Przykłady górnictwa. Minerały i ich właściwości
Minerały to formacje skorupy ziemskiej, składające się z minerałów, których właściwości chemiczne i fizyczne pozwalają na ich wykorzystanie w sferze przemysłowej i domowej. Bez różnorodności substancji, w które bogata jest Ziemia, nasz świat nie byłby tak różnorodny i rozwinięty. Postęp technologiczny byłby nieosiągalny i niezwykle trudny. Rozważmy koncepcję, rodzaje minerałów i ich cechy.
Pojęcia i terminy związane z tematem
Przed zbadaniem rodzajów minerałów należy poznać szczegółowe definicje związane z tym tematem. Dzięki temu będzie łatwiej i łatwiej wszystko rozgryźć. Zatem minerały to surowce mineralne lub formacje skorupy ziemskiej, które mogą być pochodzenia organicznego lub nieorganicznego i wykorzystywane do produkcji przedmiotów materialnych.
Złoże mineralne to nagromadzenie określonej ilości materii mineralnej na powierzchni lub we wnętrzu Ziemi, która dzieli się na kategorie w zależności od zakresu zastosowania w przemyśle.
Ruda to formacja mineralna, która powstała w warunkach naturalnych i składa się z takich składników i w takich proporcjach, że jej wykorzystanie jest możliwe i wskazane w sferze przemysłowej i technicznej.
Kiedy rozpoczęło się wydobycie?
Nie wiadomo dokładnie, kiedy miało miejsce pierwsze wydobycie. Według historyków starożytni Egipcjanie otworzyli zasłonę. Wyprawa została wysłana na Półwysep Synaj w 2600 roku p.n.e. Zakładano, że będą wydobywać mikę. Nastąpił jednak przełom w wiedzy starożytnych mieszkańców na temat surowców: odkryto miedź. Wydobycie i obróbka srebra znane są z historii Grecji. Rzymianie poznali metale takie jak cynk, żelazo, cyna i ołów. Zakładając kopalnie od Afryki po Wielką Brytanię, Cesarstwo Rzymskie wydobywało je, a następnie wykorzystywało do produkcji narzędzi.
W XVIII wieku, po rewolucji przemysłowej, minerały stały się pilnie potrzebne. W związku z tym ich produkcja rozwijała się w szybkim tempie. Nowoczesne technologie opierają się na odkryciach tamtego okresu. W XIX wieku miała miejsce słynna „gorączka złota”, podczas której wydobyto ogromne ilości kruszcu szlachetnego – złota. W tych samych miejscach (Afryka Południowa) odkryto kilka złóż diamentów.
Charakterystyka minerałów według stanu skupienia
Z lekcji fizyki wiemy, że substancje mogą znajdować się w jednym z czterech stanów skupienia: ciekłym, stałym, gazowym i plazmatycznym. W zwykłym życiu każdy z łatwością może zaobserwować pierwsze trzy. Minerały, jak wszystkie inne związki chemiczne, występują na powierzchni Ziemi lub w jej wnętrzu w jednym z trzech stanów. Zatem rodzaje minerałów dzielą się przede wszystkim na:
- ciecz (wody mineralne, olej);
- ciało stałe (metale, węgle, rudy);
- gazowy (gaz ziemny, gaz obojętny).
Każda z grup jest ważną i integralną częścią życia przemysłowego. Różnorodność zasobów pozwala krajom rozwijać się w sferze technicznej i gospodarczej. Liczba złóż minerałów jest wskaźnikiem zamożności i dobrobytu kraju.
Typy przemysłowe, klasyfikacja minerałów
Po odkryciu pierwszych skał mineralnych człowiek zaczął poważnie myśleć o korzyściach, jakie mogą one wnieść w jego życie. Wraz z pojawieniem się i rozwojem przemysłu powstała klasyfikacja złóż minerałów w oparciu o ich zastosowanie w technice. Przyjrzyjmy się tego typu minerałom. Tabela zawiera pełne informacje o ich charakterystyce:
Typ złoża kopalnego | Grupy w nim zawarte | Rodzaje skamieniałości |
Materiał palny (paliwo) | Stan stały | Torf, węgiel |
Stan ciekły/gazowy | Olej napędowy | |
Metal | Metale żelazne | Mangan, chrom, tytan, żelazo |
Metale nieżelazne | Ołów, miedź, kobalt, aluminium, nikiel | |
Metale szlachetne | Platyna, złoto, srebro | |
Rzadkie metale | Cyna, tantal, wolfram, niob, molibden | |
Związki radioaktywne | Tor, rad, uran | |
Niemetalowe | Surowce wydobywcze | Mika, magnezyt, talk, wapień, grafit, gliny, piaski |
Surowce chemiczne | Fluoryt, fosforyt, baryt, sole mineralne | |
Materiały budowlane | Marmur, gips, żwir i piasek, gliny, kamienie licowe, surowce cementowe | |
Kamienie szlachetne | Kamienie szlachetne i ozdobne |
Rodzaje uwzględnionych minerałów, wraz z zasobami słodkiej wody, są główną cechą bogactwa ziemi lub pojedynczego kraju. Jest to typowa gradacja surowców mineralnych, za pomocą której grupuje się wszystkie naturalne substancje stosowane w sferze przemysłowej i domowej, w zależności od ich właściwości fizykochemicznych. Zapoznajmy się z każdą kategorią osobno.
Paliwa kopalne
Jakim rodzajem minerału jest olej? A co z gazem? Minerał często wydaje się być stałym metalem, a nie niejasną cieczą lub gazem. Ludzie znają metal od wczesnego dzieciństwa, a zrozumienie, czym jest ropa naftowa, a nawet gaz domowy, przychodzi nieco później. Do jakiego więc rodzaju, zgodnie z już zbadanymi klasyfikacjami, należy zaliczyć ropę i gaz? Olej należy do substancji ciekłych, gaz do substancji gazowych. W oparciu o ich zastosowanie wyraźnie widać, że są to minerały palne lub innymi słowy minerały opałowe. Przecież ropa i gaz służą przede wszystkim jako źródło energii i ciepła: napędzają silniki samochodów, ogrzewają pomieszczenia mieszkalne i przy ich pomocy gotują jedzenie. Sama energia jest uwalniana poprzez spalanie paliwa. A jeśli spojrzeć jeszcze głębiej, ułatwia to węgiel, który jest zawarty we wszystkich paliwach kopalnych. Ustaliliśmy, jaki rodzaj oleju mineralnego jest.
