Все ископаемые подразделяются на множество групп и подгрупп, исходя из разных критериев. Каждая группа соответственно имеет свою ценность для народного хозяйства. Экономический потенциал страны во многом зависит от количества разного рода ископаемых и умения страны разумно ими распорядится, продать или переработать. Важно знать, какие бывают виды полезных ископаемых и хотя бы несколько критериев их классификации.
Основные группы полезных ископаемых
Богатство земных недр настолько огромно и разнообразно, что классификация может быть нереальной для запоминания, поэтому стоит выделить три основные группы раздела полезных ископаемых:
- руды металлов;
- горючие подземные ископаемые;
- строительные полезные ископаемые.
Руды металлов
Самую многочисленную группу в перечне того, какие бывают виды полезных ископаемых, занимают руды металлов. По своему разнообразию эта группа уникальна: состоит она из разного рода руды, в состав которой обязательно входит металл, в том числе золото, серебро, цинк, железо и медь. Естественно каждая руда имеет в своем составе разное количество металла, поэтому разделяют руды на бедные и богатые.
Железная руда — один из важнейших источников железа. Богатая железная руда содержит огромное количества этого вещества и его извлечение очень выгодно. Эта руда является основой в производстве стали. Залежи ее находятся преимущественно среди вулканических пород, благодаря извержениям и движению тектонических плит формируются новые залежи железной руды.
Никелевая руда, добывание и переработка которой, тоже немаловажная часть народного хозяйства. Добыча никеля необходима, поскольку его широко используют для производства нержавеющих, жаропрочных сталей.
Горючие полезные ископаемые
Тут все просто, это всем известные нефть и газ. Месторождения их часто находятся под водой, особенно богато нефтью Каспийское море. Эти ископаемые используются человеком в наибольших масштабах, и хотя на нашем земном шаре много месторождений нефти и газа, ученные уже активно ищут альтернативу, так как через несколько десятилетий человечество рискует исчерпать все земные запасы. Горючие полезные ископаемые – это еще и торф, каменный и бурый уголь. Уголь активно используют для работ энергетических станций.
Строительные полезные ископаемые
Группа очень разнообразна по своему составу и не менее важна, чем две предыдущие. К ней относится и дешевый известняк-ракушечник, который был основным строительным материалом на протяжении многих столетий, и дорогие гранит и мрамор (стоимость редких разновидностей последних может быть баснословной). Сюда также относится глина и песок. Глина – это материал, который человек использует уже не одну тысячу лет, именно по остаткам глиняных предметов быта ученые изучали древние цивилизации.
Невозможно выучить, какие бывают виды полезных ископаемых, не упомянув драгоценные камни. Их добыча ведется по всему миру, а количество самоцветов, которые человечество использует как в ювелирном деле, так и в других отраслях неизмеримо.
Полезные ископаемые — видео
Вдумайся в словосочетание «полезные ископаемые». «Ископаемые» - значит, речь идет о чем-то, что извлекают из земных недр. Оно может быть твердым (например, это может быть минерал), но может быть жидким и даже газообразным. «Полезные» - значит, речь идет о чем-то нужном для людей, о том, что приносит пользу.
Вроде бы все понятно. Но есть тут тонкость, связанная с пониманием того, что именно представляется человеку полезным. Прошло много веков, прежде чем наши далекие предки начали осознавать полезность подобранного на берегу реки камня и научились обрабатывать эту свою находку. В течение столетий росло понимание человеком того, какая богатейшая кладовая находится у него под ногами. По большому счету нет «неполезных» ископаемых. Фактически все, что находится в земной коре, может стать полезным для человека. Если не сегодня, то в будущем.
И здесь возникает весьма непростая проблема. Извлекая из земных недр всевозможные полезные ископаемые, люди истощают эти недра, нарушают геологическую структуру недр, перегружают земную поверхность как продуктами переработки полезных ископаемых, так и отходами, которые образуются при переработке. Понятно, что эта экологическая проблема все сильнее обостряется по мере увеличения добычи полезных ископаемых и расширения ассортимента ископаемых, которые человек включает в разряд «полезных».
