Из чего добывают рудные полезные ископаемые
Виды природных богатств
Всё, что создала природа внутри земной коры — минералы, горные породы и т. д. — имеет свою классификацию. Если рассматривать деление по физическому состоянию, то это могут быть:
- твёрдые вещества;
- жидкости;
- газы.
Есть другой метод, предусматривающий анализ их использования. Согласно ему ископаемые бывают:
- горючие;
- рудные;
- нерудные;
- соли;
- драгоценные и полудрагоценные камни.
Ещё одной характеристикой является происхождение ископаемых. Они подразделяются на такие категории:
- Магматические. Для них свойственно залегание в складчатых рельефах, так как подобные руды могут образоваться при выделении из быстро остывающей лавы. Во время тектонических сдвигов происходит смещение масс к нижнему краю платформы, образуя пласт породы. Преимущественно это рудные полезные ископаемые. Примером территории с запасом железных соединений может служить месторождение в Курской области, называемое магнитной аномалией, или украинский Криворожский бассейн.
- К осадочным породам относятся нерудные элементы. Они появляются на берегах мелководных морей, а также в озёрных или болотистых местностях. Произошли из древних органических остатков, водорослей и сухопутных растений.
- Метаморфические возникают при смещении земных платформ и физико-химических изменений внутри Земли. Основными представителями этой категории являются всевозможные сланцы.
Имеется несколько методик добычи естественных богатств. От уровня залегания это могут быть:
- Карьеры для извлечения горных залежей открытым способом — наиболее экономически целесообразный метод, но приводящий к изменению рельефа, что не всегда на пользу экосистеме.
- Больших затрат потребует шахтный вариант.
- Для нефти традиционным является фонтан, когда жидкость выходит наружу под давлением газов.
- Особым способом — геотехнологическим — извлекают руду. Для этого в пласты породы закачивается горячая вода или спецраствор. Через скважины содержимое выходит на поверхность и ценная порода отделяется.
Во всех странах отмечается повышение потребности в полезных ископаемых. Для того чтобы наиболее эффективно и полно использовать подобные исчерпаемые богатства, существует несколько правил:
- Уменьшить потери при добыче.
- Максимально извлекать сырьё на каждом месторождении.
- Разработка новых экономичных способов извлечения.
- Использование современной техники.
- Привлечение учёных для поиска и прогнозирования будущих залежей.
Категории рудных полезных ископаемых
Примеры подобного вида природных достояний многочисленны и разнообразны. В списках самых богатых мировых залежей — Россия, на чьей карте каждый значок означает месторождение в различных географических поясах, занимает одну из ведущих позиций. Можно сказать, что в отечественных недрах спрятана практически вся таблица Менделеева. В экспорте ресурсов наша страна также является одним из лидеров.
Железные залежи
Эти руды представляют собой минеральные образования природного происхождения. Они богаты веществом настолько, что позволяют извлекать его в промышленных масштабах с экономической выгодой.
По минеральному составу их можно разделить на виды:
- Гидроксиды, к которым относятся гетит и гидрогетит.
- Группа из гематита, мартита и магнетита принадлежит к оксидам.
- Силикаты состоят из тюрингитов и шамозитов.
- Сидероплезиты и сидериты причислены к карбонатам.
Как правило, из всех вышеперечисленных руд производят чугун и прочие чёрные металлы. Сфера их применения обширна. Это предприятия следующих отраслей:
- Машиностроительной и металлообрабатывающей.
- Автомобильной.
- Военно-промышленного комплекса.
- Ракетостроения.
- Пищевой и лёгкой промышленности.
- Строительной сферы.
- Топливно-энергетические предприятия.
Добыча меди
В природе месторождения, где этот пластичный золотисто-розовый металл встречается в чистом состоянии, можно увидеть довольно часто. Однако добыча ведётся в основном из таких соединений:
- Халькозин, имеющий в своём составе около 79% меди.
- Борнит с 65%.
- Медный колчедан (халькопирит), содержащий до 35% главного вещества.
Чистый металл в промышленности применяется редко. В основном спросом пользуются сплавы:
- С цинком — латунь.
- Оловянный — бронза.
- Свинцовый — баббит.
- Медно — никелевый — мельхиор.
- Дюраль — с алюминием.
- Специальный ювелирный — с золотом.
Самым крупным месторождением является чилийский карьер Эсконида, где добывают медные самородки. А также большие залежи обнаружены в США на полуострове Кивино, Боливии, Италии. Российские рудники, которые находятся в долине Лёвихи, реки на Среднем Урале, тоже можно расположить в этом списке.
