แร่แร่ขุดที่ไหน? แร่ธาตุแร่คืออะไร? องค์ประกอบทางธรรมชาติที่ไม่ใช่โลหะ
ลักษณะทั่วไปของแร่ธาตุ
ประการแรก แร่ธาตุคือหินและแร่ธาตุที่ใช้ในระบบเศรษฐกิจของประเทศต่างๆ
ตามสภาพร่างกายของพวกเขา พวกเขาสามารถ:
- ของแข็ง - ถ่านหิน, เกลือ, แร่, หินอ่อน ฯลฯ
- ของเหลว – น้ำมัน น้ำแร่
- ก๊าซ - ก๊าซไวไฟ, ฮีเลียม, มีเทน
เมื่อใช้เป็นพื้นฐานพวกเขาจะแยกแยะ:
- สารติดไฟ - ถ่านหิน, น้ำมัน, พีท;
- แร่ – แร่หิน รวมถึงโลหะ
- อโลหะ – กรวด ดินเหนียว ทราย ฯลฯ
กลุ่มที่แยกจากกันจะแสดงด้วยหินมีค่าและประดับ
แร่ธาตุก่อตัวขึ้นในรูปแบบที่แตกต่างกันและเป็นแหล่งกำเนิดของหินอัคนี ตะกอน และแปรสภาพ ซึ่งการกระจายตัวของแร่ธาตุภายในโลกเป็นไปตามรูปแบบบางอย่าง
พื้นที่พับมักจะมีลักษณะเป็นหินอัคนีเช่น แร่ธาตุแร่ สถานการณ์นี้เกิดจากการที่พวกมันถูกสร้างขึ้นจากแมกมาและสารละลายน้ำร้อนที่ปล่อยออกมา
แมกมาขึ้นมาจากส่วนลึกของโลกผ่านรอยแตกในเปลือกโลกและแข็งตัวในนั้นที่ระดับความลึกต่างๆ
นอกจากนี้ แร่ธาตุยังสามารถเกิดขึ้นได้จากแมกมาลาวาที่ปะทุขึ้น ซึ่งจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ตามกฎแล้วแมกมาจะถูกแนะนำในช่วงระยะเวลาของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ดังนั้นแร่ธาตุแร่จึงสัมพันธ์กับพื้นที่พับของดาวเคราะห์
แร่ยังสามารถก่อตัวบนที่ราบแท่นได้ แต่ในกรณีนี้ แร่เหล่านั้นจะถูกจำกัดอยู่ที่ชั้นล่างของแท่น บนแพลตฟอร์ม แร่แร่จะสัมพันธ์กับเกราะ เช่น โดยที่ฐานรองพื้นแตะพื้นผิวหรือบริเวณที่ตะกอนปกคลุมไม่หนามากและฐานรองพื้นเข้าใกล้พื้นผิว
ตัวอย่างของการสะสมดังกล่าวคือความผิดปกติของแม่เหล็กเคิร์สต์ในรัสเซียและแอ่ง Krivoy Rog ในยูเครน
หมายเหตุ 1
โดยทั่วไป แร่คือมวลรวมของแร่ซึ่งสามารถแยกโลหะหรือสารประกอบโลหะออกมาทางเทคโนโลยีได้
แร่โลหะมีความเกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่มีการก่อตัวเป็นภูเขา แต่การมีอยู่ของภูเขาไม่ได้หมายความว่ามีแหล่งสะสมอยู่มากมาย ตัวอย่างเช่น หนึ่งในสามของยุโรปถูกครอบครองโดยภูเขา แต่มีแหล่งแร่ขนาดใหญ่น้อยมาก
ขึ้นอยู่กับพื้นที่การใช้งานแร่แร่จะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่ม - แร่โลหะเหล็ก, แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก, แร่โลหะมีค่าและโลหะกัมมันตภาพรังสี
แร่แร่ เช่น แร่เหล็ก เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตโลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กหล่อ เหล็กกล้า ผลิตภัณฑ์รีด แหล่งแร่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดกระจุกตัวอยู่ในสหรัฐอเมริกา อินเดีย จีน บราซิล และแคนาดา
มีเงินฝากจำนวนมากแยกกันในคาซัคสถาน ฝรั่งเศส สวีเดน ยูเครน เวเนซุเอลา เปรู ชิลี ออสเตรเลีย ไลบีเรีย มาเลเซีย และประเทศในแอฟริกาเหนือ
ในรัสเซีย แร่เหล็กสำรองจำนวนมาก นอกเหนือจาก KMA ยังอยู่ในเทือกเขาอูราล คาบสมุทรโคลา คาเรเลีย และไซบีเรีย
แร่โลหะเหล็ก
ในบรรดาแร่โลหะกลุ่มเหล็ก แร่เหล็กที่ได้รับความนิยมและใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมคือ
แร่ธาตุต่างๆ เช่น เฮมาไทต์ แมกนีไทต์ ลิโมไนต์ ซิเดอไรต์ คาโมไซต์ และทูรินไนต์ เป็นหินหลักที่มีธาตุเหล็ก
การผลิตแร่เหล็กในโลกเกิน 1 พันล้านตัน ผู้ผลิตแร่เหล็กรายใหญ่ที่สุดคือจีน ผลิตได้ 250 ล้านตัน ในขณะที่รัสเซียผลิตได้ 78 ล้านตัน สหรัฐอเมริกาและอินเดียผลิตอย่างละ 60 ล้านตัน ส่วนยูเครนผลิตได้ 45 ล้านตัน
การทำเหมืองแร่เหล็กในสหรัฐอเมริกาดำเนินการในภูมิภาคทะเลสาบสุพีเรียและในรัฐมิชิแกน
ในรัสเซีย แหล่งแร่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดคือ KMA ซึ่งมีปริมาณประมาณ 200-210 พันล้านตันหรือ 50% ของปริมาณสำรองดาวเคราะห์ เงินฝากครอบคลุมภูมิภาค Kursk, Belgorod และ Oryol
การผลิตโลหะผสมเหล็กและเหล็กหล่อใช้แมงกานีสเป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์เพื่อให้มีความแข็งแรงและความแข็ง
ปริมาณสำรองอุตสาหกรรมแร่แมงกานีสของโลกกระจุกตัวอยู่ในยูเครน - 42.2% มีแร่แมงกานีสในคาซัคสถาน แอฟริกาใต้ กาบอง ออสเตรเลีย จีน และรัสเซีย
แมงกานีสจำนวนมากยังผลิตได้ในบราซิลและอินเดีย
เพื่อให้เหล็กไม่เป็นสนิม ทนความร้อน และทนกรด จำเป็นต้องมีโครเมียมซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของแร่โลหะกลุ่มเหล็ก
ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าแร่โครไมต์คุณภาพสูงจำนวน 15.3 พันล้านตันจากแหล่งสำรองของโลกอยู่ในแอฟริกาใต้ - 79% โครเมียมพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในคาซัคสถาน อินเดีย ตุรกี และแหล่งแร่นี้ค่อนข้างมากตั้งอยู่ในอาร์เมเนีย มีการพัฒนาเงินฝากจำนวนเล็กน้อยในรัสเซียในเทือกเขาอูราล
หมายเหตุ 2
โลหะเหล็กที่หายากที่สุดคือวานาเดียม ใช้ผลิตเหล็กเกรดและเหล็กเกรด วาเนเดียมมีความสำคัญมากสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เนื่องจากการเติมเข้าไปทำให้โลหะผสมไทเทเนียมมีสมรรถนะสูง
เมื่อผลิตกรดซัลฟิวริกวานาเดียมจะใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ไม่พบในรูปแบบบริสุทธิ์ และวาเนเดียมพบได้ในแร่ไททาโนแมกเนไทต์ และบางครั้งพบในฟอสฟอไรต์ หินทรายที่มียูเรเนียม และหินตะกอน จริงอยู่ที่ความเข้มข้นไม่เกิน 2%