Горючие ископаемые
Ты, наверное, догадываешься, какие ископаемые относят к горючим. Это торф, бурые и каменные угли, нефть, природные газы, горючие сланцы. Впрочем, термин «горючие» не очень удачный. Он наводит на мысль, что эти ископаемые используются только как топливо. Топливо для промышленных предприятий, электростанций, различных двигателей и т.д. Это правда, но далеко не вся правда. Так называемые горючие ископаемые широко используются и для многих других целей, особенно в химической промышленности. В особенности это справедливо в отношении нефти. Нередко говорят, что «топить нефтью - все равно что топить денежными ассигнациями».
Торф, бурые угли, горючие сланцы образовались на месте озер, которые со временем превратились сначала в болота, а потом в равнины (так называемые озерные равнины). На дне озера в течение многих лет происходило отложение остатков растений и других организмов. Все это постепенно сгнивало и превращалось в так называемый сапропель. «Сапрос» -по-гречески «гнилой», а «пелос» - «грязь». Так что сапропель - это «грязь» из сгнивших остатков живых организмов. Постепенно, по мере того как озеро превращалось в болото, а болото в озерную равнину, сапропели становились торфяниками или превращались в бурые угли или горючие сланцы. Кстати, горючие сланцы называют также сапропелитами.
Заметим, что процессы формирования горючих ископаемых из сапро-пелей - это очень сложные процессы, требующие к тому же значительного времени. Торфяники, например, формируются тысячелетиями. Это, кстати говоря, следовало бы помнить всем любителям осушения болот. Первые месторождения горючих сланцев образовались еще в протерозое - им более миллиарда лет. Около 40% всех горючих сланцев образовалось в палеозойскую эру.
Что касается каменного угля, то его пласты практически все сформировались 350-250 млн. лет назад - в каменноугольном и пермском периодах палеозоя. В те времена Земля была покрыта пышными зарослями гигантских древовидных папоротников, плаунов, хвощей. Почва не успевала «переваривать» всю эту древесную массу. Отмирая, деревья падали в воду, заносились песком и глиной и не разлагались (не сгнивали), а постепенно превращались в каменный уголь. Возьми в руки кусочек каменного угля и представь себе, что перед тобой «пришелец» из времени, которое завершилось примерно 300 млн. лет тому назад.
Происхождение угля, торфа, горючих сланцев сегодня достаточно хорошо понятно. Этого, однако, нельзя сказать о нефти. Примерно пять тысячлет назад жители берегов Тигра и Евфрата (там теперь находятся государства Ирак и Кувейт) обратили внимание на извергающиеся из-под земли фонтаны темной маслянистой жидкости, которая хорошо горела. Они назвали ее «нафата», что в переводе с арабского означает «извергающийся». И вот прошли тысячелетия, но до сих пор ведутся дискуссии по поводу происхождения «нафаты».
Существуют две основных гипотезы. Согласно одной гипотезе нефть образовалась органическим путем, т.е. из остатков растений и животных, живших много миллионов лет назад (подобно тому, как образовались торф, угли, горючие сланцы). По другой гипотезе нефть имеет неорганическое происхождение.
Органическую гипотезу происхождения нефти выдвинул в свое время знаменитый российский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711 - 1765). В своем труде «О слоях земных» он так писал о нефти: «Выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масляная материя и выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водами наполненные...».
В 1919году российский академик Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) выполнил двойную перегонку сапропеля, взятого из озера Балхаш, и получил бензин. В настоящее время ученые установили, что органические соединения в самом деле способны превращаться в нефть и что лучше всего это происходит при температурах 100-200 "С. А ведь именно такие температуры характерны для глубин 3-5 км, которые считаются главной зоной нефтеобразования. Тогда как глубины с большей температурой относят к зоне образования природных газов.
Один из вариантов неорганической гипотезы происхождения нефти предполагает образование нефти на больших глубинах из магматических пород. Впервые такое предположение высказал в 1805 году немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт. Во время путешествия по Южной Америке он наблюдал, как нефть сочилась из таких пород. В 1877 году знаменитый российский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) высказался за минеральное происхождение нефти в глубине земных недр. И в наши дни некоторые ученые продолжают отстаивать «магматическую версию» образования нефти на больших глубинах в земной мантии, где при достаточно высоких температурах углерод и водород образуют различные углеводородные соединения.
Споры о происхождении нефти продолжаются по сей день. Высказывается предположение, что существуют разные виды нефти, различные по происхождению.
