. A legtöbb lelőhely a Kirovograd régióban található, köztük a Novokonstantinovszkoje. A világ vezető tartalékai közé tartozik. Az uránércek teljes készletei, amelyek tekintetében Ukrajna a világ első tíz országa között van, 100 évre teszik lehetővé a működő hazai atomerőművek szükségleteinek kielégítését.
EMLÉKEZIK
A vas- és mangánérc-készletek tekintetében Ukrajna a világ egyik vezető országa. A vasércet a Krivoy Rog-medencében és a Kremenchug régióban, a mangánércet a Dnyeper-medencében bányászják.
A színesfémércek közül Ukrajna jelentős titán- és higanyérc-tartalékokkal rendelkezik, más ércek készletei korlátozottak, vagy nincs kereskedelmi értékük.
Ukrajna nagy uránérckészletekkel rendelkezik, amelyekkel hosszú távon elláthatja magát.
KÉRDÉSEK ÉS FELADATOK
1. Nevezze meg azokat az ércásványokat, amelyek készletei Ukrajna vezető pozíciót foglalnak el Európában és a világon!
2. Milyen tektonikus szerkezetek kapcsolódnak főleg ércásványok lelőhelyeihez?
3. Hol bányásznak vasércet Ukrajnában? Mely ércek tekinthetők vastartalomban gazdagnak, és melyek szegények?
5. Milyen színesfémérceket bányásznak Ukrajnában? Hol vannak a betéteik?
6. Vannak-e érces ásványok a településen (régiójában)? Ha igen, hol bányásznak?
7*. Mutassa be Ukrajna kilátásait hagyományos érckincseinek kitermelésében és új ásványlelőhelyek kialakításában!
Ez tankönyvi anyag.