บางครั้งวานาเดียมในปริมาณมากก็สามารถพบได้ในบอกไซต์ ถ่านหินสีน้ำตาล หินดินดาน และทราย เมื่อแยกส่วนประกอบหลักออกจากวัตถุดิบแร่ จะได้วาเนเดียมเป็นผลพลอยได้
ในแง่ของปริมาณสำรองแร่ที่บันทึกไว้ ผู้นำคือแอฟริกาใต้ ออสเตรเลีย และรัสเซีย และผู้ผลิตหลักคือแอฟริกาใต้ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และฟินแลนด์
แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่ไม่ใช่เหล็กแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:
- น้ำหนักเบา ได้แก่ อลูมิเนียม แมกนีเซียม ไทเทเนียม
- ของหนักได้แก่ ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว นิกเกิล โคบอลต์
ในบรรดาโลหะที่ไม่ใช่เหล็กทั้งหมด อลูมิเนียมมีมากที่สุดในเปลือกโลก
คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ความหนาแน่นต่ำ การนำความร้อนสูง ความเป็นพลาสติก การนำไฟฟ้า และความต้านทานการกัดกร่อน โลหะนี้เหมาะสำหรับการตี การตอก การรีด และการดึงขึ้นรูป ก็สามารถปรุงได้ง่าย
วัสดุเริ่มต้นสำหรับโลหะอลูมิเนียมคืออลูมินาซึ่งได้มาจากการประมวลผลแร่บอกไซต์และแร่เนฟีลีน
มีแร่บอกไซต์สำรองในกินี บราซิล ออสเตรเลีย และรัสเซียอยู่ในอันดับที่ 9
ปริมาณสำรองแร่อะลูมิเนียมของรัสเซียกระจุกตัวอยู่ในภูมิภาคเบลโกรอดและสแวร์ดลอฟสค์ รวมถึงในสาธารณรัฐโคมิ แร่อะลูมิเนียมของรัสเซียมีคุณภาพต่ำ แร่เนฟิลีนเกิดขึ้นบนคาบสมุทรโคลา รัสเซียอยู่ในอันดับที่ 6 ของโลกในด้านการผลิตอลูมินา อลูมินาทั้งหมดผลิตจากวัตถุดิบในประเทศ
ไทเทเนียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2334 ลักษณะเด่นคือมีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อน สำหรับอุตสาหกรรม แร่ไทเทเนียมประเภทหลักคือแร่ชายฝั่งทะเล ปลาขนาดใหญ่ดังกล่าวเป็นที่รู้จักในรัสเซีย ออสเตรเลีย อินเดีย บราซิล นิวซีแลนด์ มาเลเซีย และศรีลังกา
แหล่งสะสมของไทเทเนียมมีความซับซ้อนและมีเซอร์โคเนียม
โลหะที่ไม่ใช่เหล็กชนิดเบา ได้แก่ แมกนีเซียม ซึ่งมีการใช้ในอุตสาหกรรมเมื่อไม่นานมานี้ ในช่วงสงคราม ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตกระสุนเพลิง ระเบิด และพลุ
วัตถุดิบสำหรับการผลิตแมกนีเซียมนั้นถูกจำกัดอยู่ในหลายพื้นที่ของโลก แมกนีเซียมพบได้ในโดโลไมต์ คาร์นัลไลท์ บิสโชไฟต์ ไคไนต์ และหินอื่นๆ ที่แพร่หลายในธรรมชาติ
สหรัฐอเมริกาคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 41% ของการผลิตโลหะแมกนีเซียมทั่วโลกและ 12% ของสารประกอบของมัน
นอกจากสหรัฐอเมริกาแล้ว Türkiye และ DPRK ยังเป็นผู้ผลิตโลหะแมกนีเซียมรายใหญ่อีกด้วย ผู้ผลิตสารประกอบแมกนีเซียม ได้แก่ รัสเซีย จีน เกาหลีเหนือ ออสเตรีย กรีซ ตุรกี
ในบรรดาโลหะที่ไม่ใช่เหล็กหนักทองแดงมีความโดดเด่นซึ่งเป็นองค์ประกอบพลาสติกที่มีสีชมพูทองซึ่งในที่โล่งถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกซิเจน
คุณสมบัติที่โดดเด่นของทองแดงคือคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียสูง ในโลหะผสมที่มีนิกเกิล ดีบุก ทอง สังกะสีใช้ในอุตสาหกรรม
รองจากชิลีและสหรัฐอเมริกา รัสเซียอยู่ในอันดับที่สามของโลกในแง่ของปริมาณสำรองทองแดง
นอกจากทองแดงพื้นเมืองแล้ว วัตถุดิบสำหรับการผลิตยังมีคาลโคไพไรต์และบอร์ไนต์อีกด้วย เงินฝากทองแดงแพร่หลายในสหรัฐอเมริกา - เทือกเขาร็อกกี้ในแคนาดาชิลด์และจังหวัดควิเบกออนแทรีโอในแคนาดาในชิลีและเปรูในแถบทองแดงของแซมเบีย DRC ในรัสเซียคาซัคสถานอุซเบกิสถานอาร์เมเนีย
ผู้ผลิตโลหะรายใหญ่และรายใหญ่ที่สุดคือชิลีและสหรัฐอเมริกา รวมถึงแคนาดา อินโดนีเซีย เปรู ออสเตรเลีย โปแลนด์ แซมเบีย และรัสเซีย
สังกะสีได้มาจากคาลาไมน์เป็นครั้งแรก โดยพื้นฐานแล้วคือซิงค์คาร์บอเนต ZnCO2 ปัจจุบันสังกะสีได้มาจากแร่ซัลไฟด์ ซึ่งแร่ที่สำคัญที่สุดคือซิงค์เบลนด์และมาร์มาไทต์
แร่สังกะสีมีการขุดในแคนาดา สหรัฐอเมริกา รัสเซีย ออสเตรเลีย เม็กซิโก แอฟริกากลาง คาซัคสถาน ญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆ
ผู้ผลิตแร่สังกะสีรายใหญ่คือญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา และยังเป็นผู้นำเข้ารายใหญ่อีกด้วย
นิกเกิลซึ่งเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ เมื่อเติมลงในเหล็กจะเพิ่มความเหนียว ความยืดหยุ่น และคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน
โลหะโคบอลต์ได้รับครั้งแรกในปี 1735 ปัจจุบันมีการใช้เพื่อผลิตโลหะผสมที่มีความแข็งยิ่งยวด
วัตถุดิบสำหรับตะกั่วคือกาลีนาแร่แร่หลัก แร่ตะกั่วมีการขุดในหลายประเทศ และผู้ผลิตชั้นนำ ได้แก่ ออสเตรเลีย จีน เปรู และแคนาดา
การทำเหมืองตะกั่วดำเนินการในคาซัคสถาน รัสเซีย เม็กซิโก สวีเดน แอฟริกาใต้ และโมร็อกโก มีตะกั่วจำนวนมากในอุซเบกิสถาน ทาจิกิสถาน และอาเซอร์ไบจาน
ในรัสเซีย แหล่งตะกั่วกระจุกตัวอยู่ในอัลไต ทรานไบคาเลีย ยาคุเตีย พรีมอรี และคอเคซัสเหนือ
คุณต้องมีแร่เพื่อให้ได้โลหะ ไม่น่าแปลกใจที่กิจกรรมที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งของมนุษย์คือการขุดนั่นคือ การสำรวจแร่ การสำรวจ การขุด และการแปรรูปแร่