Применяют металл в виде провода в электротехнике. Для автомобилей изготавливают медные радиаторы, обмотки стартеров, обоймы подшипников. Обшивка судов тоже вырабатывается с применением подобного сырья. Стоит заметить, что на производство Статуи Свободы в США понадобилось 80 т меди.
Разработка алюминия
Из всех цветных металлов этот — наиболее распространённый. Производят его из глинозёмов, содержащихся в бокситовых и нефелиновых рудах. Наиболее большими резервами обладают Гвинея, Бразилия и Австралия. Нашей стране принадлежит 9-е место рейтинга. Отечественное сырьё, добываемое в республике Коми, Свердловской и Белгородской областях, а также на Кольском полуострове не отличается высоким качеством.
Промышленность использует такие свойства алюминия как пластичность, коррозионная стойкость, электропроводность, низкая масса и плотность. Он легко штампуется, куётся и сваривается. Методом волочения из такого металла изготавливают проволоку.
Марганец и его получение
В рудах, пригодных для промышленной переработки, должно быть большое содержание главного компонента. Обычно это оксиды, карбонаты и силикаты. Наиболее пригодными для дальнейшего использования являются:
- Пиролюзиты.
- Марганиты.
- Брауниты.
- Криптомеланы.
- Тодорокиты.
- Родохрозиты.
В качестве сопутствующей породы с марганцевыми рудами часто и в больших количествах встречается железо. Поэтому на практике происходит их разделение на железомарганцевые и марганцовистые. Тип сырья зависит от процентного содержания примеси.
Величайшими месторождениями подобных ископаемых в нашей стране являются Никопольская, Чиатурская, Варненская, Марсятская, Тыньинская, Березовская разработка. Добыча осуществляется преимущественно роторными механизмами, экскаваторами и ковшевыми драгами в открытых карьерах. Реже применяются шахтные комплексы с комбайнами и проходческими щитами. Обогащение совершается на специализированных комбинатах при помощи гравитационного, гравитационно-магнитного и комбинированного метода, а также флотации.
Используют марганец различные отрасли:
- Химическая.
- Металлургия.
- Производство керамики.
- Фармация.
Наиболее известными продуктами являются стекло, минеральные красители и распространённая марганцовка.
Месторождения олова
Этот металл встречается в более чем девяноста соединениях. Из них очень распространены и содержат наибольшее количество подобного компонента такие руды:
- Состоящие целиком из самородного элемента.
- Станнопаладиниты, имеющие примеси других металлов.
- Касситерит с содержанием Sn до 78,8%, тороллит, относящиеся к группе оксидов.
- Варламовит (гидроксид).
- Разновидность силиката — стокезит.
- Наиболее широко применяемый в промышленности, содержащий до 28 процентов олова, станин.
- Из категории сульфосолей — франкеит.
- Гидростаннаты. К ним можно причислить викманит и натанит.
Добывают руду на коренных, или эндогенных, месторождениях как открытым, так и подземным методом. Для обогащения используют фьюмингование, гравитацию. Для большего эффекта можно к ним добавить флотацию. К таким залежам относятся выработки Солнечное, Депутатское, Дубровское, Тернистое.
Второй вид копей — экзогенные, или рассыпные. Среди них существует преобладание озёрных и прибрежно-морских карьеров. Добыча производится драгами, экскаваторами или с помощью гидравлики. Примерами могут служить Правоурмийское, Тигриное, Хинганское месторождения.
Из-за химических свойств, которые включают отсутствие токсичности и окисляемости, олово широко применяет консервная промышленность. В химической отрасли с его помощью получают латунь, красители. Широкое употребление такой компонент нашёл у текстильщиков и стекольщиков.
Извлечение вольфрама
Для добычи этого ископаемого имеется более 20 минералов. Наибольшее количество главного компонента содержится в вольфрамите (76%) и шеелите (80%). В качестве дополнений часто подобные соединения включают различную долю молибдена, висмута, сурьмы, золота, олова, серебра, серы и т. д.
Промышленные месторождения предназначены как для выработки эндогенных залежей таких руд:
- Пегматитовых.
- Скарновых, с содержанием молибденита.
- Грейзеновых, состоящих на 90% из кварца, касситерита или шеелита.
- Гидротермальных.
Добывают соединения вольфрама в основном на шахтах. Для этого используется слоевое обрушение с дальнейшим магазинированием в выбранных пространствах. Часто свободные выработки просто заполняются пустой породой. Иногда применяют открытый способ с транспортировочными системами внешнего обваливания. Весь процесс механизирован практически на 95%.
Для промышленных целей подходят главные свойства металла — пластичность и тугоплавкость. Именно из него изготавливают спирали нагревателей, электроды и нити накаливания в лампах. Большое количество вольфрама идёт для приготовления всевозможных сплавов.