Jakie inne substancje są tu uwzględnione? Są to związki paliw stałych powstające w przyrodzie: węgiel kamienny i brunatny, torf, antracyt, łupki bitumiczne. Przyjrzyjmy się ich krótkiej charakterystyce. Rodzaje minerałów (palne):
- Węgiel jest pierwszym paliwem, z którego zaczął korzystać człowiek. Główne źródło energii wykorzystywane na szeroką skalę w produkcji, to właśnie dzięki tej skamielinie nastąpiła rewolucja przemysłowa. Tworzą go pozostałości roślinne pozbawione dostępu powietrza. W zależności od ciężaru właściwego węgla w węglu wyróżnia się jego odmiany: antracyt, węgiel brunatny i kamienny, grafit;
- Łupki bitumiczne powstały na dnie morskim około 450 milionów lat temu z pozostałości roślinności i zwierząt. Składa się z części mineralnych i organicznych. Po destylacji na sucho tworzy żywicę zbliżoną do ropy naftowej;
- torf to nagromadzenie niecałkowicie rozłożonych resztek roślinnych w warunkach bagiennych, ponad połowę jego składu stanowi węgiel. Stosowany jako paliwo, nawóz, izolacja termiczna.
Najważniejszymi rodzajami minerałów są palne substancje naturalne. Dzięki nim ludzkość nauczyła się wytwarzać i wykorzystywać energię, a także stworzyła wiele gałęzi przemysłu. Obecnie w większości krajów zapotrzebowanie na paliwa kopalne jest bardzo dotkliwe. To duży segment gospodarki światowej, od którego zależy dobrobyt krajów na całym świecie.
Minerały metali: rodzaje, charakterystyka
Znamy rodzaje minerałów: paliwowe, rudne, niemetaliczne. Pierwsza grupa została pomyślnie zbadana. Idźmy dalej – ruda, czy metal, minerały – po to narodził się i rozwinął przemysł. Od czasów starożytnych ludzie zdali sobie sprawę, że metal zapewnia znacznie więcej możliwości w życiu codziennym niż jego brak. We współczesnym świecie nie można już sobie wyobrazić życia bez metalu. W sprzęcie AGD i RTV, w domach, w łazience, nawet w małej żarówce – jest wszędzie.
Jak to zdobywają? W czystej postaci występują wyłącznie metale szlachetne, które ze względu na swoje właściwości chemiczne nie reagują z innymi substancjami prostymi i złożonymi. Reszta aktywnie współdziała ze sobą, zamieniając się w rudę. W razie potrzeby mieszaninę metali oddziela się lub pozostawia w niezmienionej postaci. Stopy utworzone przez naturę „zakorzeniły się” ze względu na swoje mieszane właściwości. Na przykład żelazo można utwardzić, dodając węgiel do metalu, tworząc stal – mocny związek, który wytrzymuje duże obciążenia.
W zależności od indywidualnych cech, a także obszaru zastosowania, minerały kruszcowe dzieli się na grupy: metale żelazne, nieżelazne, szlachetne, rzadkie i radioaktywne.
Czarne metale
Metale żelazne to żelazo i jego różne stopy: stal, żeliwo i inne żelazostopy. Znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu: wojsku, przemyśle stoczniowym, lotniczym, inżynierii mechanicznej.
Wiele produktów żelaznych jest używanych w życiu codziennym: przybory kuchenne są wykonane ze stali, a wiele elementów hydraulicznych jest nią pokrytych.
Metale nieżelazne
Grupa metali nieżelaznych obejmuje dużą liczbę minerałów. Nazwa grupy wzięła się stąd, że wiele metali ma specyficzny kolor. Na przykład miedź jest czerwona, aluminium jest srebrne. Pozostałe 3 rodzaje minerałów (szlachetne, rzadkie, radioaktywne) są zasadniczo podtypem metali nieżelaznych. Wiele z nich dodawanych jest do stopów, gdyż w tej formie mają lepsze właściwości.
Metale nieżelazne dzielą się na:
- ciężki – silnie toksyczny o dużej masie atomowej: ołów, cyna, miedź, cynk;
- lekkie, o małej gęstości i masie: magnez, tytan, glin, wapń, lit, sód, rubid, stront, cez, beryl, bar, potas;
- szlachetne, ze względu na dużą odporność, praktycznie nie wchodzą w reakcje chemiczne, pięknie wyglądają: platyna, srebro, złoto, rod, pallad, ruten, osm;
- małe (rzadko) – antymon, rtęć, kobalt, kadm, arsen, bizmut;
- materiały ogniotrwałe mają wysoką temperaturę topnienia i odporność na zużycie: molibden, tantal, wanad, wolfram, mangan, chrom, cyrkon, niob;
- pierwiastki ziem rzadkich - grupa składa się z 17 pierwiastków: samar, neodym, lantan, cer, europ, terb, gadolin, dysproz, erb, holm, iterb, lutet, skand, itr, tul, promet, terb;
- rozproszone występują w przyrodzie jedynie w postaci zanieczyszczeń: telluru, talu, indu, germanu, renu, hafnu, selenu;
- radioaktywne niezależnie emitują strumień cząstek radioaktywnych: radu, plutonu, uranu, protaktynu, kalifornu, fermu, ameryku i innych.
Aluminium, nikiel i miedź mają szczególne znaczenie dla ludzkości. Kraje rozwinięte dążą do zwiększenia swojej produkcji, gdyż ilość tych metali nieżelaznych wpływa bezpośrednio na postęp techniczny w budowie samolotów, astronautyce, urządzeniach atomowych i mikroskopowych oraz elektrotechnice.
Niemetalowe elementy naturalne
Podsumujmy. Zbadano główne kategorie z tabeli „Rodzaje minerałów” (paliwo, ruda, niemetale). Jakie pierwiastki zaliczamy do niemetalicznych, czyli niemetalicznych? Jest to grupa twardych lub miękkich minerałów występujących jako pojedyncze minerały lub skały. Współczesna nauka zna ponad sto takich związków chemicznych, które są niczym innym jak produktem procesów naturalnych.