โลหะกลุ่มเหล็ก ได้แก่ เหล็ก แมงกานีส โครเมียม ไทเทเนียม และวาเนเดียม การสกัดแร่ไม่เพียงพอคุณยังต้องแยกส่วนประกอบที่มีประโยชน์ออกมาเพื่อหลอมโลหะ ส่งผลให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หากในยุคกลาง การสกัดโลหะเหล็กเป็นกุญแจสำคัญสู่ความเจริญรุ่งเรืองทางเศรษฐกิจสำหรับหลายประเทศ ในปัจจุบัน เพื่อปกป้องและปกป้องธรรมชาติ หลายประเทศกำลังละทิ้งการขุดแร่แบบเปิดอยู่แล้ว ดังเช่นที่ภาวะผิดปกติทางแม่เหล็กของเคิร์สต์ โดยเลือกที่จะ วิธีการทำเหมืองแบบปิด ท้ายที่สุดแล้ว มีการขุดแร่เกือบพันล้านตันจากพื้นดินทุกปี หินเสียที่สกัดจากดินใต้ผิวดินระหว่างการขุดแร่เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญสำหรับพื้นที่ที่มีการขุดเกิดขึ้น โรงงานโลหะวิทยาใช้เงินจำนวนมากในการติดตั้งตัวกรองการทำความสะอาดเพื่อป้องกันไม่ให้ของเสียจากการผลิตที่เป็นอันตรายออกสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม หากปราศจากการสกัดแร่โลหะเหล็ก ก็จะไม่มีความก้าวหน้าในการพัฒนาอารยธรรม
โลหะมีตระกูล - ทองคำ เงิน แพลตตินัมมีคุณค่ามาโดยตลอดเนื่องจากรูปลักษณ์ที่สวยงาม ความนุ่มนวล และคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ (เช่น ทองมีความทนทานสูง เงินมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ)
"ตื่นทอง"
ทันทีที่พวกเขาได้ยินเกี่ยวกับการค้นพบทองคำ ผู้คนหลายพันคนก็สูญเสียความสงบสุข ล้มป่วยด้วย "ไข้ทอง" และรีบไปยังดินแดนห่างไกลและป่าเถื่อนด้วยความหวังว่าจะร่ำรวย “ไข้” ที่มีชื่อเสียงที่สุดอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาแหล่งสะสมทองคำในอลาสกา ทองคำในธรรมชาติสามารถพบได้ในแหล่งสะสมปฐมภูมิ (หลอดเลือดดำ) หรือในรูปแบบของตัวยึด เมื่อโลหะมีค่าพร้อมกับทรายแม่น้ำจากเส้นเลือดที่ถูกทำลายถูกขนส่งทางน้ำและเก็บไว้ตามริมฝั่งแม่น้ำและลำธาร แม่น้ำสามารถเปลี่ยนวิถีได้ในภายหลัง เคลื่อนตัวออกไปจากที่เดิม แต่ผู้วางยังคงอยู่
ท่ามกลางหาดทรายสีทอง คุณอาจพบนักเก็ตซึ่งเป็นโลหะชิ้นใหญ่พอสมควร ในปี พ.ศ. 2439 มีข่าวแพร่สะพัดไปทั่วอเมริกาเกี่ยวกับแหล่งแร่ที่ร่ำรวยที่สุดที่พบในหุบเขาคลอนไดค์ครีก นักขุดทองจำนวนมากรีบเร่งค้นหาทองคำ ซึ่งหลายคนไม่ได้เตรียมตัวให้พร้อมสำหรับความยากลำบากในชีวิตของคนขุดแร่ Jack London พูดถึงมหากาพย์แห่งการขุดเหมือง Klondike อย่างมีสีสัน แต่ตะกอนจากลุ่มน้ำจะหมดไปอย่างรวดเร็ว ผู้วางที่ร่ำรวยที่สุดถูกขุดขึ้นมาในช่วงหลายทศวรรษ
แหล่งทองคำที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ในแอฟริกาใต้ในจังหวัด Witwatersrand จากที่นี่พวกเขาจะได้รับมากถึง 50% ของการผลิตโลหะนี้ทั้งหมดในโลก
แร่ที่ไม่ใช่เหล็ก
แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ได้แก่ ทองแดง ดีบุก ตะกั่ว ปรอท และสังกะสี ซึ่งรู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ พวกมันเป็นที่ต้องการตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เมื่อโครงสร้างของเศรษฐกิจมีความก้าวหน้ามากขึ้น หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ก็เป็นไปไม่ได้เลย โลหะที่ไม่ใช่เหล็กถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า การบิน อวกาศ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวกรองรถยนต์ ฯลฯ
กัมมันตภาพรังสีเป็นสมบัติของโลหะที่เป็นที่รู้จักในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น มีความเกี่ยวข้องกับความสามารถขององค์ประกอบบางอย่าง - ยูเรเนียม, ทอเรียม, เรเดียม, เซอร์โคเนียม - เพื่อปล่อยพลังงานชนิดพิเศษ คุณสมบัตินี้ใช้ในพลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม กลับกลายเป็นว่าของเสียจากการผลิตดังกล่าวมีคุณสมบัติที่อันตรายถึงชีวิต ขณะนี้ปัญหาขยะนิวเคลียร์ยังไม่ได้รับการแก้ไข
แร่ธาตุคือการก่อตัวของเปลือกโลก ซึ่งประกอบด้วยแร่ธาตุ คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพซึ่งทำให้สามารถนำมาใช้ในอุตสาหกรรมและในประเทศได้ หากไม่มีสสารหลากหลายชนิดที่โลกอุดมสมบูรณ์ โลกของเราก็คงไม่มีความหลากหลายและพัฒนามากนัก ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีไม่สามารถบรรลุได้และยากลำบากอย่างยิ่ง พิจารณาแนวคิด ประเภทของแร่ธาตุ และคุณลักษณะของมัน
แนวคิดและคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อ
ก่อนที่จะตรวจสอบประเภทของแร่ธาตุจำเป็นต้องทราบคำจำกัดความเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้ก่อน ซึ่งจะทำให้เข้าใจทุกอย่างได้ง่ายขึ้นและง่ายขึ้น ดังนั้น แร่ธาตุจึงเป็นวัตถุดิบแร่หรือการก่อตัวของเปลือกโลก ซึ่งอาจมาจากอินทรีย์หรืออนินทรีย์และใช้ในการผลิตวัตถุวัตถุ
การสะสมของแร่คือการสะสมของแร่ธาตุจำนวนหนึ่งบนพื้นผิวหรือภายในโลก ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับการใช้งานในอุตสาหกรรม
แร่คือการก่อตัวของแร่ที่เกิดขึ้นในสภาพธรรมชาติและประกอบด้วยส่วนประกอบดังกล่าวและในอัตราส่วนที่เป็นไปได้และแนะนำให้ใช้สำหรับขอบเขตอุตสาหกรรมและทางเทคนิค
การขุดเริ่มเมื่อไหร่?
ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าการขุดครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อใด ตามที่นักประวัติศาสตร์ชาวอียิปต์โบราณได้เปิดม่านนั้น การสำรวจถูกส่งไปยังคาบสมุทรซีนายใน 2,600 ปีก่อนคริสตกาล สันนิษฐานว่าพวกเขาจะขุดไมกา อย่างไรก็ตามความรู้ของชาวโบราณเกี่ยวกับวัตถุดิบมีความก้าวหน้า: พบทองแดง การขุดและการแปรรูปเงินเป็นที่รู้จักจากประวัติศาสตร์ของกรีซ ชาวโรมันได้เรียนรู้เกี่ยวกับโลหะต่างๆ เช่น สังกะสี เหล็ก ดีบุก และตะกั่ว หลังจากก่อตั้งเหมืองตั้งแต่แอฟริกาจนถึงอังกฤษ จักรวรรดิโรมันก็ขุดเหมืองและใช้มันเพื่อสร้างเครื่องมือ
ในศตวรรษที่ 18 หลังการปฏิวัติอุตสาหกรรม แร่ธาตุกลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วน ด้วยเหตุนี้การผลิตจึงพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีสมัยใหม่มีพื้นฐานมาจากการค้นพบในยุคนั้น ในศตวรรษที่ 19 “ยุคตื่นทอง” อันโด่งดังเกิดขึ้น ในระหว่างที่มีการขุดโลหะมีค่าจำนวนมหาศาล - ทองคำ - พบแหล่งเพชรหลายแห่งในสถานที่เดียวกัน (แอฟริกาใต้)
ลักษณะของแร่ธาตุตามสถานะทางกายภาพ
จากบทเรียนฟิสิกส์ เรารู้ว่าสสารสามารถอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งในสี่สถานะ ได้แก่ ของเหลว ของแข็ง ก๊าซ และพลาสมาติก ในชีวิตปกติทุกคนสามารถสังเกตสามข้อแรกได้อย่างง่ายดาย แร่ธาตุก็เหมือนกับสารประกอบทางเคมีอื่นๆ สามารถพบได้บนพื้นผิวโลกหรือภายในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสามสถานะ ดังนั้น ประเภทของแร่ธาตุจึงแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่:
- ของเหลว (น้ำแร่, น้ำมัน);
- ของแข็ง (โลหะ ถ่านหิน แร่);
- ก๊าซ (ก๊าซธรรมชาติ, ก๊าซเฉื่อย)
แต่ละกลุ่มเป็นส่วนสำคัญและเป็นส่วนสำคัญของชีวิตอุตสาหกรรม ความหลากหลายของทรัพยากรช่วยให้ประเทศต่างๆ สามารถพัฒนาด้านเทคนิคและเศรษฐกิจได้ จำนวนแหล่งแร่เป็นตัวบ่งชี้ความมั่งคั่งและความเป็นอยู่ที่ดีของประเทศ
ประเภทอุตสาหกรรม การจำแนกประเภทของแร่
หลังจากการค้นพบหินแร่ก้อนแรก มนุษย์เริ่มคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับประโยชน์ที่พวกเขาสามารถนำมาสู่ชีวิตของเขา ด้วยการเกิดขึ้นและการพัฒนาของอุตสาหกรรม การจำแนกประเภทของแหล่งแร่จึงถูกสร้างขึ้นตามการใช้งานในด้านเทคนิค มาดูแร่ธาตุประเภทนี้กัน ตารางประกอบด้วยข้อมูลที่ครบถ้วนเกี่ยวกับคุณลักษณะ:
ประเภทเงินฝากฟอสซิล | กลุ่มภายในนั้น | ประเภทของฟอสซิล |
ติดไฟได้ (เชื้อเพลิง) | สถานะของแข็ง | พีทถ่านหิน |
สถานะของเหลว/ก๊าซ | แก๊ส,น้ำมัน | |
โลหะ | โลหะกลุ่มเหล็ก | แมงกานีส โครเมียม ไทเทเนียม เหล็ก |
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก | ตะกั่ว ทองแดง โคบอลต์ อลูมิเนียม นิกเกิล | |
โลหะมีตระกูล | แพลตตินัม ทอง เงิน | |
โลหะหายาก | ดีบุก แทนทาลัม ทังสเตน ไนโอเบียม โมลิบดีนัม | |
สารประกอบกัมมันตภาพรังสี | ทอเรียม เรเดียม ยูเรเนียม | |
ไม่ใช่โลหะ | การทำเหมืองวัตถุดิบ | ไมกา แมกนีไซต์ แป้ง หินปูน กราไฟท์ ดินเหนียว ทราย |
วัตถุดิบเคมี | ฟลูออไรต์ ฟอสฟอไรต์ แบไรท์ เกลือแร่ | |
วัสดุก่อสร้าง | หินอ่อน ยิปซั่ม กรวดและทราย ดินเหนียว หินหันหน้า วัตถุดิบปูนซีเมนต์ | |
อัญมณี | หินมีค่าและประดับ |
ประเภทของแร่ธาตุที่พิจารณาร่วมกับแหล่งน้ำจืดถือเป็นลักษณะสำคัญของความมั่งคั่งของโลกหรือของแต่ละประเทศ นี่คือการไล่ระดับทรัพยากรแร่โดยทั่วไป โดยมีการแบ่งกลุ่มสารธรรมชาติทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรมและในประเทศ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี มาทำความรู้จักกับแต่ละหมวดหมู่แยกกัน
เชื้อเพลิงฟอสซิล
น้ำมันเป็นแร่ประเภทใด? แล้วแก๊สล่ะ? แร่มักจะดูเหมือนเป็นโลหะแข็งแทนที่จะเป็นของเหลวหรือก๊าซคลุมเครือ ผู้คนคุ้นเคยกับโลหะมาตั้งแต่เด็ก ในขณะที่เข้าใจว่าน้ำมันหรือก๊าซในครัวเรือนคืออะไรจะมาในภายหลัง แล้วน้ำมันและก๊าซควรจัดเป็นประเภทใดตามการจำแนกประเภทที่ศึกษาไปแล้ว? น้ำมันอยู่ในกลุ่มของสารของเหลว ก๊าซ – ถึงสารที่เป็นก๊าซ เมื่อพิจารณาจากการใช้งาน ชัดเจนว่าเป็นแร่ธาตุที่ติดไฟได้หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือเป็นเชื้อเพลิง ท้ายที่สุดแล้ว น้ำมันและก๊าซถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานและความร้อนเป็นหลัก โดยเป็นเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ของรถยนต์ ให้ความร้อนแก่ที่อยู่อาศัย และปรุงอาหารด้วยความช่วยเหลือ พลังงานนั้นถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง และถ้าคุณมองให้ลึกลงไปอีก คาร์บอนก็มีส่วนช่วย ซึ่งรวมอยู่ในเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมด เราพบว่าน้ำมันทรัพยากรแร่ประเภทใด
มีสารอะไรอีกบ้างที่รวมอยู่ที่นี่? เหล่านี้เป็นสารประกอบเชื้อเพลิงแข็งที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ: ถ่านหินแข็งและสีน้ำตาล, พีท, แอนทราไซต์, หินน้ำมัน มาดูลักษณะโดยย่อของพวกเขากัน ประเภทของแร่ธาตุ(ติดไฟได้):
- ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงชนิดแรกที่มนุษย์เริ่มใช้ แหล่งพลังงานหลักที่ใช้ในการผลิตขนาดใหญ่ต้องขอบคุณฟอสซิลนี้ที่การปฏิวัติอุตสาหกรรมเกิดขึ้น เกิดจากเศษซากพืชที่ไม่มีอากาศเข้าถึง ขึ้นอยู่กับความถ่วงจำเพาะของคาร์บอนในถ่านหิน พันธุ์ของมันมีความโดดเด่น: แอนทราไซต์, ถ่านหินสีน้ำตาลและแข็ง, กราไฟท์;
- หินน้ำมันก่อตัวขึ้นที่ก้นทะเลเมื่อประมาณ 450 ล้านปีก่อนจากซากพืชพรรณและสัตว์ต่างๆ ประกอบด้วยแร่ธาตุและชิ้นส่วนอินทรีย์ เมื่อกลั่นแบบแห้งจะเกิดเป็นเรซินที่ใกล้เคียงกับปิโตรเลียม