Руды металлов
Наверняка тебе приходилось слышать о черных металлах и цветных металлах. Надеюсь, ты понимаешь, что «черные металлы» не обязательно должны быть черными по цвету. Так называют металлы, используемые при выплавке чугунов и сталей. Это серебристо-белые (отнюдь не черные!) железо, марганец, титан, ванадий, а также голубовато-серый хром. А так называемые цветные металлы - это серебристо-белые алюминий, олово, никель, серебро, платина, цинк, красная медь, желтое золото, синевато-серый свинец и ряд других металлов.
Большинство металлов образовалось в глубинных магматических породах. Они поднимались к земной поверхности вместе с расплавленной магмой, которая, застывая, создавала возвышенности и горные хребты в виде интрузивных магматических пород (главным образом в виде гранитов). Затем природные воздействия (солнце, вода, воздух) разрушали горы, и в осадочных породах появлялись месторождения металлов.
Не надо думать, что, когда говорят об образовании металлов и их месторождений, то речь идет непременно о металлах в чистом, самородном виде. Некоторые металлы, как тебе известно, в таком виде действительно встречаются. Однако металлы добывают главным образом из соответствующих металлических руд. Так что месторождения металлов - это, как правило, месторождения соответствующих руд. Недаром добычу металлов называют горнорудным производством.
Среди руд железа надо отметить магнитный железняк (магнетит), красный железняк (гематит) и бурый железняк (лимонит). Магнетит получил название благодаря своим магнитным свойствам. Эта руда наиболее богата железом (до 70%). Но большее значение для черной металлургии имеет гематит - наиболее распространенная в земной коре железная руда. Ее химический состав: Ее 2 0 3 плюс примеси марганца (до 17%), алюминия (до 14%), титана (до 11%). Большие месторождения гематита находятся в Украине в районе Кривого Рога и в России в Курской области (так называемая Курская магнитная аномалия).
Алюминий получают главным образом из бокситовых руд, в которых содержатся глинозем, кремнезем, оксиды железа. Глинозем представляет собой оксид алюминия (А1 2 0 3); его содержание в бокситах доходит до 70% . Помимо бокситов сырьем для получения алюминия служат также нефелины - серые и красноватые минералы класса силикатов (КМа 3 [А18Ю 4 ] 4) и алуниты - минералы класса сульфатов (КА1 3 2). Алунитовые руды используют для получения не только алюминия, но также серной кислоты, ванадия, галлия. Еще отметим каолин - глину
белого цвета, сырье для получения алюминия, фарфора, фаянса. Она содержит минерал каолинит (А1 4 ).
Важнейшая медная руда - красно-желтый халькопирит, или медный колчедан (СиГе8 2). Для получения меди используют также темный, медно-красный борнит (Си 5 Ге8 4). Главные титановые руды - рутил (ТЮ 2) и ильменит, или титанистый железняк (название «железняк» объясняется его химической формулой: ГеТЮ 3). В известняковых породах добывают свинцовую руду галенит, или свинцовый блеск (РЪ8). Далее отметим оловянную руду касситерит, или оловянный камень (8п0 2), цинковую руду сфалерит, или цинковую обманку (2п8), медно-красную никелевую руду никелин (ШАз), красную ядовитую ртутную руду киноварь (Н&8).
Ты, надеюсь, понимаешь, что все эти названия и тем более химические формулы не надо специально запоминать. Они приводятся здесь, что называется, для полноты картины. К тому же не помешает постепенно привыкать к химическим формулам. Тем более, если они рассматриваются не в химической лаборатории, а непосредственно в природе.
Среди цветных металлов особое место занимают золото, серебро, платина. Их называют благородными металлами. Они имеют красивый внешний вид и практически не подвержены атмосферным воздействиям -потому их и называют благородными. В золотых месторождениях золото находится либо в породе (например, золото-кварцевые жилы или мышьяково-колчеданные руды), либо в россыпях - песке, галечнике, отдельных крупных самородках. Серебро в самородном виде встречается довольно редко. Обычно его находят в виде соединений с серой, сурьмой, мышьяком. Больше половины мировой добычи серебра извлекается не из серебряных руд, а попутно из свинцово-цинковых, медных, золотых руд. Платина, подобно золоту, чаще всего встречается в виде россыпей, причем, как правило, вместе с золотом. Извлекают платину также из медно-никелевых руд.
