všeobecné charakteristiky minerál

Po prvé, minerály sú horniny a minerály, ktoré sa používajú v ekonomike krajín.

Podľa ich fyzického stavu môžu byť:

  • pevné - uhlie, soľ, ruda, mramor atď.;
  • kvapalina – olej, minerálne vody;
  • plynné - horľavý plyn, hélium, metán.

Keď sa ich použitie berie ako základ, rozlišujú:

  • horľaviny - uhlie, ropa, rašelina;
  • ruda – horninové rudy vrátane kovov;
  • nekovové – štrk, hlina, piesok a pod.

Samostatnú skupinu predstavujú drahé a okrasné kamene.

Vznikli minerály rôzne cesty a pôvodom sú magmatické, sedimentárne, metamorfované, ktorých distribúcia v celom zemskom vnútrozemí podlieha určitým vzorom.

Zložené oblasti sa zvyčajne vyznačujú magmatickými, t.j. rudné minerály. Táto okolnosť je spôsobená tým, že vznikajú z magmy a z nej uvoľnených horúcich vodných roztokov.

Magma vystupuje z hlbín zeme cez trhliny zemská kôra a zamrzne v nich v rôznych hĺbkach.

Taktiež rudné minerály môžu vznikať z vyvrhnutej magma-lávy, ktorá sa pomerne rýchlo ochladzuje. Magma je vniknutá spravidla počas aktívnych období tektonické pohyby, preto sú rudné minerály spojené so zvrásnenými oblasťami planéty.

Rudy sa môžu tvoriť aj na plošinách plošiny, ale v tomto prípade sú obmedzené na nižšiu úroveň plošiny. Na plošinách sú rudné minerály spojené so štítmi, t.j. so základom plošiny siahajúcim na povrch alebo v tých miestach, kde sedimentárny obal nie je veľmi hrubý a základ sa blíži k povrchu.

Príkladom takéhoto ložiska je magnetická anomália Kursk v Rusku a povodie Krivoj Rog na Ukrajine.

Poznámka 1

Vo všeobecnosti je ruda minerálne kamenivo, z ktorého možno technologicky extrahovať kov alebo zlúčeniny kovov.

Kovové rudy sú spojené s oblasťami aktívnej horskej formácie, ale prítomnosť pohorí neznamená prítomnosť bohatých ložísk. Napríklad tretinu Európy zaberajú hory, no veľkých ložísk rudy je veľmi málo.

Podľa oblasti použitia sa rudné nerasty delia do skupín - rudy železných kovov, rudy neželezných kovov, rudy drahých kovov a rádioaktívne kovy.

Rudný minerál ako železná ruda je základom pre výrobu železných kovov - liatiny, ocele, valcovaných výrobkov. Najväčšie zásoby železnej rudy sú sústredené v USA, Indii, Číne, Brazílii a Kanade.

Samostatné veľké ložiská sú v Kazachstane, Francúzsku, Švédsku, Ukrajine, Venezuele, Peru, Čile, Austrálii, Libérii, Malajzii a krajinách severnej Afriky.

V Rusku sú veľké zásoby železnej rudy okrem KMA aj na Urale, na polostrove Kola, v Karélii a na Sibíri.

Rudy železných kovov

Medzi rudami železných kovov sú najpopulárnejšie a najpoužívanejšie v priemysle železné rudy.

Minerály ako hematit, magnetit, limonit, siderit, chamozit a thuringit sú hlavné horniny obsahujúce železo.

Výroba Železná ruda na svete presahuje 1 miliardu ton. Najväčším producentom železnej rudy je Čína s produkciou 250 miliónov ton, kým Rusko produkuje 78 miliónov ton. USA a India vyrábajú po 60 miliónov ton, Ukrajina - 45 miliónov ton.

Ťažba železnej rudy v Spojených štátoch sa vykonáva v regióne Lake Superior a v štáte Michigan.

V Rusku je najväčšou panvou železnej rudy KMA, ktorej ložiská sa odhadujú na 200-210 miliárd ton alebo 50% planetárnych zásob. Ložisko pokrýva regióny Kursk, Belgorod a Oryol.