- พีทคือการสะสมของพืชที่ย่อยสลายไม่สมบูรณ์ซึ่งยังคงอยู่ในสภาพหนองน้ำ โดยองค์ประกอบมากกว่าครึ่งหนึ่งเป็นคาร์บอน ใช้เป็นเชื้อเพลิง ปุ๋ย ฉนวนกันความร้อน
สารธรรมชาติที่ติดไฟได้เป็นแร่ธาตุประเภทที่สำคัญที่สุด ต้องขอบคุณพวกเขา มนุษยชาติจึงได้เรียนรู้ที่จะผลิตและใช้พลังงาน และยังสร้างอุตสาหกรรมมากมายอีกด้วย ปัจจุบันความต้องการเชื้อเพลิงฟอสซิลมีความรุนแรงมากสำหรับประเทศส่วนใหญ่ นี่เป็นส่วนขนาดใหญ่ของเศรษฐกิจโลกที่ความเป็นอยู่ที่ดีของประเทศต่างๆ ทั่วโลกขึ้นอยู่กับ
แร่โลหะ: ประเภทลักษณะ
เรารู้ประเภทของแร่ธาตุ: เชื้อเพลิง แร่ อโลหะ กลุ่มแรกได้รับการศึกษาเรียบร้อยแล้ว มาดูกันดีกว่า แร่หรือโลหะ แร่ธาตุ นั่นคือสิ่งที่อุตสาหกรรมถือกำเนิดและพัฒนามา ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนตระหนักดีว่าโลหะให้โอกาสในชีวิตประจำวันมากกว่าการไม่มีอยู่จริง ในโลกสมัยใหม่ เป็นไปไม่ได้อีกต่อไปที่จะจินตนาการถึงชีวิตที่ปราศจากโลหะใดๆ ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในบ้าน ในห้องน้ำ แม้กระทั่งในหลอดไฟขนาดเล็ก - มันมีอยู่ทุกที่
พวกเขาได้รับมันมาได้อย่างไร? มีเพียงโลหะมีตระกูลเท่านั้นซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีไม่ทำปฏิกิริยากับสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนอื่น ๆ เท่านั้นที่สามารถพบได้ในรูปแบบบริสุทธิ์ ส่วนที่เหลือมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างกระตือรือร้นกลายเป็นแร่ ส่วนผสมของโลหะจะถูกแยกออกหากจำเป็นหรือไม่เปลี่ยนแปลง โลหะผสมที่เกิดจากธรรมชาติจะ "หยั่งราก" เนื่องจากมีคุณสมบัติผสมกัน ตัวอย่างเช่น เหล็กสามารถทำให้แข็งขึ้นได้โดยการเติมคาร์บอนลงในโลหะเพื่อสร้างเหล็ก ซึ่งเป็นสารประกอบที่แข็งแกร่งที่สามารถทนทานต่องานหนักได้
ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคลตลอดจนพื้นที่การใช้งานแร่แร่จะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่ม: โลหะที่เป็นเหล็ก, อโลหะ, โลหะมีตระกูล, หายากและกัมมันตภาพรังสี
โลหะกลุ่มเหล็ก
โลหะกลุ่มเหล็กคือเหล็กและมีโลหะผสมหลายชนิด เช่น เหล็ก เหล็กหล่อ และโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอยอื่นๆ มันถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม: การทหาร, การต่อเรือ, อากาศยาน, วิศวกรรมเครื่องกล
ชีวิตประจำวันมีการใช้ผลิตภัณฑ์เหล็กหลายชนิด: เครื่องครัวทำจากเหล็กและมีอุปกรณ์ประปาหลายชนิดปิดอยู่
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
กลุ่มโลหะที่ไม่ใช่เหล็กประกอบด้วยแร่ธาตุจำนวนมาก ชื่อกลุ่มมาจากการที่โลหะหลายชนิดมีสีเฉพาะ เช่น ทองแดงเป็นสีแดง อลูมิเนียมเป็นเงิน แร่ธาตุอีก 3 ประเภทที่เหลือ (มีตระกูล หายาก มีกัมมันตภาพรังสี) โดยพื้นฐานแล้วเป็นประเภทย่อยของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก หลายชนิดผสมเป็นโลหะผสมเพราะในรูปแบบนี้มีคุณสมบัติที่ดีกว่า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็กแบ่งออกเป็น:
- หนัก – เป็นพิษสูงโดยมีน้ำหนักอะตอมสูง: ตะกั่ว ดีบุก ทองแดง สังกะสี;
- เบามีความหนาแน่นและน้ำหนักต่ำ: แมกนีเซียม, ไทเทเนียม, อลูมิเนียม, แคลเซียม, ลิเธียม, โซเดียม, รูบิเดียม, สตรอนเซียม, ซีเซียม, เบริลเลียม, แบเรียม, โพแทสเซียม;
- ผู้สูงศักดิ์เนื่องจากมีความต้านทานสูงจึงไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีจึงดูสวยงาม: แพลตตินัม, เงิน, ทอง, โรเดียม, แพลเลเดียม, รูทีเนียม, ออสเมียม;
- เล็ก (หายาก) – พลวง, ปรอท, โคบอลต์, แคดเมียม, สารหนู, บิสมัท;
- วัสดุทนไฟมีจุดหลอมเหลวสูงและทนต่อการสึกหรอ: โมลิบดีนัม, แทนทาลัม, วานาเดียม, ทังสเตน, แมงกานีส, โครเมียม, เซอร์โคเนียม, ไนโอเบียม;
- ธาตุหายาก - กลุ่มประกอบด้วย 17 องค์ประกอบ: ซาแมเรียม, นีโอดิเมียม, แลนทานัม, ซีเรียม, ยูโรเพียม, เทอร์เบียม, แกโดลิเนียม, ดิสโพรเซียม, เออร์เบียม, โฮลเมียม, อิตเทอร์เบียม, ลูเทเซียม, สแกนเดียม, อิตเทรียม, ทูเลียม, โพรมีเทียม, เทอร์เบียม;
- กระจัดกระจายพบได้ในธรรมชาติในรูปแบบของสิ่งสกปรกเท่านั้น: เทลลูเรียม, แทลเลียม, อินเดียม, เจอร์เมเนียม, รีเนียม, แฮฟเนียม, ซีลีเนียม;
- สารกัมมันตภาพรังสีปล่อยกระแสของอนุภาคกัมมันตภาพรังสีอย่างอิสระ: เรเดียม, พลูโตเนียม, ยูเรเนียม, โปรแทกติเนียม, แคลิฟอร์เนียม, เฟอร์เมียม, อะเมริเซียมและอื่น ๆ
อลูมิเนียม นิกเกิล และทองแดงมีความสำคัญต่อมนุษยชาติเป็นพิเศษ ประเทศที่พัฒนาแล้วมุ่งมั่นที่จะเพิ่มการผลิต เนื่องจากปริมาณของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อความก้าวหน้าทางเทคนิคในการสร้างเครื่องบิน วิทยาศาสตร์อวกาศ อุปกรณ์ปรมาณูและจุลทรรศน์ และวิศวกรรมไฟฟ้า
องค์ประกอบทางธรรมชาติที่ไม่ใช่โลหะ
มาสรุปกัน มีการศึกษาหมวดหมู่หลักจากตาราง "ประเภทของแร่ธาตุ" (เชื้อเพลิง แร่ อโลหะ) ธาตุใดบ้างที่จัดว่าเป็นอโลหะ เช่น อโลหะ เป็นกลุ่มของแร่ธาตุแข็งหรืออ่อนที่เกิดขึ้นเป็นแร่ธาตุหรือหินแต่ละชนิด วิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จักสารประกอบทางเคมีมากกว่าร้อยชนิด ซึ่งไม่ได้เป็นเพียงผลผลิตจากกระบวนการทางธรรมชาติเท่านั้น
ในแง่ของขนาดการสกัดและการใช้ แร่อโลหะอยู่ข้างหน้าเฉพาะแร่ธาตุประเภทเชื้อเพลิงเท่านั้น ตารางด้านล่างประกอบด้วยหินและแร่ธาตุหลักที่ประกอบกันเป็นกลุ่มทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่ใช่โลหะ และลักษณะโดยย่อ
กลุ่มแร่/หินที่ไม่ใช่โลหะ | ประเภทของหิน/แร่ | ลักษณะเฉพาะ |
การทำเหมืองวัตถุดิบ | แร่ใยหิน | หินทนไฟ. ใช้ในการผลิตวัสดุทนไฟ ผ้ามุงหลังคา ผ้าทนไฟ |
หินปูน | หินตะกอนที่นิยมใช้ในการก่อสร้าง เมื่อเผาจะได้ปูนขาว | |