Цветные камни
Теперь познакомимся с особым семейством твердых материалов, которые относятся к полезным ископаемым, хотя и не используются ни в качестве топлива, ни для получения металлов или каких-либо продуктов химического производства. Речь идет о цветных камнях. Различают две группы цветных камней:
* прозрачные минералы, называемые драгоценными камнями, а также самоцветами (алмаз, изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и другие);
Красиво окрашенные непрозрачные минералы и некоторые твердые материалы, называемые полудрагоценными и поделочными камнями (малахит, родонит, чароит, агат, яшма, лазурит, нефрит, янтарь, жемчуг и другие).
Познакомимся поближе с некоторыми из драгоценных и полудрагоценных камней.
Алмаз - один из наиболее интересных и дорогих драгоценных камней. Его название происходит от греческого «адамас», что означает «несокрушимый». Это самый твердый в природе минерал. Поэтому его используют в основном не в ювелирном деле, а в технике - для полировки и шлифовки твердых веществ, для проходки глубоких скважин (особенно твердые сверла), для обработки металлов (особенно твердые резцы) и т.д. Разработаны способы получения искусственных алмазов для технических целей. По своему химическому составу алмаз - это простое вещество углерод. Поразительно, насколько он отличается от другого простого вещества, также являющегося углеродом. Имеется в виду графит. Графит не может похвалиться твердостью и как драгоценный камень он совершенно не смотрится. Алмаз же, в дополнение к исключительной твердости, обладает удивительной «игрой света». При освещении алмаза можно наблюдать яркие и красочные блики - от голубых до красных. В полной мере красота алмазов открылась людям после того, как в XVII веке научились производить специальную огранку этих камней, превращающую их в блистательные бриллианты. Разумеется, никто не использует бриллианты в технических целях - это исключительно ювелирные камни.
Изумруд - драгоценный камень густого зеленого цвета. Он является прозрачной разновидностью берилла - минерала класса силикатов (химическая формула: А1 2 Ве 3 ). Цвет изумруда объясняется наличием в берилле небольшой примеси хрома. Бездефектные кристаллы изумруда ценятся ювелирами выше алмазов. В настоящее время налажено производство искусственных изумрудов, которые используются в квантовой электронике.
Малахит - очень красивый ювелирно-поделочный непрозрачный камень с нежно-зеленой окраской и разнообразием узоров. Свое название он получил от греческого «малахэ», что означает «мальва». Цвет малахита действительно похож на цвет листьев этого растения. Из малахита изготавливают как малые изделия (ювелирные украшения, медальоны, шкатулки, статуэтки), так и грандиозные вазы, столы, колонны в парадных залах и т.д. Напомним, что минерал малахит относится к классу карбонатов;
его химическая формула: Си 2 [С0 3 ] (ОН) 2 . Малахит существует только как природный минерал. В XIX веке были открыты залежи малахита на медных месторождениях Урала. Они стали интенсивно разрабатываться и подчас необдуманно использоваться. Поначалу малахит отправляли в плавильные печи в качестве руды для получения меди, им покрывали крыши домов. Вскоре начался настоящий малахитовый бум. Русский камень (так называли в Европе малахит) вывозили во многие страны. Он завоевал всеобщее признание как прекрасный поделочный камень. В течение столетия уральские малахитовые месторождения практически истощились. Сегодня единственным мировым поставщиком малахита остаются пока медные рудники Катанги в Заире. Через некоторое время они тоже истощатся, и тогда промышленная добыча этого прекрасного камня прекратится совсем. Вот такая печальная история.
Родонит - второй после малахита исконно русский камень. Его богатые месторождения имеются на Среднем Урале. Он не менее красив, чем малахит, но окраска у него иная - яркие розовые и малиновые цвета в сочетании с черными узорами. Родонит относится к минералам класса силикатов; его химическая формула: СаМп 4 . Как и малахит, родонит является ювелирно-поделочным камнем. Броши, шкатулки, подставки, медальоны, пепельницы - трудно перечислить все изделия из родонита. Из больших глыб этого камня мастера высекают колонны и торшеры на парадных лестницах, саркофаги, грандиозные вазы и тому подобное. В настоящее время родонит со Среднего Урала продолжает поступать на мировой рынок. Используются также месторождения родонита на Мадагаскаре и в Австралии. Пока все идет нормально. Но что будет, когда все эти месторождения истощатся?