Применение никеля
Для того чтобы месторождение было рентабельным достаточно содержания в руде главного элемента на уровне 1−2% в сульфидах и 1−1,5% в силикатах. Среди основных промышленно значимых минералов можно отметить:
- Пентландиты.
- Миллериты.
- Никелины.
- Полидимиты.
- Гарниериты.
- Аннабериты.
- Ревдинскиты.
- Ховахситы и т. д.
Среди месторождений выделяются сульфидные Норильское, Талнахское, Октябрьское, Мончегорское в России, канадские Сёдберийское и Томпсонское, а также Камбалдское в Австралии. Это список медно-никелевых разработок. Кроме них, имеются никелевые силикатные и кобальт-никелевые силикатные южноуральские, кубинские и индонезийские рудники. Огромный потенциал есть в железомарганцевых жилах, расположенных на океанском дне.
До 90 процентов всего добываемого никеля используется для изготовления жаропрочных, инструментальных, конструкционных и нержавеющих сплавов и стали. Остальная часть идёт на производство проволоки, ленты и нужды химической и пищевой промышленности. Есть небольшое потребление в реактивной авиации, ракетостроении, радиолокации и атомных станциях.
Использование урана
Количество этого химического элемента в природных условиях немалое. Он встречается в 100 раз чаще золота и в 50 раз — серебра. Среди основных ураносодержащих пород можно назвать:
- Оксидные — ураниты, урановые смолы.
- Силикатные — коффиниты.
- Титанаты.
- Уранилсиликаты.
- Уранилы-ванадаты.
- Тюямуниты.
- Уранилфосфаты.
Наибольшие залежи урана находятся на территории Австралии, Казахстана и России. Наша страна располагает десятью процентами мировых запасоВ, из которых две трети добывается в Якутии. Крупнейшие месторождения — Стрельцовское, Октябрьское, Антейское, Мало-Тулукуевское, Аргунскоеу, Далматовское, Хиагдинское.
Применяется химический элемент в виде ядерного топлива. Наибольшее употребление характерно для изотопа U235, поддерживающего цепную реакцию. Он используется в реакторах. Для увеличения мощности термоядерного оружия используется U238, а U233 годится в виде топлива к газофазному ядерному ракетному двигателю.
Кроме перечисленных ископаемых к рудной категории относятся благородные металлы. Золото, серебро и платина нашли широкое применения как в ювелирной отрасли, так и в приборостроении, электротехнике и медицине. Добыча этих элементов ведётся с незапамятных времён и часто использовали для чеканки монет.
Источник
Доброго всем дня, сегодня друзья я расскажу вам о том, что такое рудные полезные ископаемые, как они появились на нашей земле и что к ним относится. Ведь именно юрский период считается той эпохой, когда на планете начался процесс формирования железных руд.
Фундаментальной основой зарождения всех рудных ископаемых в древности явились глубинные процессы, происходящие как в литосфере земли – ее ядре и мантии, так и на твердой поверхности земли, где главными их природными преобразователями стали жидкая вода и дующий ветер.
История появления ценной руды
На протяжении многих веков поверхность земли постепенно остывала, однако внутренние разогретые силы давления глубинных земных разломов привели к значительному высвобождению тепловой энергии и выходу вместе с ней земных пород на твердую поверхность.
В результате глубинных разломов, появившихся в результате движения тектонических пластов, на поверхности земли вскоре образовались:
- складчатые области в виде горных пород,
- фундаментальные платформы в виде отдельных возвышенностей,
- и впадины отдельных частей материков.
Эти территории явились сырьевой базой для:
- геологической разведки,
- промышленной добычи,
- массовой переработки,
ценной руды с соединениями металла, образующейся в результате остывания и кристаллизации магмы.
При этом тяжелые руды металлов вступали в химическую реакцию с атмосферой земли, где в зависимости от физико-химической величины атомного веса распределялись по всей магме, поэтому эти породы еще называют магматическими.
Так тяжелые соединения в основном залегают на самом дне магмы, другие же легкоподвижные соединения переместились на ее поверхность, где растеклись на значительные расстояния по земной коре.
Считается, что все месторождения руды своим появлением обязаны энергии природного гелия, участвующего в радиоактивных превращениях при формировании планеты Земли.
Раскаленные до несколько тысяч градусов лавовые потоки вытекали из многочисленных разломов и трещин на поверхность земли.
В результате химических реакций разрушения старых кристаллических решеток атомов и создания новых решеток атомов, появились многие вновь созданные химические элементы веществ существующие и поныне.