ไมกา | แร่ที่ก่อตัวเป็นหิน ตามองค์ประกอบทางเคมี มันถูกแบ่งออกเป็นอลูมิเนียม ไมกาลิเธียมเหล็กแมกนีเซียม ใช้ในเทคโนโลยีสมัยใหม่ | |
วัตถุดิบเคมี | เกลือโพแทสเซียม | หินตะกอนที่มีโพแทสเซียม ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีและในการผลิตปุ๋ยโปแตช |
อะพาไทต์ | แร่ธาตุที่มีเกลือฟอสฟอรัสจำนวนมาก ใช้สำหรับการผลิตปุ๋ยรวมถึงการผลิตเซรามิกส์ | |
กำมะถัน | มันเกิดขึ้นในรูปแบบของแร่กำมะถันพื้นเมืองและในสารประกอบ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกในการหลอมโลหะของยาง | |
วัสดุก่อสร้าง | ยิปซั่ม | แร่ซัลเฟต มันถูกใช้ในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ |
หินอ่อน | หินที่มีแคลไซต์เป็นหลัก ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า สำหรับการผลิตปูนปลาสเตอร์และโมเสก อนุสาวรีย์ | |
อัญมณี | ล้ำค่า | มีลวดลายหรือสีที่สวยงาม แวววาว และขัดและตัดได้ง่าย ใช้สำหรับทำเครื่องประดับและของตกแต่งอื่นๆ |
กึ่งมีค่า | ||
ไม้ประดับ |
แร่อโลหะมีความสำคัญมากสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ การก่อสร้าง และยังจำเป็นในชีวิตประจำวันอีกด้วย
การจำแนกทรัพยากรตามความหมดสิ้น
นอกเหนือจากการไล่ระดับของแร่ธาตุตามสถานะทางกายภาพและลักษณะเฉพาะแล้ว ยังพิจารณาตัวบ่งชี้ถึงความอ่อนล้าและความสามารถในการหมุนเวียนของแร่ธาตุอีกด้วย แร่ประเภทหลักแบ่งออกเป็น:
- หมดสิ้นซึ่ง ณ เวลาหนึ่งอาจหมดและจะไม่สามารถผลิตได้
- ทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่มีวันหมดสิ้น – แหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่มีวันหมดสิ้น เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม มหาสมุทร ทะเล
- พลังงานหมุนเวียน - ฟอสซิลที่สามารถฟื้นฟูได้บางส่วนหรือทั้งหมด เช่น ป่าไม้ ดิน น้ำ ในระดับหนึ่ง
- ไม่สามารถหมุนเวียนได้ - หากทรัพยากรหมดลงแล้วมักจะไม่สามารถต่ออายุได้
- เปลี่ยนได้ – ฟอสซิลที่สามารถเปลี่ยนได้หากจำเป็น เช่น ประเภทของเชื้อเพลิง
- ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ - สิ่งที่ไม่มีชีวิตก็คงเป็นไปไม่ได้ (อากาศ)
ทรัพยากรธรรมชาติจำเป็นต้องได้รับการบำบัดอย่างระมัดระวังและการใช้อย่างมีเหตุผล เนื่องจากทรัพยากรส่วนใหญ่มีขีดจำกัดจนหมดสิ้น และหากสามารถหมุนเวียนได้ ก็จะไม่เกิดขึ้นเร็วๆ นี้
แร่ธาตุมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ ก็จะไม่มีการค้นพบทางเทคนิคและวิทยาศาสตร์ หรือแม้แต่ชีวิตปกติโดยทั่วไป ผลลัพธ์ของการสกัดและการแปรรูปมีอยู่รอบตัวเราทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นอาคาร การขนส่ง ของใช้ในครัวเรือน ยารักษาโรค
แร่เหล็กเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับอุตสาหกรรมโลหะวิทยาทั่วโลก เศรษฐกิจของประเทศต่างๆ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับตลาดสำหรับแร่ธาตุนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการพัฒนาเหมืองจึงได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นทั่วโลก
แร่: ความหมายและคุณลักษณะ
แร่เป็นหินที่ใช้ในการแปรรูปและแยกโลหะที่มีอยู่ ประเภทของแร่ธาตุเหล่านี้แตกต่างกันในเรื่องแหล่งกำเนิด ปริมาณสารเคมี ความเข้มข้นของโลหะ และสิ่งสกปรก องค์ประกอบทางเคมีของแร่ประกอบด้วยออกไซด์ต่างๆ ไฮดรอกไซด์และเกลือคาร์บอนไดออกไซด์ของเหล็ก
น่าสนใจ!แร่เป็นที่ต้องการในฟาร์มมาตั้งแต่สมัยโบราณ นักโบราณคดีสามารถค้นพบว่าการผลิตวัตถุเหล็กชิ้นแรกมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 2 บี.ซี. วัสดุนี้ถูกใช้ครั้งแรกโดยชาวเมโสโปเตเมีย
เหล็ก- องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปในธรรมชาติ เนื้อหาในเปลือกโลกมีประมาณ 4.2% แต่ในรูปแบบบริสุทธิ์แทบไม่เคยพบเลย ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในรูปของสารประกอบ - ในออกไซด์ เหล็กคาร์บอเนต เกลือ ฯลฯ แร่เหล็กเป็นส่วนผสมของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กในปริมาณมาก ในระบบเศรษฐกิจของประเทศ การใช้แร่ที่มีองค์ประกอบนี้มากกว่า 55% ถือว่าเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ
สิ่งที่ทำจากแร่
อุตสาหกรรมแร่เหล็กเป็นอุตสาหกรรมโลหะวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านการสกัดและการแปรรูปแร่เหล็ก วัตถุประสงค์หลักของวัสดุนี้ในปัจจุบันคือการผลิตเหล็กหล่อและเหล็กกล้า
ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ทำจากเหล็กสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่ม:
- เหล็กหมูที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนสูง (มากกว่า 2%)
- เหล็กหล่อ.
- แท่งเหล็กสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นรีด คอนกรีตเสริมเหล็ก และท่อเหล็ก
- Ferroalloys สำหรับการถลุงเหล็ก
แร่จำเป็นสำหรับอะไร?
วัสดุนี้ใช้สำหรับการถลุงเหล็กและเหล็กกล้า ปัจจุบันไม่มีภาคอุตสาหกรรมใดที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้วัสดุเหล่านี้
เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของคาร์บอนและเหล็ก พร้อมด้วยแมงกานีส ซัลเฟอร์ ซิลิคอน และฟอสฟอรัส เหล็กหมูถูกผลิตขึ้นในเตาหลอมเหล็ก ซึ่งแร่จะถูกแยกออกจากเหล็กออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง เหล็กหล่อที่ได้เกือบ 90% นั้นมีปริมาณน้อยและใช้ในการถลุงเหล็ก
มีการใช้เทคโนโลยีต่างๆ:
- การหลอมลำอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้วัสดุคุณภาพสูงที่บริสุทธิ์
- การประมวลผลสูญญากาศ
- การถลุงตะกรันด้วยไฟฟ้า
- การกลั่นเหล็ก (กำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย)