Pod względem skali wydobycia i wykorzystania minerały niemetaliczne wyprzedzają jedynie minerały paliwowe. Poniższa tabela zawiera główne skały i minerały tworzące niemetaliczną grupę zasobów naturalnych oraz ich krótką charakterystykę.
Grupa minerałów/skał niemetalicznych | Rodzaj skały/minerału | Charakterystyka |
Surowce wydobywcze | Azbest | Ognioodporna skała. Stosowany do produkcji materiałów ognioodpornych, pokryć dachowych, tkanin ognioodpornych. |
Wapień | Skała osadowa szeroko stosowana w budownictwie. Po wypaleniu otrzymuje się wapno palone. | |
Mika | Minerał tworzący skały. Według składu chemicznego dzieli się na miki aluminiowe, magnezowo-żelazowo-litowe. Wykorzystywany w nowoczesnych technologiach. | |
Surowce chemiczne | Sole potasowe | Skały osadowe zawierające potas. Wykorzystywany jest jako surowiec dla przemysłu chemicznego oraz do produkcji nawozów potasowych. |
Apatyt | Minerały zawierające duże ilości soli fosforu. Stosowany do produkcji nawozów, a także do produkcji ceramiki. | |
Siarka | Występuje w postaci rodzimej rudy siarki oraz w związkach. Stosowany jest głównie do produkcji kwasu siarkowego w procesie wulkanizacji gumy. | |
Materiały budowlane | Gips | Minerał siarczanowy. Wykorzystuje się go w różnych dziedzinach działalności człowieka. |
Marmur | Skała na bazie kalcytu. Stosowany w elektrotechnice, do produkcji tynków i mozaik, pomników. | |
Kamienie szlachetne | Cenny | Mają piękny wzór lub kolor, połysk, są łatwe w polerowaniu i cięciu. Używany do wyrobu biżuterii i innych dekoracji. |
Półszlachetne | ||
Ozdobny |
Minerały niemetaliczne są bardzo ważne dla różnych gałęzi przemysłu, budownictwa, a także są niezbędne w życiu codziennym.
Klasyfikacja zasobów ze względu na ich wyczerpalność
Oprócz gradacji minerałów według ich stanu skupienia i właściwości, brane są pod uwagę wskaźniki ich wyczerpalności i odnawialności. Główne rodzaje minerałów dzielą się na:
- wyczerpywalny, który w pewnym momencie może się wyczerpać i będzie niedostępny do produkcji;
- niewyczerpane – stosunkowo niewyczerpane źródła zasobów naturalnych, np. energia słoneczna i wiatrowa, oceany, morza;
- odnawialne - skamieniałości, które przy pewnym poziomie wyczerpania można częściowo lub całkowicie odtworzyć, na przykład lasy, gleba, woda;
- nieodnawialne – jeśli zasoby zostały całkowicie wyczerpane, zwykle nie ma możliwości ich odnowienia;
- wymienne – skamieniałości, które w razie potrzeby można wymienić, na przykład rodzaje paliw.
- niezastąpione – takie, bez których życie byłoby niemożliwe (powietrze).
Zasoby naturalne wymagają starannego traktowania i racjonalnego wykorzystania, ponieważ większość z nich ma swój limit, a jeśli są odnawialne, to nie nastąpi to szybko.
Minerały odgrywają ważną rolę w życiu człowieka. Bez nich nie byłoby odkryć technicznych i naukowych, ani w ogóle normalnego życia. Skutki ich wydobycia i przetwarzania otaczają nas wszędzie: budynki, transport, artykuły gospodarstwa domowego, leki.
Surowce mineralne gospodarki światowej
Wśród zasobów naturalnych ogromne znaczenie dla zapewnienia rozwoju produkcji i życia ludzkiego mają zasoby mineralne. Ich cechy to:
ograniczone i nieodnawialne;
· nierównomierne rozmieszczenie w poszczególnych krajach i regionach;
· znaczne zróżnicowanie poszczególnych zasobów
Surowce mineralne stanowią podstawę do produkcji wyrobów przemysłowych. Każdego roku z wnętrzności Ziemi wydobywa się ponad 100 miliardów ton różnych surowców i paliw. Są to rudy metali żelaznych i nieżelaznych, węgiel, gaz, ropa naftowa, surowce budowlane itp. - łącznie ponad dwieście różnych rodzajów.
Minerały rudne mają ogromne znaczenie gospodarcze, ponieważ pozostają niezrównanymi materiałami konstrukcyjnymi. Ich największe rezerwy skupione są w USA, Chinach, Indiach i Rosji.
Złoża rud żelaza skoncentrowane są w Brazylii, Australii, Kanadzie i krajach WNP (w tym w Rosji). Duże rezerwy mają także Indie, USA, Szwecja, Francja, Wenezuela, Republika Południowej Afryki i Chiny. Światowe zasoby rudy żelaza szacuje się na około 400 miliardów ton.W ostatniej dekadzie odkryto nowe złoża minerałów kruszcowych w wielu krajach rozwijających się - Brazylii, Liberii, Gwinei, Algierii. Największe złoża eksplorowano w Brazylii (złoże Minas Geras) i Wenezueli (Gujana). Przeważają tu rudy wysokiej jakości (do 68% zawartości żelaza z niewielkimi ilościami siarki, krzemionki i fosforu). Duże znaczenie mają także złoża rud żelaza w Rosji (Michajłowskie - KMA, Kachkanarskoje - Ural), ale mają one nieco niższą zawartość głównego składnika.
Od końca lat 80-tych. Światowe wydobycie rud żelaza kształtuje się na poziomie 1 miliarda ton rocznie. Największymi eksporterami rud żelaza na świecie są Brazylia (125 mln ton), Australia (ponad 100 mln ton), Kanada (30-40 mln ton) oraz kraje WNP. Głównymi importerami surowców rud żelaza na świecie są Japonia (do 150 mln ton rocznie), Niemcy i USA.
Nowym trendem w rozwoju handlu surowcami rudy żelaza stał się wzrost podaży rudy wzbogaconej (granulki rudy żelaza), a także złomu stalowego.