Na výrobu legovanej ocele a liatiny sa ako legovacia prísada používa mangán, ktorý im dodáva pevnosť a tvrdosť.

Svetové priemyselné zásoby mangánových rúd sú sústredené na Ukrajine – 42,2 %. Mangánové rudy sú v Kazachstane, Južnej Afrike, Gabone, Austrálii, Číne a Rusku.

Veľké množstvo mangánu sa vyrába aj v Brazílii a Indii.

Aby oceľ nehrdzavela, bola žiaruvzdorná a odolná voči kyselinám, je potrebný chróm, jedna z hlavných zložiek rúd železných kovov.

Odborníci predpokladajú, že zo svetových zásob tejto rudy sa 15,3 miliardy ton vysokokvalitnej chromitovej rudy nachádza v Južnej Afrike – 79 %. Chróm sa v malom množstve vyskytuje v Kazachstane, Indii, Turecku a dosť veľké ložisko tejto rudy sa nachádza v Arménsku. Malé ložisko sa vyvíja v Rusku na Urale.

Poznámka 2

Najvzácnejším zo železných kovov je vanád. Používa sa na výrobu kvalitného železa a ocele. Vanád je veľmi dôležitý pre letecký priemysel, pretože jeho pridanie poskytuje vysoký výkon zliatin titánu.

Pri výrobe kyseliny sírovej sa ako katalyzátor používa vanád. Nenachádza sa v čistej forme a vanád sa nachádza v titanomagnetitových rudách a niekedy sa nachádza vo fosforitoch, uránových pieskovcoch a prachovcoch. Je pravda, že jeho koncentrácia nie je väčšia ako 2%.

Niekedy dokonca významné množstvo vanádu možno nájsť v bauxite, hnedom uhlí, dechtových bridliciach a piesku. Pri extrakcii hlavných zložiek z minerálnych surovín sa ako vedľajší produkt získava vanád.

Podľa evidovaných zásob tejto rudy sú lídrami Južná Afrika, Austrália a Rusko a jej hlavnými producentmi sú Južná Afrika, USA, Rusko a Fínsko.

Rudy neželezných kovov

Neželezné kovy sú zastúpené v dvoch skupinách:

  1. ľahké, medzi ne patrí hliník, horčík, titán;
  2. ťažké sú meď, zinok, olovo, nikel, kobalt.

Zo všetkých neželezných kovov je hliník v zemskej kôre najviac zastúpený.

Medzi ním fyzikálne vlastnosti ako je nízka hustota, vysoká tepelná vodivosť, ťažnosť, elektrická vodivosť, odolnosť proti korózii. Tento kov sa dobre hodí na kovanie, razenie, valcovanie a ťahanie. Dá sa ľahko variť.

Východiskovým materiálom pre kovový hliník je oxid hlinitý, ktorý sa získava spracovaním bauxitových a nefelínových rúd.

Zásoby bauxitu sú v Guinei, Brazílii, Austrálii a Rusko je v nich na 9. mieste.

Ruské zásoby bauxitu sú sústredené v Belgorodskej a Sverdlovská oblasť, ako aj v republike Komi. Ruský bauxit nie je Vysoká kvalita. Nefelínske rudy sa vyskytujú na polostrove Kola. Rusko je v produkcii oxidu hlinitého na 6. mieste na svete. Všetok oxid hlinitý sa vyrába z domácich surovín.

Titan, objavený v roku 1791. It charakteristické vlastnosti- vysoká pevnosť a odolnosť proti korózii. Pre priemysel sú hlavným typom titánových rúd pobrežné morské ryže. Takéto veľké ryže sú známe v Rusku, Austrálii, Indii, Brazílii, na Novom Zélande, v Malajzii a na Srí Lanke.

Nánosy titánu sú zložité a obsahujú zirkónium.

Medzi ľahké neželezné kovy patrí horčík, ktorý sa v priemysle používa pomerne nedávno. Počas vojnových rokov sa väčšina z neho používala na výrobu zápalných nábojov, bômb a svetlíc.