ความแตกต่างระหว่างเหล็กกับเหล็กหล่อคือความเข้มข้นของสิ่งเจือปนขั้นต่ำ การถลุงแบบออกซิเดชั่นในเตาเผาแบบเปิดใช้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์
เหล็กคุณภาพสูงสุดจะถูกหลอมในเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงมาก
แร่นั้นมีความเข้มข้นของธาตุที่แตกต่างกันออกไป สามารถเสริมคุณค่าได้ (ด้วยความเข้มข้น 55%) และไม่ดี (จาก 26%) ขอแนะนำให้ใช้แร่คุณภาพต่ำในการผลิตหลังจากการเสริมสมรรถนะเท่านั้น
ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแร่ประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:
- Magmatogenous (ภายนอก) - เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง
- พื้นผิว - ซากองค์ประกอบที่ตกตะกอนที่ด้านล่างของแอ่งทะเล
- Metamorphogenic - ได้รับภายใต้อิทธิพลของแรงกดดันที่สูงมาก
สารประกอบแร่ธาตุหลักที่มีธาตุเหล็ก:
- เฮมาไทต์ (แร่เหล็กสีแดง) แหล่งธาตุเหล็กที่มีค่าที่สุดโดยมีองค์ประกอบ 70% และมีความเข้มข้นขั้นต่ำของสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย
- แมกนีไทต์. องค์ประกอบทางเคมีที่มีปริมาณโลหะ 72% มีคุณสมบัติโดดเด่นด้วยคุณสมบัติแม่เหล็กสูงและขุดจากแร่เหล็กแม่เหล็ก
- Siderite (เหล็กคาร์บอเนต) มีเศษหินอยู่เป็นจำนวนมาก ตัวเหล็กเองมีประมาณ 45-48%
- แร่เหล็กสีน้ำตาล กลุ่มของออกไซด์ในน้ำที่มีธาตุเหล็กต่ำ โดยมีส่วนผสมของแมงกานีสและฟอสฟอรัส องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติดังกล่าวมีลักษณะพิเศษคือสามารถคืนตัวได้ดีและมีโครงสร้างเป็นรูพรุน
ประเภทของวัสดุขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและปริมาณสิ่งสกปรกเพิ่มเติม แร่เหล็กสีแดงที่พบมากที่สุดซึ่งมีเปอร์เซ็นต์ธาตุเหล็กสูงสามารถพบได้ในสถานะต่างๆ ตั้งแต่มีความหนาแน่นมากไปจนถึงมีฝุ่นมาก
แร่เหล็กสีน้ำตาลมีโครงสร้างหลวมและมีรูพรุนเล็กน้อยเป็นสีน้ำตาลหรือเหลือง องค์ประกอบดังกล่าวมักต้องการการตกแต่ง แต่สามารถแปรรูปเป็นแร่ได้ง่าย (ได้เหล็กหล่อคุณภาพสูงจากมัน)
แร่เหล็กแม่เหล็กมีโครงสร้างหนาแน่นและเป็นเม็ดเล็ก ดูเหมือนคริสตัลที่ฝังอยู่ในหิน สีของแร่มีลักษณะเป็นสีดำ-น้ำเงิน
แร่ถูกขุดอย่างไร
การทำเหมืองแร่เหล็กเป็นกระบวนการทางเทคนิคที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการดำดิ่งลงสู่ส่วนลึกของโลกเพื่อค้นหาแร่ธาตุ ปัจจุบัน การขุดแร่มีสองวิธี: เปิดและปิด
แบบเปิด (วิธีเหมืองหิน) เป็นตัวเลือกที่ใช้กันทั่วไปและปลอดภัยที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบบปิด วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับกรณีที่ไม่มีหินแข็งในพื้นที่ทำงาน และไม่มีพื้นที่ที่มีประชากรหรือระบบสาธารณูปโภคใกล้เคียง
ขั้นแรกให้ขุดเหมืองลึกถึง 350 เมตร หลังจากนั้นจึงรวบรวมและกำจัดเหล็กออกจากด้านล่างด้วยเครื่องจักรขนาดใหญ่ หลังจากการสกัด วัสดุจะถูกส่งไปยังตู้รถไฟดีเซลไปยังโรงงานเหล็กและเหล็กกล้า
เหมืองหินถูกขุดโดยใช้รถขุด แต่กระบวนการนี้ใช้เวลานาน ทันทีที่เครื่องจักรถึงชั้นแรกของเหมือง วัสดุจะถูกส่งเพื่อตรวจสอบเปอร์เซ็นต์ของปริมาณเหล็กและความเป็นไปได้ของการทำงานต่อไป (หากเปอร์เซ็นต์สูงกว่า 55% งานในพื้นที่นี้จะดำเนินต่อไป)
น่าสนใจ! เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีปิด การขุดในเหมืองมีค่าใช้จ่ายมากกว่าครึ่ง เทคโนโลยีนี้ไม่จำเป็นต้องสร้างเหมืองหรือสร้างอุโมงค์ ในเวลาเดียวกันประสิทธิภาพของงานในหลุมเปิดนั้นสูงขึ้นหลายเท่าและการสูญเสียวัสดุก็น้อยลงห้าเท่า
วิธีการขุดแบบปิด
การขุดแร่ (แบบปิด) จะใช้เฉพาะในกรณีที่มีการวางแผนเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของภูมิทัศน์ในพื้นที่ที่มีการขุดแร่ วิธีนี้ยังเกี่ยวข้องกับการทำงานในพื้นที่ภูเขาด้วย ในกรณีนี้มีการสร้างเครือข่ายอุโมงค์ใต้ดินซึ่งนำไปสู่ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม - การก่อสร้างเหมืองและการขนส่งโลหะที่ซับซ้อนสู่พื้นผิว ข้อเสียเปรียบหลักคือมีความเสี่ยงสูงต่อชีวิตของคนงาน เหมืองอาจพังทลายและปิดกั้นการเข้าถึงพื้นผิวได้
แร่อยู่ที่ไหน?
การทำเหมืองแร่เหล็กเป็นหนึ่งในพื้นที่ชั้นนำของศูนย์เศรษฐกิจของสหพันธรัฐรัสเซีย แต่ถึงกระนั้น ส่วนแบ่งของรัสเซียในการผลิตแร่ของโลกก็มีเพียง 5.6% เท่านั้น ปริมาณสำรองของโลกมีจำนวนประมาณ 160 พันล้านตัน ปริมาณเหล็กบริสุทธิ์สูงถึง 80 พันล้านตัน
ประเทศที่อุดมไปด้วยแร่
การกระจายแร่ธาตุตามประเทศมีดังนี้:
- รัสเซีย - 18%;
- บราซิล - 18%;
- ออสเตรเลีย - 13%;
- ยูเครน - 11%;
- จีน - 9%;
- แคนาดา - 8%;
- สหรัฐอเมริกา - 7%;
- ประเทศอื่น ๆ - 15%
มีการพบแร่เหล็กจำนวนมากในสวีเดน (เมืองฟาลุนและเกลลิวาร์) ในอเมริกา มีการค้นพบแร่จำนวนมากในรัฐเพนซิลวาเนีย ในนอร์เวย์ โลหะถูกขุดใน Persberg และ Arendali
แร่ของรัสเซีย
ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์เป็นแหล่งสะสมแร่เหล็กจำนวนมากในรัสเซียและในโลกซึ่งมีปริมาณโลหะที่ไม่ผ่านการกลั่นถึง 30,000 ล้านตัน
น่าสนใจ! นักวิเคราะห์ตั้งข้อสังเกตว่าขนาดของการผลิตแร่ที่เหมือง KMA จะยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปี 2563 และจะมีการลดลงในอนาคต
พื้นที่เหมืองในคาบสมุทร Kola อยู่ที่ 115,000 ตร.กม. มีการขุดแร่เหล็ก นิกเกิล ทองแดง โคบอลต์ และอะพาไทต์ที่นี่
เทือกเขาอูราลยังเป็นหนึ่งในแหล่งแร่ที่ใหญ่ที่สุดในสหพันธรัฐรัสเซีย พื้นที่พัฒนาหลักคือคัชคานาร์ ปริมาณแร่แร่อยู่ที่ 7,000 ล้านตัน
โลหะถูกขุดในปริมาณน้อยกว่าในแอ่งไซบีเรียตะวันตก, Khakassia, แอ่ง Kerch, Zabaikalsk และภูมิภาค Irkutsk
โปรดจำไว้ว่าแร่ธาตุใดจัดเป็นแร่แร่?