Spośród metali nieżelaznych najpowszechniejsze są boksyty (10% masy skorupy ziemskiej), które służą jako surowiec do produkcji aluminium. Całkowite zasoby boksytu wynoszą 50 miliardów ton, a produkcja przekracza 80 milionów ton rocznie. Największe złoża boksytów występują we Francji (Saint-Julien, La Rouquette), Włoszech, Rosji (Apatity) i USA (Silit Rock). Jednak niektóre złoża boksytu w krajach o tradycyjnej tradycji produkującej aluminium zostały znacznie wyczerpane i istnieje potrzeba znalezienia nowych źródeł surowców.
Główni eksporterzy boksytów to Gwinea, Jamajka i Brazylia, które wraz z Australią determinują sytuację na światowym rynku boksytów.
Jeśli chodzi o boksyty australijskie, zarówno pod względem ilościowym, jak i cenowym, są one w stanie zaspokoić 50% światowego zapotrzebowania. Własna produkcja aluminium została uruchomiona w Australii i Brazylii. Jamajka dostarcza surowce głównie dla amerykańskiego przemysłu aluminiowego, a Gwinea zaopatruje Europę Zachodnią. Australijski boksyt przetwarzany jest nie tylko przez fabryki na Bliskim Wschodzie w celu reeksportu do Japonii, ale także przez fabryki w Rosji i Europie Zachodniej. Australia, Rosja, USA i Jamajka przodują w produkcji tlenku glinu, a USA, WNP, Japonia, Kanada i Niemcy przodują w produkcji aluminium.
Jeśli chodzi o rudy metali nieżelaznych, możemy zidentyfikować ogólne wzorce w podziale ich zasobów, wytwarzaniu produktów na ich bazie i zużyciu tych produktów. Większość światowych zasobów rud metali nieżelaznych skupiona jest w krajach rozwijających się, jednak ich udział w światowej produkcji i konsumpcji jest znacznie niższy. Przykładowo, mając 3/4 zasobów boksytu, udział krajów rozwijających się w ich produkcji wynosi około 1/2, w hutnictwie – 1/5, a w zużyciu aluminium – tylko 1/10. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku innych metali nieżelaznych, za wyjątkiem cyny. Udział krajów rozwijających się w światowej produkcji cyny wynosi ponad 4/5. Jednocześnie główne rezerwy cyny skoncentrowane są w Indiach, Malezji, Brazylii, Indonezji, Tajlandii i Boliwii. Całkowite zasoby cyny wynoszą 180 milionów ton, roczna produkcja wynosi 8,3 miliona ton.
Duże zasoby miedzi znajdują się także w krajach rozwijających się. Wyróżnia się „pas miedziany”, który obejmuje Chile, Zimbabwe, Zambię, Zair i Peru. Spośród krajów rozwiniętych duże zasoby miedzi posiadają Stany Zjednoczone (złoża Morenci, Bingen), WNP i Kanada (Grendak, Johnsons). Jednak zawartość głównego składnika w rudzie jest zróżnicowana i waha się od 0,5% w USA do 5% w Zambii. Całkowite zasoby rud miedzi szacuje się na 860 mln ton, przy czym rocznie wydobywa się 8 mln ton. Zazwyczaj wydobycie miedzi obejmuje wytapianie na miejscu. Największymi producentami miedzi są Chile i USA. Większość krajów Europy Zachodniej importuje miedź.
Rudy polimetaliczne są powszechne w USA (Labadi), Kanadzie (Pine Point), Australii (Bronen Hill), Rosji (Orłowskoje), Birmie (Nammadu). Zawartość cynku również znacznie się różni w poszczególnych złożach, od 1% w Kanadzie do 20% w Birmie; ołów – od 1% w Kanadzie do 23% w Australii. Całkowite zasoby ołowiu wynoszą 200 mln ton, produkcja około 2,5 mln ton rocznie. Całkowite zasoby cynku wynoszą 300 milionów ton, produkcja wynosi 4,5 miliona ton rocznie.
Chiny posiadają duże i zróżnicowane zasoby metali nieżelaznych, w tym wolframu, cyny, antymonu, cynku, miedzi i ołowiu.
Rozległe terytorium naszego kraju jest bogate w cenne zasoby, w tym węgiel, ropę naftową, gaz ziemny, kamienie szlachetne i minerały. Jakie zasoby mineralne znajdują się w części centralnej i innych regionach, w których się znajdują? najbogatsze złoża tych bogactw, jakie są ich rezerwy i jaki jest udział Rosji w świecie. Odpowiedzmy na te pytania.
W kontakcie z
Rodzaje skamieniałości
Minerały to minerały, skały i surowce palne osadzone w głębinach skorupy ziemskiej i są cenne dla człowieka. Bogactwo tych zasobów, m.in. determinuje sytuację kraju na rynku światowym. Zwyczajowo rozróżnia się rodzaje skamieniałości w zależności od celu ich wykorzystania. Lista minerałów jest imponująca.
Zapalny
W większości przypadków wykorzystuje się je jako paliwo. Obejmują one:
Olej jest oleistą cieczą, który jest doskonałym paliwem i surowcem dla wielu substancji. Ropa naftowa w Rosji nazywana jest czarnym złotem.
Znajduje zastosowanie niemal we wszystkich gałęziach przemysłu i przynosi ogromne zyski. Pod względem zasobów Rosja znajduje się na 7. miejscu wśród wszystkich krajów, ale ustalono, że możliwości wydobycia ropy naftowej są wykorzystywane jedynie w połowie.
Ważną cechą oliwy jest jej gęstość: im jest ona mniejsza, tym produkt jest cenniejszy.
Gaz– najwygodniejsze i przyjazne dla środowiska paliwo, które wydobywa się z pustek skalnych. Gaz ziemny powstaje w wyniku rozkładu związków organicznych w głębinach. Rosja zajmuje pierwsze miejsce na świecie pod względem złóż tej substancji.
Węgiel– powstaje w wyniku rozkładu ogromnej liczby organizmów roślinnych. Leży w warstwach, których tworzenie trwa tysiące lat. Jest to najpopularniejszy materiał palny i jest aktywnie wykorzystywany w metalurgii i przemyśle. Pod względem zasobów węgla wyprzedzają Rosję jedynie Stany Zjednoczone i Chiny.
Torf– substancja łatwopalna (zawiera aż 50% węglowodanów), powstająca w wyniku gnicia roślin, głównie mchów. Miejscami występowania złóż torfu są bagna. Grubość warstwy torfu wynosi co najmniej 30 cm, a zapotrzebowanie na niego jest ogromne, ponieważ dobrze się wypala i służy do nawożenia gleby. Złóż torfu jest ponad 40 tysięcy, większość z nich zlokalizowana jest w azjatyckiej części kraju.