Чароит, красивый камень-минерал сиреневого цвета, знают далеко не все. Ведь он появился в ювелирном производстве совсем недавно - в 1977 году, после того как его обнаружили геологи в окрестностях реки Чара в Иркутской области. Хотя чароит начал добываться совсем недавно, но уже сейчас налицо все признаки истощения его месторождения на Чаре. Возможно, геологи найдут новые месторождения сиреневого камня. Но пока на это можно лишь надеяться.
Янтарь - хорошо всем известный полудрагоценный камень с разнообразием цветовых оттенков (от белого, бледно-желтого, ярко-золотистого до красно-бурого и даже темно-коричневого). Его нередко называют солнечным камнем. Янтарь не является минералом, поскольку у него нет кристаллической структуры. Он представляет собой затвердевшую ископаемую смолу хвойных деревьев, которые широко распространились по Землев меловой и палеогеновый периоды (40-120 млн. лет назад). Солнечный камень - очень ценный ювелирно-поделочный материал. Для получения крупных образцов этого камня собирают на морских россыпях янтарные зерна и подвергают всю эту массу давлению при повышенных температурах. Впрочем, как поделочный материал янтарь используется лишь на 20%. А на 80% янтарь используют для получения канифоли, янтарной кислоты, янтарного масла, лаков. Янтарные лаки по прочности и блеску лучше всех других. Ими покрывали свои инструменты выдающиеся мастера - Амати и Страдивари.
Жемчуг представляет собой твердые бусинки шарообразной или неправильной формы, образующиеся внутри раковин некоторых моллюсков. Состоит жемчуг главным образом из перламутра, который с течением времени откладывается концентрическими слоями вокруг инородных частиц (например, песчинок или мелких организмов), попавших между створками раковины. Благодаря перламутру жемчуг обладает неповторимым радужным блеском. Он широко используется для изготовления всевозможных украшений. Жемчуг можно встретить в нарядных и торжественных головных уборах и одеждах, личном оружии, бусах, различных ювелирных изделиях. Промысел жемчуга очень трудоемок: надо нырять на дно и отыскивать там раковины с жемчугом. Впрочем, в настоящее время более 90% жемчуга выращивают в специально разводимых колониях речных моллюсков.
Строительные ископаемые
Когда томимый жаждой путник бредет по нескончаемым пескам пустыни под палящим солнцем, ему трудно воспринимать эти пески как полезные ископаемые. Когда ты пробираешься под дождем по бездорожью, увязая в глине, которая налипает на ботинки, тебе трудно думать об этой глине как о полезном ископаемом. Точно так же человек, карабкающийся по скале и обдирающий в кровь руки и ноги о щебенку и острые камни, не будет думать о том, что перед ним залежи полезных ископаемых. А между тем и глина, и песок, и щебенка, и гранитные скалы - все это, по сути дела, ценные полезные ископаемые. Их выделяют в группу строительных ископаемых и используют при возведении зданий и различных сооружений, а также при создании скульптур и архитектурных деталей.
Из разнообразных строительных ископаемых особенно важную роль в развитии цивилизации сыграли известняки, мраморы, граниты. На первом месте по праву стоят известняки - самые распространенные на Земле
осадочные породы. Белые, серые, золотистые известняки - прекрасный материал: они легко распиливаются на блоки и приобретают приятный, «теплый» вид после некоторой обработки.
Из известняков сложены знаменитые древнеегипетские пирамиды, они использовались для создания статуй-колоссов и аллеи сфинксов в древнеегипетском храме в Луксоре, галереи древнеримского Колизея, дворцов в древнем Вавилоне. Многие замки, дворцы, соборы средневековой Европы также созданы из известняков. Отметим знаменитые дворцовые ансамбли Парижа (Версаль, Фонтенбло, Лувр), собор Парижской Богоматери.
Наряду с известняками в Европе широко применялся также кирпич (красный и белый). Однако до XVI века зодчие отдавали предпочтение известнякам, которые нередко использовались в сочетании с гранитами. Позднее началось массовое использование кирпичей из глины как более доступного материала. При этом для архитектурных украшений и скульптурных групп продолжали широко применять светлые известняки.