การจำหน่ายฟอสซิลแร่ ในส่วนลึกของยูเครนมีแร่ธาตุและหินที่ประกอบด้วยโลหะหลายชนิด ตั้งแต่อลูมิเนียมและเหล็กซึ่งพบมากที่สุดในเปลือกโลก ไปจนถึงธาตุหายากซึ่งพบได้เป็นครั้งคราวเท่านั้นหรือกระจัดกระจายในปริมาณเล็กน้อยในรูปของสิ่งเจือปนในแร่ธาตุอื่นๆ ปริมาณสำรองแร่เพียงอย่างเดียวไม่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม และในแง่ของปริมาณสำรองแร่เหล็ก แมงกานีส ไทเทเนียม และยูเรเนียม ยูเครนครองอันดับหนึ่งในกลุ่มประเทศยุโรป แร่เหล่านี้ถูกขุดขึ้นมาในปริมาณมาก รัฐของเราจัดหาทรัพยากรแร่ตามความต้องการของตนเองและขายทรัพยากรแร่ให้กับประเทศอื่น ยูเครนยังมีแร่ปรอทสำรองจำนวนมาก (อันดับ 2 ในยุโรป)
เงินฝากแร่ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับหินของโล่ยูเครนเช่นเดียวกับบริเวณพับโบราณ (โดเนตสค์) และหนุ่ม (คาร์เพเทียน) (รูปที่ 77
แร่ของโลหะเหล็ก ยูเครนเป็นประเทศที่มีเอกลักษณ์ในโลกในแง่ของปริมาณสำรองและที่ตั้งของแร่เหล็กและแมงกานีสซึ่งใช้ในการถลุงโลหะเหล็ก (เหล็กหล่อ, เหล็กกล้า) แหล่งแร่เหล่านี้ที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ใกล้เคียง - ภายใน Dnepropetrovsk และภูมิภาคใกล้เคียง
ปริมาณสำรองสินแร่เหล็กทั้งหมดมากกว่า 27 พันล้านตัน แหล่งแร่เหล็ก Krivoy Rog (Krivbass) เป็นพื้นที่ขุดหลักในยูเครนและเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดในโลก (รูปที่ 76) ประกอบด้วยทุ่งนาจำนวนหนึ่งที่ทอดยาวไปทั่วแถบยาวกว่า 100 กม. ผ่านทางภูมิภาค Dnepropetrovsk, Kirovograd และ Nikolaev การพัฒนาอุตสาหกรรมลุ่มน้ำเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 19 สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับเศรษฐกิจคือความอุดมสมบูรณ์ (มีธาตุเหล็กมากกว่า 46%) และแร่คุณภาพสูง - แร่เหล็กสีแดง (ออกไซด์) ซึ่งแทบไม่มีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย
พวกมันถูกขุดโดยใช้วิธีการขุด แร่คุณภาพต่ำ (เฟอร์รูจินัสควอตซ์ไซต์) ซึ่งมีปริมาณธาตุเหล็กต่ำกว่า (จาก 20%) จะถูกขุดในหลุมเปิด (ในเหมืองหิน) แร่เหล็กที่มีปริมาณโลหะสูงยังเกิดขึ้นในภูมิภาคแร่เหล็ก Kremenchug (ภูมิภาค Poltava) และ Belozersky (ภูมิภาค Zaporozhye) พวกมันถูกขุดโดยใช้ทั้งวิธีเหมืองหินและการขุด ในอนาคตภูมิภาคแร่เหล็ก Azov (ภูมิภาค Zaporozhye) อาจมีแนวโน้มที่ดี แต่แร่เหล็กในเคิร์ช (ไครเมีย) ไม่ได้ถูกขุดอีกต่อไป
แร่แมงกานีสถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็กคุณภาพสูง ปริมาณสำรองในยูเครนมีจำนวนมากกว่า 2.5 พันล้านตัน พวกเขามีความเข้มข้นใน
แหล่งแร่แมงกานีสนีเปอร์ถือเป็นแหล่งแร่แมงกานีสที่ใหญ่ที่สุดในโลกแห่งหนึ่งในแง่ของปริมาณสำรองและการผลิต ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 แร่ถูกขุดด้วยวิธีหลุมเปิดและการขุดทางตะวันตกของแอ่ง - แหล่งสะสม Nikopol (ภูมิภาค Dnepropetrovsk) (รูปที่ 78)
ในเวลาเดียวกัน มีการสำรวจแร่สำรองเพิ่มขึ้นสองเท่าในแหล่งสะสม Velikotokmak (ภูมิภาค Zaporozhye)
แร่โลหะกลุ่มเหล็กยังรวมถึงแร่โครไมต์ด้วย ซึ่งเป็นตะกอนขนาดเล็กที่พบใน Pobuzhye (ภูมิภาค Kirovograd)
แร่ของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ไทเทเนียมและโลหะผสมของไทเทเนียมเป็นโลหะที่เบาและทนทาน ดังนั้นจึงเป็นวัสดุที่จำเป็นในการบิน จรวด และการต่อเรือ และการผลิตเครื่องปฏิกรณ์เคมี เงินฝากของแร่ไทเทเนียมกระจุกตัวอยู่ในโล่ยูเครน แหล่งสำรวจที่ใหญ่ที่สุดคือ Irshanskoye (ภูมิภาค Zhytomyr) และ Samotkanskoye (ภูมิภาค Dnepropetrovsk)
ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 ในยูเครน แร่ปรอทถูกขุดในแหล่งสะสมที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในยุโรป นั่นคือแหล่งสะสม Nikitovsky (ภูมิภาคโดเนตสค์) แต่การพัฒนาของพวกมันหยุดลง ในภูมิภาคแร่นิกเกิล Po-Buzhsky (ภูมิภาค Kirovograd) มีการขุดแร่นิกเกิลและมีการสำรวจแร่โคบอลต์ ในยูเครนมีแร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็กจำนวนมากที่ยังไม่ได้รับการพัฒนา บางส่วนถูกค้นพบเมื่อไม่นานมานี้และกำลังมีการชี้แจงปริมาณสำรองโลหะส่วนอื่น ๆ ได้รับการสำรวจอย่างดีและเตรียมพร้อมสำหรับการแสวงหาผลประโยชน์ ซึ่งรวมถึงแร่โพลีเมทัลลิกและอะลูมิเนียม ทองคำ โมลิบดีนัม และโลหะหายากหลายชนิด ในบรรดาแหล่งแร่โพลีเมทัลลิก (ตะกั่ว - สังกะสี) ที่ใหญ่ที่สุดคือ Beregovskoe (ภูมิภาค Transcarpathian) พบแหล่งแร่อะลูมิเนียมใน Transcarpathia ภูมิภาค Dnieper และภูมิภาค Azov อย่างไรก็ตาม ปริมาณสำรองรวมของวัตถุดิบประเภทนี้ไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงไม่ได้ทำการขุด
งานสำรวจทางธรณีวิทยาที่ดำเนินการในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บ่งชี้ว่าในส่วนลึกของประเทศยูเครน
มีทองคำ เงิน ทองแดง และโลหะหายากและโลหะหายากหลายชนิดทางอุตสาหกรรม ดังนั้นจึงพบทองคำในภูมิภาคคาร์เพเทียนและโดเนตสค์บนเนินเขาทางใต้ของโล่ยูเครน ใน Transcarpathia มันถูกขุดในเงินฝาก Muzhievskoe มีการค้นพบทองแดงพื้นเมืองสำรองจำนวนมากและกำลังถูกสำรวจในโวลิน
แร่ยูเรเนียม แร่ยูเรเนียมครอบครองสถานที่พิเศษในหมู่แร่แร่ นี่เป็นแหล่งเชื้อเพลิงและพลังงานที่สำคัญ เงินฝากยูเรเนียมสามรายการถูกนำไปใช้ประโยชน์ในยูเครน แต่มีการสำรวจอีกมากมาย เงินฝากส่วนใหญ่อยู่ในภูมิภาค Kirovograd หนึ่งในนั้นคือ Novokonstantinovskoe เป็นหนึ่งในแหล่งสำรองชั้นนำของโลก ปริมาณสำรองแร่ยูเรเนียมทั้งหมดซึ่งยูเครนเป็นหนึ่งในสิบประเทศอันดับต้น ๆ ของโลกทำให้สามารถตอบสนองความต้องการของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศที่มีอยู่เป็นเวลา 100 ปี
จดจำ
ในแง่ของปริมาณสำรองแร่เหล็กและแมงกานีส ยูเครนเป็นหนึ่งในประเทศชั้นนำของโลก แร่เหล็กถูกขุดในแอ่ง Krivoy Rog และภูมิภาค Kremenchug ส่วนแร่แมงกานีสถูกขุดในแอ่ง Dnieper
สำหรับสินแร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ยูเครนมีปริมาณสำรองแร่ไททาเนียมและปรอทจำนวนมาก ส่วนแร่อื่น ๆ มีจำกัดหรือไม่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม
ยูเครนมีแร่ยูเรเนียมสำรองจำนวนมาก ซึ่งสามารถจัดหาให้ตัวเองได้ในระยะยาว
คำถามและงาน
1. ตั้งชื่อแร่แร่ซึ่งเป็นแหล่งสำรองที่ยูเครนครองตำแหน่งผู้นำในยุโรปและทั่วโลก
2. โครงสร้างเปลือกโลกใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของแร่แร่เป็นหลัก?
3. แร่เหล็กขุดที่ไหนในยูเครน? แร่ชนิดใดที่ถือว่ามีปริมาณธาตุเหล็กสูง และแร่ชนิดใดที่ถือว่าไม่ดี
5. แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็กชนิดใดที่ขุดได้ในยูเครน? เงินฝากของพวกเขาอยู่ที่ไหน?
6. มีแร่แร่อยู่ในพื้นที่ของคุณ (ภูมิภาค) หรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นพวกเขาจะได้รับที่ไหน?
7* อธิบายแนวโน้มของยูเครนในการสกัดทรัพยากรแร่แบบดั้งเดิมและการพัฒนาแหล่งแร่ใหม่
นี่คือเนื้อหาตำราเรียน