Łupki naftowe wręcz przeciwnie, wydobywa się je na zachodzie. Jest to połączenie materii organicznej i gliny krzemionkowej, stałe formacje o szarym lub brązowym odcieniu. Złoża łupków bitumicznych znajdują się na dnie zbiorników. Podczas obróbki tego materiału ekstrahuje się żywicę, której właściwości są podobne do oleju. Łupki stanowią dodatkowe źródło ciepła, jednak ponieważ ich zasoby przekraczają ilość wszystkich paliw kopalnych na świecie, niewykluczone, że w dającej się przewidzieć przyszłości łupki staną się głównym surowcem do produkcji paliw.
Kruszec
Ruda nie jest jednym konkretnym rodzajem surowca, ale kombinacją kilku składników zawierających substancję główną w takiej ilości, że wydobycie i przeróbka rudy jest opłacalna i uzasadniona z ekonomicznego punktu widzenia.
Wydobywane w ten sposób skamieliny nazywane są rudami. Rosja Centralna jest bogata w te rezerwy.
Ruda metalu- te rosyjskie minerały zostały tak nazwane, ponieważ zawierają różne metale. Są to złoża żelaza, miedzi, niklu, kobaltu, cyny, wolframu i aluminium.
Na terenie naszego kraju wydobywa się złoto (nasz kraj zajmuje 4. miejsce wraz z Kanadą), srebro (pierwsze miejsce pod względem zasobów na świecie) i polimetale.
Ruda żelaza jest formacją mineralną zawierającą dużą ilość żelaza. Minerał ten jest głównym surowcem do produkcji żeliwa.
Złoto– topliwy, miękki, bardzo gęsty, ale plastyczny w swoich właściwościach metal szlachetny. Jubilerzy rozróżniają złoto żółte, białe i czerwone (kolor zależy od dodanych metali; dodatki nadają wyrobom ze złota większą wytrzymałość). Złoto wykorzystywane jest także w przemyśle wytwórczym, medycynie i kosmetologii.
Srebro– metal biały, miękki, ciągliwy, dobrze przewodzi prąd. Srebro wykorzystywane jest do produkcji biżuterii, naczyń, sztućców i sprzętu elektrycznego.
Rudy niemetaliczne (jak sama nazwa wskazuje, nie zawierają metali): tytan, uran, mangan, rtęć i inne.
Ruda uranu– minerał o dużej zawartości uranu. Jest pierwiastkiem promieniotwórczym stosowanym w paliwie jądrowym, geologii, inżynierii mechanicznej i budowie samolotów. Ponadto substancja ta generuje ciepło wielokrotnie silniejsze niż ropa czy gaz. Uran jest pierwiastkiem bardzo powszechnym w przyrodzie.
Ruda manganu, którego głównym składnikiem jest mangan, ma bardzo szerokie zastosowanie w metalurgii, ceramice i medycynie.
Niemetalowe
Kamienie szlachetne i półszlachetne to skały pochodzenia organicznego i nieorganicznego, stosowane w jubilerstwie, przemyśle, a często w medycynie. Głównym bogactwem są diamenty, z których pierwszy znaleziono pod koniec XIX wieku. Wydobywano również:
- topaz,
- szmaragdy,
- szafiry,
- rubiny,
- kryształ górski,
- krwawnik,
- ametysty,
- malachit,
- bursztyn.
Diament- To najtwardszy minerał na świecie, ale jednocześnie bardzo kruchy. Diamenty mają szerokie zastosowanie w jubilerstwie, a ze względu na swoją wytrzymałość także w przemyśle nuklearnym, optyce, mikroelektronice oraz do produkcji ostrych przedmiotów do cięcia i ostrzenia.
Kryształ górski– przezroczysty minerał stosowany w produkcji biżuterii i niektórych elementów wyposażenia wnętrz, a także w radiotechnice.
Inne minerały obejmują bursztyn, topaz, malachit, rubin i tak dalej.
Notatka! Jaki minerał nazywany jest kamieniem płodności. Są to minerały, z których produkowane są nawozy mineralne: fosforyty, sole potasowe, apatyt
Skały budowlane: różne rodzaje piasku, żwiru, granitu, bazaltu, tufów wulkanicznych. Wnętrzności ziemi zawierają także grafit, azbest, różne rodzaje miki, grafit, talk i kaolin. Szeroko stosowany w budownictwie.
Miejsce urodzenia
Złoża minerałów w naszym kraju są rozproszone na całym terytorium. znajdują się w części południowej, wschodniej i północno-wschodniej, a także na. Na tych terenach wydobywa się cenne skały. W środkowej i europejskiej części Rosji, które są bardziej płaskie, odkryto bogate złoża rudy.
Szczegółowe mapa minerałów w Rosji wygląda to tak:
- Minerały palne koncentrują się w północno-zachodniej części Syberii i delcie Wołgi, czyli w europejskiej części Rosji, a największymi złożami są Sachalin i obwód Jamalsko-Nieniecki.
- Złoto wydobywa się z pięciu dużych złóż, 200 podstawowych i 114 złożonych. Regiony najbogatsze w złoto to Magadan, Jakucja i Sacha.
- Srebro wydobywa się na Uralu i Wschodniej Syberii. Prawie 98% złóż znajduje się w rejonie pasa wulkanicznego Ochotsk-Czukotka i East Alin.
- Większość licznych źródeł torfu zlokalizowana jest na Uralu i Syberii, na terenach podmokłych. Za największe uważa się złoże Vasyugan, które znajduje się w zachodniej Syberii.
- Węgiel wydobywany jest niemal na terenie całego kraju, jednak główne bogactwa skupiają się na wschodzie (ponad 60% całości).
- W okolicy występują złoża skał gipsowych, piaskowych i wapiennych. Sole potasowe wydobywa się w regionie Perm, sól kamienną - we wschodniej i zachodniej Syberii.
- Lokalizację surowców budowlanych odnotowano na Uralu, Sajanach, Zabajkaliach, obwodzie irkuckim, terytorium Krasnojarska i Syberii.
- Rudy aluminium można znaleźć w dużych ilościach na północnym Uralu i w Republice Komi.