Как ты уже знаешь, в земных глубинах при достаточно высоких температурах известняк превращается в мрамор. В отличие от известняка мрамор прекрасно полируется. Он достаточно вязок и прочен, хорошо противостоит ударам. Этим объясняется, почему мрамор с давних пор широко используется для изготовления отделочных плит, колонн, портиков, для создания скульптур. Колоннада знаменитого древнегреческого Парфенона (храма Афины), мавзолея Тадж-Махал в Агре (Индия), скульптурные композиции Петергофа под Санкт-Петербургом, отделка Зимнего дворца в Санкт-Петербурге - подобных примеров использования мрамора можно было бы привести великое множество.
Наряду с известняками и мраморами в архитектуре и скульптуре широко применяются серые и красные граниты. В качестве примера приведем высеченное из розового гранита аббатство Мон-Сен-Мишель во Франции, красноватые колонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, пьедестал знаменитого «Медного всадника». Граниты полируются не хуже мрамора, и при этом они хорошо противостоят разрушению, вызываемому водой, ветрами, химическими осадками. Гранитные плиты и статуи могут сохраняться столетиями.
Надо признать, что времена возведения зданий из каменных блоков практически закончились. Они ушли в прошлое вместе с античными и средневековыми городами. Теперь строительный камень применяют в основном лишь как облицовочный материал - для внешней и внутренней отделки. А в основе сооружений используются современные дешевые и прочные строительные материалы - бетон, шлакобетон, железобетон, разнообразные типы кирпичей.
Природные минеральные вещества, используемые в народном хозяйстве, называют полезными ископаемыми, а их скопления в недрах или на поверхности Земли - месторождениями. Полезные ископаемые бывают твердые, жидкие и газообразные. По области использования их делят на пять групп. Первую группу составляют топливно-энергетические минеральные ресурсы (уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы, уран). Во вторую входят руды металлов: черных (железо), цветных (медь, алюминий, цинк, олово), редких и благородных (ванадий, германий и др.). Третья группа - химическое сырье: сера, калийные соли, апатиты, фосфориты и т. д. Четвертая - строительные материалы, поделочные и драгоценные камни (гранит, мрамор, огнеупорное сырье, яшма, агат, алмаз и др.). Пятая - гидроминеральные полезные ископаемые (подземные пресные и минерализованные воды).
В недрах Земли имеется очень большое количество каменного угля - его предполагаемые запасы составляют, по некоторым данным, 15 трлн. т. Очень велики в недрах залежи железных руд. Имеются большие запасы горючих сланцев, торфа и природного газа. О масштабах добычи полезных ископаемых говорит такой факт: на каждого жителя нашей планеты их ежегодно добывают в среднем около 5-6 т.
В последние годы потребности в различных видах полезных ископаемых все увеличиваются.
Из разных мест геологи сообщают об открытии новых и новых месторождений полезных ископаемых. Достижения техники и технологии позволяют извлекать ценные вещества из самых бедных руд и самых труднодоступных месторождений.
Минеральные запасы недр не безграничны. И хотя природа может восстанавливать свои силы и в недрах Земли постоянно идет процесс образования, накопления минеральных богатств, темпы этого восстановления несоизмеримы, с сегодняшними темпами использования земных ресурсов.
Только за одни сутки в разнообразных печах и на электростанциях мира сжигают столько минерального топлива, сколько природа создавала в недрах за долгие, долгие годы. Сегодня подсчитаны общие запасы многих полезных ископаемых. С учетом темпов их добычи определены приблизительные сроки, в которые они могут быть исчерпаны.
По некоторым видам полезных ископаемых сроки эти невелики, поэтому отношение к минеральным богатствам должно быть очень бережным.
Необходимо повсеместно внедрять комплексное использование полезных ископаемых.
При таком способе использования полезных ископаемых всё, что поднято из недр Земли, подвергается комплексной переработке на горно-обогатительных и горно-металлургических комбинатах с помощью различных механических и физико-химических процессов. И на каждом этапе переработки извлекаются всё новые элементы. Отходы одного процесса служат ценным сырьем для другого.