На протяжении долгого времени человечество пыталось организовать горнорудное производство, где главной задачей являлось получение металла, основой которого служила металлическая руда, без добычи который не был бы прогресс человеческой цивилизации.
Уже в средние века активная добыча и выплавка рудных металлов стали залогом всемирного процветания экономики разных стран, однако усиливающийся технологический прогресс изменил саму структуру экономики, которая все больше и больше требовала различных металлов.
Поэтому только на сегодня всемирная экономика с различными отраслями промышленности использует свыше 80 видов редких и часто встречающихся металлических руд.
Общая характеристика металлической руды
Ценность ископаемой руды заключается в том, что эта полезная порода, содержит не только минеральные образования, но и соединения металлических компонентов, которые постоянно используют для выплавки металлов либо их соединений технологическим процессом металлургической промышленности и получению готового сырья тяжелой промышленностью, и народным хозяйством страны.
Давайте же узнаем, какие полезные вещества относятся к рудным ископаемым, это, прежде всего горная группа ископаемых, появившаяся в складчатых областях планеты:
- алюминиевые и медные руды,
- марганцевые и оловянные руды,
- никелевые и хромовые руды,
- кобальтовые и полиметаллические: свинцово-цинковые руды,
- ванадиевые и вольфрамовые руды,
- золото, серебро и платина,
где все эти руды металлов наиболее востребованы нашей промышленностью. По области применения все рудные полезные ископаемые можно разделить на следующие группы:
- руды черных металлов – сталь, железо и чугун,
- руды цветных металлов — легкие: алюминий и магний, титан и литий, цезий и стронций, кальций и калий, и тяжелые: медь и олово, цинк, свинец и никель,
- руды благородных металлов – серебро и золото, платина и осмий, рутений и иридий,
- руды радиоактивных металлов – уран и полоний, радий и торий,
- руды редкоземельных металлов – лантан и цирконий, самарий и германий, селен и тербий,
- руды тугоплавких металлов – молибден и вольфрам, тантал и ванадий, хром и марганец,
- руды малых металлов – кобальт и кадмий, мышьяк, висмут и ртуть,
- металлические сплавы — бронза и латунь,
все эти металлические руды и сплавы используются в различных отраслях промышленности, входящих в комплекс таких предприятий как:
- электротехническая и полупроводниковая,
- автомобильная и авиационная,
- радиотехническая и аэрокосмическая,
- транспортное и сельскохозяйственное машиностроение.
Пройдет совсем мало времени и многие из этих металлов резко подорожают, так как станут достаточно редкими из-за усиливающейся добычи и исчерпаемости рудных месторождений.
Поэтому уже сегодня, необходимо заняться вплотную повторной переработкой металлического лома, позволяющего сберегать огромное количество электроэнергии и достаточно улучшая окружающую среду.
Ведь ежегодно из недр земли добывается и перерабатывается миллиард тонн металлической руды, а по данным экспертов только на сегодня вторичная переработка лома дает половину всего перерабатываемого металла.
Ценные свойства металлов
Многие из перечисленных металлических руд и сплавов обладают замечательными свойствами, ценность которых заключена в их необычайных возможностях, подразделяющихся на:
- физические свойства – цветовая окраска и магнитные свойства, удельный вес и температура плавления, электрическая проводимость и высокая теплопроводность, расширяемость при нагревании,
- химические свойства – антикоррозионная стойкость и восстановительная активность к окислению и растворимости,
- механические свойства – высокая прочность и проникающая твердость, сохраняющаяся пластичность и деформируемая упругость, высокая вязкость,
- технологические свойства – низкая жидкотекучесть и высокая прокаливаемость, склонность к плавлению и отличная свариваемость, относительная усадка и прекрасное резание,
также многие из этих металлов легко поддаются таким производственным видам обработки как:
- ковка и прокатка,
- волочение и штамповка.
Некоторые металлы обладают не только полезными свойствами, но и лечебными антибактериальными свойствами из-за природной способности покрываться защитной пленкой на воздушной поверхности. Это, прежде всего — золото и серебро, медь и олово.
Видимо поэтому неспроста, сегодня по разведанным запасам только железной руды такие страны мира как — Россия и Китай занимают лидирующие позиции в мире.
А на сегодня это все. Надеюсь, вам понравилась моя статья о том, какие рудные полезные ископаемые, являются ценным сырьем различных отраслей нашей промышленности.
Может быть, и вам приходилось видеть как добывают металлы для нашей промышленности, напишите об увиденном в комментарии к этой статье. А теперь разрешите с вами попрощаться и до новых встреч.
Предлагаю Вам подписаться на обновления блога. Здесь вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.
Источник