Suroviny na výrobu horčíka sú obmedzené na mnoho oblastí planéty. Horčík sa nachádza v dolomite, karnalite, bischofite, kainite a iných horninách, ktoré sú v prírode rozšírené.

Spojené štáty americké predstavujú asi 41 % svetovej produkcie kovového horčíka a 12 % jeho zlúčenín.

Hlavnými producentmi kovového horčíka sú okrem Spojených štátov aj Türkiye a KĽDR. Výrobcovia zlúčenín horčíka sú Rusko, Čína, Severná Kórea, Rakúsko, Grécko, Turecko.

Medzi ťažkými neželeznými kovmi vyniká meď, ktorá je plastickým prvkom zlatoružového odtieňa, na čerstvom vzduchu pokrytá kyslíkovým filmom.

Charakteristickým znakom medi sú jej vysoké antibakteriálne vlastnosti. V zliatinách s niklom, cínom, zlatom, zinkom sa používa v priemysle.

Po Čile a Spojených štátoch je Rusko z hľadiska zásob medi na treťom mieste na svete.

Surovinou na jej výrobu sú okrem prírodnej medi aj chalkopyrit a bornit. Ložiská medi sú rozšírené v USA - Skalnaté hory, v Kanadskom štíte a provinciách Quebec, Ontário v Kanade, v Čile a Peru, v medenom páse Zambie, KDR, v Rusku, Kazachstane, Uzbekistane, Arménsku.

Hlavnými a najväčšími producentmi tohto kovu sú Čile a USA, ako aj Kanada, Indonézia, Peru, Austrália, Poľsko, Zambia a Rusko.

Zinok sa prvýkrát získal z kalamínu, v podstate uhličitanu zinočnatého ZnCO2. Dnes sa zinok získava zo sulfidových rúd, z ktorých najvýznamnejšie sú zinková zmes a marmatit.

Zinkové rudy sa ťažia v Kanade, USA, Rusku, Austrálii, Mexiku, strednej Afriky, Kazachstan, Japonsko a ďalšie krajiny.

Veľkými producentmi zinkovej rudy sú Japonsko a USA a sú aj jej hlavnými dovozcami.

Nikel, známy už od staroveku, po pridaní do ocele zvyšuje jej húževnatosť, elasticitu a antikorózne vlastnosti.

Kovový kobalt bol prvýkrát získaný v roku 1735. Dnes sa používa na výrobu supertvrdých zliatin.

Surovinou pre olovo je jeho hlavný rudný minerál galenit. Olovené rudy sa ťažia v mnohých krajinách a jej poprednými producentmi sú Austrália, Čína, Peru a Kanada.

Ťažba olova sa vykonáva v Kazachstane, Rusku, Mexiku, Švédsku, Južnej Afrike a Maroku. Veľké ložiská olova sú v Uzbekistane, Tadžikistane a Azerbajdžane.

V Rusku sú ložiská olova sústredené v Altaji, Transbaikalii, Jakutsku, Primorye a Severnom Kaukaze.

Železná ruda je hlavnou surovinou pre svetový metalurgický priemysel. Ekonomika do značnej miery závisí od trhu s týmto minerálom. rozdielne krajiny, preto sa rozvoju baní venuje zvýšená pozornosť na celom svete.

Ruda: definícia a vlastnosti

Rudy sú horniny, ktoré sa používajú na spracovanie a ťažbu kovov, ktoré obsahujú. Druhy týchto minerálov sa líšia pôvodom, chemickým obsahom, koncentráciou kovov a nečistôt. IN chemické zloženie Ruda obsahuje rôzne oxidy železa, hydroxidy a soli oxidu uhličitého.

Zaujímavé! Ruda bola na farme žiadaná už od staroveku. Archeológom sa podarilo zistiť, že výroba prvých železných predmetov siaha až do 2. storočia. BC. Tento materiál prvýkrát použili obyvatelia Mezopotámie.