В Советском Союзе есть уже много примеров этого комплексного метода добычи и переработки полезных ископаемых. На предприятиях цветной металлургии вместе с 12 основными цветными металлами из руды попутно извлекают еще 62 элемента. Так, вместе с медью и алюминием получают серебро, висмут, платину, платиноиды. Из месторождений природного газа начинают попутно добывать серу, гелий, а из угольных - редкие металлы. Даже пустую породу, которую приходится поднимать на поверхность, чтобы открыть доступ к ценным залежам, возможно использовать для изготовления строительных материалов.
Обогащение полезных ископаемых. Добытые из недр полезные ископаемые, как правило, нельзя сразу направить в металлургические печи или на тепловые электростанции. Уголь засорен кусками песчаника, известняка, глины; руды представляют собой твердую смесь минералов, самых разных веществ. Даже в богатой железной руде чистого железа редко бывает больше 50%, а в медных, свинцовых, оловянных, цинковых рудах - лишь считанные проценты или доли процентов этих важнейших металлов. Процесс выделения из полезных ископаемых наиболее ценного компонента, освобождение их от различных примесей называют обогащением.
Процесс обогащения руд начинается в мощных дробилках, где массивными стальными стержнями, конусами или шарами перемалывают, измельчают ископаемые, превращая крупные куски в мелкие.
Второй этап - сортировка перемолотых по-лезных ископаемых по крупности. Измельченную руду, уголь просеивают на вибрирующих решетах и ситах с «оконцами» разной величины. Крупные куски отправляют снова на дробление, остальное поступает на заключительную стадию обогащения.
На заключительной стадии крупинки ценных минералов отделяют благодаря их особым, только им присущим свойствам.
Если они тяжелее других, применяют так называемый гравитационный способ. Различные по плотности минералы разделяют также в центрифуге, например отделяют алмазы от их менее ценных спутников. Многие металлические руды обогащают магнитной сепарацией, используя способность металлов притягиваться к магниту. На различной способности минералов проводить электрический ток основана электрическая сепарация.
Каждый минерал обладает своим особым цветом, блеском, формой, коэффициентом трения, по-разному взаимодействует с кислотами и щелочами. Все это используют при обогащении различных полезных ископаемых.
Самый распространенный способ обогащения - флотация (от французского flotation - плавание) - основан на различии в смачиваемости веществ водой. Хорошо смачивающиеся вещества называются гидрофильными, не смачивающиеся водой - гидрофобными. Гидрофобные вещества собирают вокруг себя пузырьки воздуха и поднимаются на поверхность. На этом их свойстве и основана работа флотационной машины. В ее больших резервуарах измельченную руду смешивают с водой, в которую добавляют особые вещества - пенообразователи. Сквозь эту смесь прогоняют воздух. Образуется огромное количество пены - мельчайших воздушных пузырьков. Они прилипают к частицам меди, серебра или свинца, но не прилипают к зернам примесей. Пустая порода тонет, а нужные частицы, хотя они и тяжелее, всплывают вместе с пеной. Главное достоинство флотации в том, что она позволяет выделить из руды любые содержащиеся в ней минералы.
Без полезных ископаемых мы бы видели совсем другую картину мира. Ведь их используют везде – для изготовления украшений, для решения транспортных проблем, в строительстве. Археологи установили, что некоторые полезные ископаемые (медь) человек научился добывать еще во времена каменного века. Так что такое полезное ископаемое?
Полезные ископаемые
Ископаемыми принято считать находящиеся в земной коре минеральные образования, которые приносят нам пользу благодаря своим химическим и физическим свойствам. Человек использует их в качестве сырья в производстве или как топливо. Полезные ископаемые распределены на поверхности земной коры неравномерно, преимущественно они сосредоточены в виде пластов, гнезд или россыпей. Несколько больших скоплений формируют месторождения, а особенно большие – бассейны, районы и провинции. Полезность является понятием значительной мерой изменчивым и условным, поскольку зависит от изменения в потребностях, а также от технологий переработки и добычи минералов. Также под определение «полезные ископаемые» подпадает полученная благодаря применению технологий переработки минерального сырья продукция.
Классификация полезных ископаемых
Ископаемые делят на
- жидкие (нефть),
- газообразные
- твердые.
Исходя из назначения выделяется категория строительных материалов (гранит, известняк, песок, глина), руд (благородные, цветные и черные металлы), горнохимического сырья (апатит, фосфаты, минеральные соли), драгоценных камней и самоцветов, гидроминеральных ископаемых (минеральные и пресные подземные воды).