Prognoza ekspertów
Informacje na temat udziału zasobów mineralnych w Rosji w rezerwach światowych są nieco zróżnicowane, ale średnio tak jest bardzo istotne wskaźniki. Tak więc Rosja ma około 12% całkowitych zasobów ropy naftowej, 32% gazu ziemnego, 30% węgla i 25% żelaza.
Notatka! Problem w tym, że zdaniem ekspertów większość rosyjskich złóż nie jest wysokiej jakości w porównaniu ze światem (pod względem stosunku użytecznych składników są one mniej wartościowe niż próbki z innych krajów świata, ale ich wydobycie jest znacznie trudniejsze ze względu na warunki przyrodnicze i geograficzne).
Aby poprawić sytuację, opracowano strategię do 2020 roku, której efektem powinno być bardziej racjonalne i celowe wykorzystanie surowców.
Sytuację pogarsza zmniejszenie się zasobów odnawialnych surowców mineralnych w Rosji. W związku z tym wiele spółek naftowych traci rentowność.
Produkcja węgla prowadzona jest na niskim poziomie i nie zapewnia sektorom przemysłowym wystarczającej ilości surowców. Wiele przedsiębiorstw wydobywających rudę żelaza otrzymuje rezerwy na okres nie dłuższy niż 2 dekady. Praca z innymi rudami metali jest również bardzo trudna i stale się pogarsza.
Główne rodzaje minerałów w Rosji
Minerały Rosji - rudy, diamenty, ropa naftowa
Wniosek
Obecnie, pomimo kolosalnych zasobów minerałów na rozległym terytorium, nasz kraj pozostaje znacznie w tyle za większością krajów świata pod względem stopnia ich rozwoju i wykorzystania. Od rozwiązania tego problemu w dużej mierze zależy poprawa sytuacji gospodarczej kraju i perspektywy rozwoju.
Pamiętaj, które minerały zaliczane są do minerałów kruszcowych i jakie jest pochodzenie minerałów kruszcowych?
DYSTRYBUCJA RUDY KOPALNEJ. W głębi Ukrainy leżą minerały i skały zawierające różne metale - od aluminium i żelaza, które występują najczęściej w skorupie ziemskiej, po pierwiastki rzadkie, które występują tylko sporadycznie lub są rozproszone w małych ilościach jako zanieczyszczenia w innych minerałach. Same zasoby rud nie mają znaczenia przemysłowego. A pod względem zasobów rud żelaza, manganu, tytanu i uranu Ukraina zajmuje pierwsze miejsce wśród krajów europejskich. Rudy te wydobywa się w dużych ilościach. Nasze państwo zaspokaja własne potrzeby i sprzedaje surowce mineralne do innych krajów. Ukraina posiada także znaczne zasoby rud rtęci (2. miejsce w Europie).
Większość złóż rud związana jest ze skałami tarczy ukraińskiej, a także ze starożytnymi (Donieck) i młodymi (Karpaty) regionami fałdowymi (ryc. 77).
RUDY METALI ŻELAZNYCH. Ukraina jest wyjątkowym krajem na świecie pod względem zasobów i lokalizacji złóż rud żelaza i manganu, z których wytapia się metale żelazne (żeliwo, stal). Największe złoża tych minerałów znajdują się w pobliżu - na terenie Dniepropietrowska i sąsiednich obwodów.
Całkowite zasoby rudy żelaza wynoszą ponad 27 miliardów ton. Zagłębie rudy żelaza Krivoy Rog (Krivbass) to główny obszar górniczy Ukrainy i jeden z największych na świecie (ryc. 76). Obejmuje szereg pól rozciągających się na pasie o długości ponad 100 km przez obwody dniepropietrowskie, kirowogradzkie i mikołajewskie. Rozwój przemysłowy dorzecza rozpoczął się w XIX wieku. Największe znaczenie dla gospodarki mają bogate (o zawartości żelaza przekraczającej 46%) i wysokiej jakości rudy - czerwone rudy żelaza (hematyty), które prawie nie zawierają szkodliwych zanieczyszczeń.
Wydobywa się je metodą kopalnianą. Rudy niskiej jakości (kwarcyty żelaziste), w których zawartość żelaza jest niższa (od 20%), wydobywa się w odkrywkach (w kamieniołomach). Rudy żelaza o dużej zawartości metali występują także w rejonach rud żelaza Krzemieńczug (obwód połtawski) i białozerski (obwód zaporoski). Wydobywa się je zarówno metodą kamieniołomową, jak i kopalnianą. Obiecujący może w przyszłości okazać się region rudy żelaza Azowa (obwód zaporoski). Ale w dorzeczu rudy żelaza w Kerczu (Krym) nie wydobywano już rudy.
Rudy manganu wykorzystywane są jako surowiec do produkcji stali wysokiej jakości. Ich zasoby na Ukrainie wynoszą ponad 2,5 miliarda ton. Skupiają się w
Dorzecze rudy manganu Dniepru jest jednym z największych na świecie pod względem zasobów i produkcji. Od końca XIX w. Rudę wydobywa się metodami odkrywkowymi i kopalnianymi w zachodniej części basenu - złoże Nikopol (obwód dniepropietrowski) (ryc. 78).
Jednocześnie dwukrotnie większe zasoby rudy zbadano w złożu Wielikotokmak (obwód zaporoski).
Do rud metali żelaznych zaliczają się także rudy chromitu, których niewielkie złoża odkryto w Pobuży (obwód kirowogradzki).
RUDY METALI NIEŻELAZNYCH. Tytan i jego stopy są metalami lekkimi i trwałymi, dlatego są niezbędnymi materiałami w przemyśle lotniczym, rakietowym i stoczniowym oraz przy produkcji reaktorów chemicznych. W obrębie tarczy ukraińskiej skupione są złoża rud tytanu. Największe zbadane złoża to Irszanskoje (obwód żytomierski) i Samotkanskoje (obwód dniepropietrowski).