Železo- bežný chemický prvok v prírode. Jeho obsah v zemskej kôre je asi 4,2 %. Ale vo svojej čistej forme sa takmer nikdy nenachádza, najčastejšie vo forme zlúčenín - v oxidoch, uhličitanoch železa, soliach atď. Železná ruda je kombináciou minerálov s významným množstvom železa. IN národného hospodárstva Použitie rúd obsahujúcich viac ako 55 % tohto prvku sa považuje za ekonomicky opodstatnené.

Čo sa vyrába z rudy

Priemysel železnej rudy je hutnícky priemysel, ktorý sa špecializuje na ťažbu a spracovanie železnej rudy. Hlavným účelom tohto materiálu je dnes výroba liatiny a ocele.

Všetky výrobky vyrobené zo železa možno rozdeliť do skupín:

  • Surové železo s vysokou koncentráciou uhlíka (nad 2%).
  • Zlievárenská liatina.
  • Oceľové ingoty na výrobu valcovaných výrobkov, železobetónových a oceľových rúr.
  • Ferozliatiny na tavenie ocele.

Na čo je potrebná ruda?

Materiál sa používa na tavenie železa a ocele. Dnes prakticky neexistuje priemyselný sektor, ktorý by sa bez týchto materiálov nezaobišiel.

Liatina je zliatina uhlíka a železa s mangánom, sírou, kremíkom a fosforom. Liatina sa vyrába vo vysokých peciach, kde vysoké teploty ruda sa izoluje z oxidov železa. Takmer 90 % výslednej liatiny je okrajových a používa sa pri tavení ocele.

Používajú sa rôzne technológie:

  • tavenie elektrónovým lúčom na získanie čistého vysokokvalitného materiálu;
  • vákuové spracovanie;
  • elektrotroskové pretavovanie;
  • rafinácia ocele (odstránenie škodlivých nečistôt).

Rozdiel medzi oceľou a liatinou je minimálna koncentrácia nečistôt. Na čistenie sa používa oxidačné tavenie v otvorených peciach.

Oceľ najvyššej kvality sa taví v elektrických indukčných peciach pri extrémne vysokých teplotách.

Ruda sa líši koncentráciou prvku, ktorý obsahuje. Môže byť obohatený (s koncentráciou 55 %) a chudobný (od 26 %). Nízkokvalitné rudy je vhodné používať pri výrobe až po obohatení.

Podľa pôvodu sa rozlišujú tieto druhy rúd:

  • Magmatogénne (endogénne) - vznikajú pod vplyvom vysokej teploty;
  • Povrch - usadené zvyšky prvku na dne morských panví;
  • Metamorfogénne - získané pod vplyvom extrémne vysokého tlaku.

Hlavné minerálne zlúčeniny obsahujúce železo:

  • Hematit (červená železná ruda). Najcennejší zdroj železa s obsahom prvkov 70% a minimálnou koncentráciou škodlivých nečistôt.
  • Magnetit. Chemický prvok s obsahom kovu 72% sa vyznačuje vysokým magnetické vlastnosti a ťaží sa z magnetických železných rúd.
  • Siderit (uhličitan železa). Poznamenané skvelý obsah odpadová hornina, samotné železo obsahuje asi 45-48%.
  • Hnedé železné rudy. Skupina vodných oxidov s nízkym percentom železa, s prímesami mangánu a fosforu. Prvok s takýmito vlastnosťami sa vyznačuje dobrou návratnosťou a poréznou štruktúrou.

Typ materiálu závisí od jeho zloženia a obsahu prídavných nečistôt. Najbežnejšia červená železná ruda s vysoké percentoželezo sa môže nachádzať v rôznych skupenstvách – od veľmi hustého až po prašné.

Hnedé železné rudy majú sypkú, mierne poréznu štruktúru hnedej alebo žltkastej farby. Takýto prvok často vyžaduje obohatenie, ale ľahko sa spracováva na rudu (získava sa z neho vysokokvalitná liatina).

Magnetické železné rudy majú hustú a zrnitú štruktúru, vyzerajú ako kryštály zapustené v hornine. Farba rudy je charakteristická čierno-modrá.