Также ископаемые делятся на
- неметаллические,
- металлические
- горючие.
К неметаллическим относятся строительные материалы, рудоминеральное и химическое сырье. Металлические ископаемые используют для добычи металлов, горючие – в качестве топлива. По своему происхождению полезные ископаемые бывают метаморфогенными, контактово-метасоматическими, магматическими, остаточными, осадочными и т. д. Категорию наиболее ценных ископаемых составляют газ, нефть и уголь. Именно сжигая эти минеральные образования, человечество получает основное количество энергии. Каждая страна имеет определенные запасы тех или иных минеральных ресурсов, количественный и качественный состав которых в значительной мере определяет ее экономический уровень.
Ответ на вопрос, что такое полезное ископаемое, а также - каковы особенности добычи полезных ископаемых ищет наука, именуемая «горным делом». Некоторые разделы геологии посвящены вопросам обнаружения и размещения месторождений.
Ресурс ископаемых не безграничен
Добыча полезных ископаемых породила ряд проблем. Большая часть ископаемых невозобновляема, ведь на их восстановление необходимо много сотен и тысяч лет. Добыча же полезных ископаемых приобрела такие темпы и масштабы, что сегодня со всей серьезностью встает вопрос замены определенных видов топлива источниками энергии альтернативного характера.
Для чего нужны полезные ископаемые? Как люди используют полезные ископаемые? Прочитав данную статью Вы найдете ответы на все свои вопросы.
Как используют полезные ископаемые?
Полезные ископаемые используются как удобрения, как топливо, как строительный материал
Полезные ископаемые — все природные богатства, которые люди добывают из глубин земли.
Полезные ископаемые бывают:
- горючие (каменный и бурый уголь, природный газ, нефть, торф),
- рудные (марганцевая и железная руды),
- строительные (известняк, песок, гранит, глина, гипс, мрамор)
Горючие полезные ископаемые используются как сырье и топливо для промышленности, например, нефть является источником для получения керосина и бензина; вещества, полученные из горючих ископаемых, создают синтетические волокна, пластмассы, лаки, краски и тому подобное.
Из нефти получают краски, лекарства, духи, синтетические материалы, солярку, керосин, мазут, шины, камеры колес, рыболовную леску, полиэтиленовые пакеты.
Торф – это прекрасная теплая подстилка для домашних животных, так как сухой торф хорошо впитывает влагу. А если смешать с навозом, становится прекрасным удобрением для огородов и полей – это гарантия хорошего урожая. Торф можно использовать как топливо для печей и на электростанциях. Из торфа получают спирт, уксус, газ, технический воск, кокс – т.е. он хорошее химическое сырье.
Уголь – источник тепла и электроэнергии. На специальных электростанциях ток вырабатывается с помощью каменного угля. Из каменного угля делают краски, пластмассы, резину, даже лекарства. Без угля невозможна выплавка металлов.
Строительные полезные ископаемые используются для постройки зданий, произведения ремонта.
Песок используют для производства стекла. Для этого песок специально смешивают с известью и содой, ставят в специальные печи. От сильного жара смесь плавится и получается жидкое стекло. Его заливают в формы, где оно остывает и становится твердым.
Из белой глины делают прекрасную тонкую фарфоровую посуду, керамзитовые шарики, которыми засыпают потолки, они служат утеплением
Известняк является строительным материалом, идет на изготовление цемента, бетона, железобетона и пенобетона. Из него получают известь, строительные камни, известковые растворы. Много лет назад здания в Москве строили из белого известняка. Некоторые из них сохранились до сих пор: Колокольня Ивана Великого, Большой Театр.
Из гранита сооружают набережные опоры мостов. Отполированный гранит используют для облицовки зданий, станций метро, складывают из кусочков гранита настенные картины – мозаики.
Из железных руд получают железо и его сплавы: чугун и сталь. Из руд цветных металлов получают медь, алюминий, цинк, свинец, серебро, золото и многие другие металлы. Эти металлы называют цветными, потому что имеют разнообразную окраску. Металлы хорошо проводят тепло и электричество. Поэтому электрические провода делают из металла. Рельсы, кровля для крыш, водопроводные трубы изготовлены из различных металлов.