Od końca XIX w. Na Ukrainie rudy rtęci wydobywano w jednym z największych złóż w Europie, złożu Nikitowskim (obwód doniecki), jednak ich zagospodarowanie zostało zatrzymane. W regionie rud niklu Pobużskiego (obwód kirowogradzki) wydobywa się rudy niklu i bada się rudy kobaltu. Na Ukrainie istnieje wiele złóż rud metali nieżelaznych, które nie zostały jeszcze zagospodarowane. Część z nich odkryto stosunkowo niedawno, a znajdujące się tam złoża metali są wyjaśniane, inne są już dobrze rozpoznane i przygotowane do eksploatacji. Należą do nich złoża rud polimetalicznych i aluminiowych, złota, molibdenu i wielu rzadkich metali. Wśród złóż rud polimetalicznych (ołowiu i cynku) największe jest Beregowskoe (obwód zakarpacki). Złoża rud aluminium odkryto na Zakarpaciu, w rejonie Dniepru i Azowa. Jednak całkowite zasoby tego typu surowców są niewielkie, dlatego nie są one wydobywane.
Badania geologiczne prowadzone w ostatnich latach wskazują, że w głębi Ukrainy
Istnieją rezerwy przemysłowe złota, srebra, miedzi i wielu metali rzadkich i ziem rzadkich. W ten sposób złoto znaleziono w regionie karpackim i donieckim, na południowych zboczach ukraińskiej tarczy. Na Zakarpaciu wydobywano go ze złoża Muzhievskoe. Na Wołyniu odkryto i bada się duże złoża miedzi rodzimej.
RUDY URANU. Rudy uranu zajmują szczególne miejsce wśród minerałów kruszcowych. Jest to ważne źródło paliwa i energii. Na Ukrainie eksploatowane są trzy złoża uranu, ale zbadano znacznie więcej. Większość złóż znajduje się w obwodzie kirowogradzkim, wśród nich Nowokonstantinowskie. Jest to jeden z wiodących rezerw na świecie. Całkowite zasoby rud uranu, pod względem których Ukraina znajduje się w pierwszej dziesiątce krajów świata, pozwalają na zaspokojenie potrzeb istniejących krajowych elektrowni jądrowych przez 100 lat.
PAMIĘTAĆ
Pod względem zasobów rud żelaza i manganu Ukraina jest jednym z wiodących krajów na świecie. Rudę żelaza wydobywa się w dorzeczu Krzywego Rogu i rejonie Krzemieńczuka, rudę manganu wydobywa się w dorzeczu Dniepru.
Jeśli chodzi o rudy metali nieżelaznych, Ukraina posiada znaczne zasoby rud tytanu i rtęci, zasoby pozostałych rud są ograniczone lub nie mają znaczenia przemysłowego.
Ukraina posiada duże zasoby rud uranu, którymi może się zaopatrzyć w dłuższej perspektywie.
PYTANIA I ZADANIA
1. Wymień minerały kruszcowe, których zasoby Ukraina zajmuje wiodące miejsce w Europie i na świecie.
2. Jakie struktury tektoniczne kojarzą się głównie ze złożami minerałów kruszcowych?
3. Gdzie na Ukrainie wydobywa się rudę żelaza? Które rudy są uważane za bogate w żelazo, a które za ubogie?
5. Jakie rudy metali nieżelaznych wydobywa się na Ukrainie? Gdzie znajdują się ich złoża?
6. Czy w Twojej okolicy (regionie) występują rudy mineralne? Jeśli tak, gdzie je można uzyskać?
7* Opisz perspektywy Ukrainy w zakresie wydobycia tradycyjnych zasobów rud i zagospodarowania złóż nowych minerałów.
To jest materiał podręcznikowy
Ruda żelaza jest głównym surowcem dla światowego przemysłu metalurgicznego. Gospodarki różnych krajów w dużej mierze zależą od rynku tego minerału, dlatego na całym świecie coraz większą uwagę poświęca się rozwojowi kopalń.
Ruda: definicja i cechy
Rudy to skały wykorzystywane do przetwarzania i wydobywania zawartych w nich metali. Rodzaje tych minerałów różnią się pochodzeniem, składem chemicznym, stężeniem metali i zanieczyszczeniami. Skład chemiczny rudy zawiera różne tlenki, wodorotlenki i sole dwutlenku węgla żelaza.
Ciekawy! Ruda była poszukiwana na farmach od czasów starożytnych. Archeologom udało się ustalić, że początki produkcji pierwszych przedmiotów żelaznych sięgają II wieku. PNE. Materiał ten został po raz pierwszy użyty przez mieszkańców Mezopotamii.
Żelazo- powszechny pierwiastek chemiczny w przyrodzie. Jego zawartość w skorupie ziemskiej wynosi około 4,2%. Ale w czystej postaci prawie nigdy nie występuje, najczęściej w postaci związków - w tlenkach, węglanach żelaza, solach itp. Ruda żelaza to mieszanina minerałów ze znaczną ilością żelaza. W gospodarce narodowej za ekonomicznie wykonalne uważa się wykorzystanie rud zawierających więcej niż 55% tego pierwiastka.
Co powstaje z rudy
Przemysł rudy żelaza to branża metalurgiczna specjalizująca się w wydobyciu i przetwarzaniu rud żelaza. Głównym przeznaczeniem tego materiału jest dziś produkcja żeliwa i stali.
Wszystkie produkty wykonane z żelaza można podzielić na grupy:
- Surówka o wysokim stężeniu węgla (powyżej 2%).
- Żeliwo.
- Wlewki stalowe do produkcji wyrobów walcowanych, żelbetonu i rur stalowych.
- Żelazostopy do wytopu stali.
Do czego potrzebna jest ruda?
Materiał służy do wytapiania żelaza i stali. Dziś praktycznie nie ma branży przemysłowej, która nie mogłaby obejść się bez tych materiałów.
Żeliwo jest stopem węgla i żelaza z manganem, siarką, krzemem i fosforem. Surówkę produkuje się w wielkich piecach, gdzie w wysokich temperaturach oddziela się rudę od tlenków żelaza. Prawie 90% powstałego żeliwa ma charakter marginalny i jest wykorzystywane do wytapiania stali.
Stosowane są różne technologie:
- topienie wiązką elektronów w celu uzyskania czystego materiału wysokiej jakości;
- obróbka próżniowa;
- przetapianie elektrożużlowe;
- rafinacja stali (usuwanie szkodliwych zanieczyszczeń).
Różnica między stalą a żeliwem polega na minimalnym stężeniu zanieczyszczeń. Do oczyszczania stosuje się wytapianie oksydacyjne w piecach martenowskich.
Najwyższej jakości stal wytapiana jest w elektrycznych piecach indukcyjnych w ekstremalnie wysokich temperaturach.