Ako sa ťaží ruda

Ťažba železnej rudy je zložitý technický proces, ktorý zahŕňa potápanie sa do hlbín zeme s cieľom hľadať minerály. Dnes existujú dva spôsoby ťažby rúd: otvorené a uzavreté.

Otvorená (lomová metóda) je bežnou a najbezpečnejšou možnosťou v porovnaní s uzavretou technológiou. Metóda je relevantná pre prípady, keď v pracovnej oblasti nie sú žiadne tvrdé kamene a nie sú v blízkosti osady alebo inžinierske systémy.

Najprv sa vykope lom hlboký až 350 metrov, po ktorom sa železo zbiera a odoberá z dna veľkými strojmi. Po vyťažení sa materiál posiela na dieselových lokomotívach do oceliarní a železiarní.

Lomy sa kopajú pomocou rýpadiel, ale tento proces si vyžaduje veľa času. Hneď ako stroj dosiahne prvú vrstvu bane, materiál sa odovzdá na preskúmanie, aby sa zistilo percento obsahu železa a uskutočniteľnosť ďalšej práce (ak je percento vyššie ako 55 %, práce v tejto oblasti pokračujú).

Zaujímavé! V porovnaní s uzavretým spôsobomťažba v lomoch stojí o polovicu menej. Táto technológia si nevyžaduje výstavbu baní ani vytváranie tunelov. Zároveň je efektivita práce v otvorených jamách niekoľkonásobne vyššia a strata materiálu je päťkrát menšia.

Uzavretá metóda ťažby

Banícka (uzavretá) ťažba rúd sa využíva len vtedy, ak sa plánuje zachovanie celistvosti krajiny v oblasti, kde sa ťažia ložiská rúd. Táto metóda je relevantná aj pre prácu v horskej oblasti. V tomto prípade je pod zemou vytvorená sieť tunelov, ktorá vedie k dodatočné výdavky— výstavba samotnej bane a komplexná preprava kovu na povrch. Hlavnou nevýhodou je vysoké riziko pre životy pracovníkov; baňa sa môže zrútiť a zablokovať prístup na povrch.

Kde sa ťaží ruda?

Ťažba železnej rudy je jednou z vedúcich oblastí ekonomického komplexu Ruskej federácie. Ale napriek tomu je podiel Ruska na svetovej produkcii rudy iba 5,6%. Svetové zásoby dosahujú približne 160 miliárd ton. Objem čistého železa dosahuje 80 miliárd ton.

Krajiny bohaté na rudy

Rozdelenie minerálov podľa krajín je nasledovné:

  • Rusko - 18 %;
  • Brazília – 18 %;
  • Austrália – 13 %;
  • Ukrajina – 11 %;
  • Čína - 9 %;
  • Kanada - 8 %;
  • USA - 7 %;
  • ostatné krajiny – 15 %.

Významné ložiská železnej rudy boli zaznamenané vo Švédsku (mestá Falun a Gellivar). Nájdené v Amerike veľké množstvo ruda v Pensylvánii. V Nórsku sa kov ťaží v Persbergu a Arendali.

Rudy Ruska

Magnetická anomália Kursk je veľké ložisko železnej rudy v Ruskej federácii a vo svete, v ktorom objem nerafinovaného kovu dosahuje 30 000 miliónov ton.




Zaujímavé! Analytici poznamenávajú, že rozsah ťažby nerastov v baniach KMA bude pokračovať do roku 2020 a v budúcnosti dôjde k poklesu.

Rozloha baní na polostrove Kola je 115 000 km2. Železo, nikel, Medená ruda, kobalt a apatity.

Pohorie Ural patrí tiež k tým naj veľké vklady rudy v Ruskej federácii. Hlavnou rozvojovou oblasťou je Kachkanar. Objem rudných nerastov je 7000 miliónov ton.

Kov sa v menšom množstve ťaží v západosibírskej panve, Chakasii, Kerčskej panve, Zabajkalsku a Irkutskej oblasti.

Jedného dňa ma môj syn pri listovaní v knihe o starovekých ľuďoch zmiatol otázkou: " Je mamut minerál?" Ja, zachovávajúc vážny pohľad, som odpovedal, že samozrejme, pretože vďaka nemu sa vedci dozvedia niečo nové o histórii Zeme. "Nie," odsekol sedemročný erudovaný, "neužitočné - mamuta nemožno použiť v priemysle!" Bolo treba „udržať značku“, tak som načrtol približný diagram známe druhy nerasty a ich hospodársky význam.

Ekonomický význam nerastných surovín

„Ekonomické“ znamená „praktické“, to znamená, že sme museli škrtnúť všetky objavy, ktoré mali čisto teoretickú hodnotu, ako napríklad objavenie minerálnych prameňov v extrémne veľkých hĺbkach. Ak vylúčime aj celkom špecifické fosílie. ako drahokamy teda hlavné druhy minerálov budú horľavé (palivo), rudy a nekovy.

Fosílne palivá

Táto skupina zahŕňa nasledujúce pevné, kvapalné a plynné látky:

  • oleja. Široko používaný na získanie palivo, avšak v V poslednej dobe je aktívne nahrádzaný ekologickým plynom;
  • zemný plyn . Používa sa ako palivo v bytových priestoroch, ako aj suroviny na výrobu plastov;
  • uhlia. Ide sa do výroby palivo v energetike. Na výrobu sa používa uhlie grafit;
  • roponosná bridlica. Používa sa hlavne na výrobu olejovej kompozície živice;
  • rašelina. Hlavnou aplikáciou je opäť ako palivo Okrem toho sa používa ako hnojivá a tepelnoizolačný materiál.

Rudné minerály

Prevažná väčšina týchto minerálov sa používa ako suroviny pre hutnícky priemysel, aj keď existujú výnimky:

  • železo, nikel, hliník a iné rudy sú základom pre budúce kovové konštrukcie;
  • uránová ruda. Aplikácia – jadrový priemysel;
  • sírová ruda. Suroviny pre hnojivá.

Nekovové minerály

Fosílie tohto typu sa používajú v prírodnej forme aj ako suroviny:
  • žula, vápenec, mramor – stavebníctvo;
  • apatit- výroba hnojivá;
  • niektoré íly - získavanie ohňovzdorné materiály;
  • diamant, kremeň – klenotnícky priemysel.
  • Nekovové nerasty, nekovové nerasty sú nekovové nerasty používané v priemysle a stavebníctve v prírodnej forme alebo ako suroviny. Nekovové minerály môžu označovať minerály resp skaly. Ropa, uhlie, iné fosílne palivá (fosílne palivá) a podzemná voda (fosílne hydrominerály) sú z tejto definície vylúčené. Materiály ako piesok, okruhliaky, drvený kameň, štrk, pieskovec, hlina, krieda a pod. možno považovať jednak za nekovové nerasty, ale aj za špeciálnu kategóriu - bežné nerasty.

    Počas posledných desaťročí nekovové nerasty ďaleko prekonali kovové rudy, pokiaľ ide o objem výroby a náklady na použité suroviny.

    Z hľadiska technologického a ekonomického rozvoja majú nekovové nerasty svoje špecifiká, ktoré odlišujú túto skupinu od kovových nerastov. Jedným z týchto rozdielov je silný vplyv zloženia a vlastností surovín tak na technológiu jej spracovania, ako aj na výsledný produkt, čo si vyžaduje pri posudzovaní ložísk posúdenie použiteľnosti tohto konkrétneho druhu nerastu s prihliadnutím na jeho špecifické vlastnosti (napríklad mastenec obsahujúci termolit na rozdiel od steatitového mastenca). Druhým rozdielom medzi mnohými nekovovými nerastmi je na jednej strane použitie rovnakého druhu suroviny v mnohých odvetviach hospodárstva, na druhej strane zameniteľnosť mnohých druhov surovín (ako plnivo, ten istý mastenec možno nahradiť barytom alebo kaolínom).