Ruda różni się stężeniem zawartego w niej pierwiastka. Może być wzbogacony (o stężeniu 55%) i ubogi (od 26%). Zaleca się stosowanie w produkcji rud niskogatunkowych dopiero po wzbogaceniu.
Ze względu na pochodzenie wyróżnia się następujące rodzaje rud:
- Magtogeniczny (endogenny) - powstaje pod wpływem wysokiej temperatury;
- Powierzchnia – osiadłe pozostałości pierwiastka na dnie basenów morskich;
- Metamorfogeniczny – uzyskiwany pod wpływem niezwykle wysokiego ciśnienia.
Główne związki mineralne zawierające żelazo:
- Hematyt (czerwona ruda żelaza). Najcenniejsze źródło żelaza o zawartości pierwiastków na poziomie 70% i minimalnym stężeniu szkodliwych zanieczyszczeń.
- Magnetyt. Pierwiastek chemiczny o zawartości metalu 72% wyróżnia się wysokimi właściwościami magnetycznymi i jest wydobywany z magnetycznych rud żelaza.
- Syderyt (węglan żelaza). Występuje wysoka zawartość skały płonnej, samo żelazo wynosi około 45-48%.
- Brązowe rudy żelaza. Grupa wodnych tlenków o niskiej zawartości żelaza z domieszkami manganu i fosforu. Pierwiastek o takich właściwościach charakteryzuje się dobrą odzyskiwalnością i porowatą strukturą.
Rodzaj materiału zależy od jego składu i zawartości dodatkowych zanieczyszczeń. Najczęściej spotykaną czerwoną rudę żelaza o dużej zawartości żelaza można znaleźć w różnych stanach - od bardzo gęstego do pylącego.
Rudy żelaza brunatnego mają luźną, lekko porowatą strukturę o barwie brązowej lub żółtawej. Taki pierwiastek często wymaga wzbogacenia, ale łatwo daje się przerobić na rudę (otrzymuje się z niego wysokiej jakości żeliwo).
Magnetyczne rudy żelaza mają gęstą i ziarnistą strukturę, przypominając kryształy osadzone w skale. Kolor rudy jest charakterystyczny czarno-niebieski.
Jak wydobywa się rudę
Wydobywanie rud żelaza to złożony proces techniczny polegający na nurkowaniu w głąb ziemi w poszukiwaniu minerałów. Obecnie istnieją dwie metody wydobycia rudy: otwarta i zamknięta.
Otwarta (metoda kamieniołomowa) jest powszechną i najbezpieczniejszą opcją w porównaniu z technologią zamkniętą. Metoda ma zastosowanie w przypadkach, gdy w obszarze roboczym nie ma twardych skał, a w pobliżu nie ma obszarów zaludnionych ani systemów użyteczności publicznej.
Najpierw wykopany jest kamieniołom o głębokości do 350 metrów, po czym duże maszyny zbierają żelazo i usuwają je z dna. Po wydobyciu materiał wysyłany jest lokomotywami spalinowymi do fabryk stali i żelaza.
Kopanie kamieniołomów odbywa się za pomocą koparek, ale proces ten zajmuje dużo czasu. Gdy tylko maszyna dotrze do pierwszej warstwy kopalni, materiał zostaje przekazany do badań w celu określenia procentowej zawartości żelaza i możliwości dalszej pracy (jeśli odsetek ten przekroczy 55%, prace w tym obszarze są kontynuowane).
Ciekawy! W porównaniu do metody zamkniętej wydobycie w kamieniołomach kosztuje o połowę mniej. Technologia ta nie wymaga budowy kopalń ani tworzenia tuneli. Jednocześnie wydajność pracy w odkrywkach jest kilkukrotnie wyższa, a straty materiału pięciokrotnie mniejsze.
Zamknięta metoda wydobycia
Kopalniane (zamknięte) wydobycie rudy stosuje się tylko wtedy, gdy planuje się zachowanie integralności krajobrazu na obszarze, na którym eksploatowane są złoża rudy. Ta metoda jest również odpowiednia do pracy na obszarach górskich. W tym przypadku pod ziemią tworzona jest sieć tuneli, co wiąże się z dodatkowymi kosztami - budową samej kopalni i skomplikowanym transportem metalu na powierzchnię. Główną wadą jest duże zagrożenie życia pracowników, kopalnia może się zawalić i zablokować dostęp do powierzchni.
Gdzie wydobywa się rudę?
Wydobycie rud żelaza jest jednym z wiodących obszarów kompleksu gospodarczego Federacji Rosyjskiej. Ale mimo to udział Rosji w światowej produkcji rudy wynosi zaledwie 5,6%. Światowe zasoby wynoszą około 160 miliardów ton. Objętość czystego żelaza sięga 80 miliardów ton.
Kraje bogate w rudy
Rozkład minerałów według krajów przedstawia się następująco:
- Rosja – 18%;
- Brazylia – 18%;
- Australia – 13%;
- Ukraina – 11%;
- Chiny – 9%;
- Kanada – 8%;
- USA – 7%;
- pozostałe kraje - 15%.
Znaczące złoża rudy żelaza odnotowano w Szwecji (miasta Falun i Gellivar). W Ameryce duże ilości rudy odkryto w stanie Pensylwania. W Norwegii metal wydobywa się w Persberg i Arendali.
Rudy Rosji
Anomalia magnetyczna Kurska to duże złoże rudy żelaza w Federacji Rosyjskiej i na świecie, w którym ilość nierafinowanego metalu sięga 30 000 milionów ton.
Ciekawy! Analitycy zauważają, że skala wydobycia kopalin w kopalniach KMA utrzyma się do 2020 roku, a w przyszłości nastąpi spadek.
Powierzchnia kopalń na Półwyspie Kolskim wynosi 115 000 km2. Wydobywa się tu rudy żelaza, niklu, miedzi, kobaltu i apatytu.
Góry Ural należą także do największych złóż rud w Federacji Rosyjskiej. Głównym obszarem rozwoju jest Kachkanar. Objętość minerałów rudnych wynosi 7 miliardów ton.
Metal wydobywany jest w mniejszych ilościach w Basenie Zachodniosyberyjskim, Chakasji, Basenie Kerczeńskim, Zabajkalsku i obwodzie irkuckim.