Реферат полезные ископаемые и их добыча

• Доклады и сообщения
• География
• Полезные ископаемые

Становление человеческой жизни на Земле прошло долгий путь. Люди приобрели многие знания и навыки. Теперь они привыкли жить хорошо и ни в чем не нуждаться. Чтобы улучшить свою жизнь, людям необходимо привлекать затраты и разнообразные ресурсы. Основная масса таких ресурсов добывается из недр планеты. Все добытые полезные ископаемые можно классифицировать и, конечно же, различать. Все ископаемые проходят классификацию по востребованности, ценности и способу залегания в недрах Земли.

Все полезные ископаемые – это либо минералы, либо разнообразные горные породы, которые применяются человеком в народном хозяйстве. Их так же различают по типу. Ископаемые могут быть твердыми, жидкими и даже газообразными. Отличаются они и по своему происхождению. Различают метаморфические, магматические и осадочные полезные ископаемые. Чтобы упростить их способы отличия, люди решили различать их на те, из которых получаются металлы, каменные руды и те, из которых получается топливо.

Такие ископаемые, как газ, нефть и уголь, человек использует как топливо. Именно эти ресурсы упрощают жизнь человека на Земле, и самое главное обеспечивают энергией всю нашу планету. Люди научились добывать уголь из шахт. Его достают кусками, а потом уже перевозят и используют. С помощью насосов из земли добывают газ и нефть. Это очень трудоемкий процесс. Для такой добычи необходимы не только наносы, но еще и специальные трубопроводы и станции. Так же шахтовым способом добывают и железные руды. Их добыча наносит огромный ущерб нашей природе. Огромного значения имеет добыча каменных руд. Ведь они очень ценятся и широко используются. Их добывают с помощью взрыва. В этом случае, в местах скопления руд закладывается взрывчатка. С помощью взрыва добывается огромное количество нужного материала, но большая его часть крошиться в процессе такой работы.

Из многих добытых богатств земли люди научились делать красивые вещи. К примеру, из гранита делается много всего, начиная плиткой, заканчивая красивой статуэткой. Из золота и алмазов делаются украшения и другие красивые ювелирные изделия. Слюда используется как хороший материал изоляции. Мрамор применяют в строительстве и ландшафтном дизайне. И это лишь небольшой список того, что люди научились правильно использовать.

Доклад Полезные ископаемые сообщение

Сегодняшний мой доклад касается полезным ископаемым, но прежде чем я начну читать его, хотелось бы в двух словах объяснить, что же такое полезное ископаемое.

Полезное ископаемое — это богатство природы, которое находится в недрах земли. Это минеральное и органическое соединение, которое встречается в земной коре. Полезные ископаемые — исчерпаемые и невозобновимые ресурсы Земли, т.е они когда-нибудь закончатся и их невозможно возобновить.

Полезные ископаемые делятся на несколько категорий: горючие, руды, строительные материалы и драгоценные камни и другие. Рассмотрим каждый пункт.

1.Горючие полезные ископаемые — это те минералы, которые в основном используются как топливо. Например: нефть, газ, уголь. Горючими полезными ископаемыми очень богата наша страна, Россия!

Нефть — природная горючая жидкость, состоящая из смеси углеводородов. Нефть в переводе с греческого означает «каменное масло». Впервые нефть начали добывать еще в Древнем Мире, а именно у берегов реки Ефрат. По прогнозам учёных нефть еще хватит на 50 лет, а потом закончится. Именно поэтому уже строят машины, которые будут ориентированы на электричество. На сегодняшний день лидер по добычу нефти является Саудовская Аравия. Вслед за Саудовской Аравии идет Российская Федерация, а потом и Соединённые Штаты Америки. Здесь надо и отметить стран Персидского залива: Иран, Объединённые Арабские Эмираты, Катар, Кувейт. По запасам нефти первое место занимает Венесуэла. Потом идут Саудовская Аравия, Канада, Иран, Ирак и Россия.

Природный газ — еще одно горючее ископаемое, это смесь различных газов. По запасам природного газа лидирует наша родина-Россия, Иран, большинство стран персидского залива, Канада, США, Норвегия. Из бывших стран советского союза можно отметить Туркменистан, Азербайджан и Узбекистан. Природный газ по прогнозам хватит нам еще на 100 лет.

Уголь — горючее топливо, которое было образовано из частей древних растений. Уголь подразделяется на: каменный и бурый уголь. По мировым запасам угля лидирует Россия, США и Китай. По прогнозам уголь хватит человечеству дольше нефти и газа, целых 150 лет.

Торф, как и уголь, образован из частей древних растений. Более 50% содержания в составе угля — это углерод. Торф — рыхлая горная порода, так же является газоносным материалом.

2. Руды — это природные минералы, которые содержат металлы и их соединения. С течением времени круг используемых руд все расширяется и расширяется. Бывают различные виды руд: руды черных металлов и цветных.

В основном, руды используются в промышленности и металлургии. По запасам черных металлов лидирует Россия, Бразилия и Китай, а по запасам цветных металлов — США, Россия, Канада.

3. Строительные материалы — это материалы, нужные для постройки чего-либо. Например: кирпич, глина, песок, различные камни и т.п. Строительные материалы также делятся на два вида: естественные, т.е без изменения состава и внутреннего строения, т.е в естественном виде; и искусственные.

4. Драгоценные камни — это минералы, которые внешне очень красивы, их встретишь редко и, именно поэтому, так дороги. Эти самые драгоценные камни используют в ювелирном деле, коллекционеры и используются как банковские активы. Драгоценные камни: алмаз, изумруд, рубин и т.п.

Ну и в конце хочу рассказать о странах, которые богаты природными ресурсами.

Самой богатой страной по запасам природных ресурсов является Россия.  Наша Родина лидирует по мировым запасам природного газа и древесины, вторая в мире по запасам угля и третья по величине месторождений золота. Общая стоимость всех ресурсов составляет 76 триллионов долларов.

На втором месте находятся Соединенные Штаты Америки. США богаты по запасам угля, золота, меди и природного газа. Общая стоимость составляет 45 триллионов долларов.

На третьем месте идет Саудовская Аравия. И все это благодаря нефти. Ожидается, что эта арабская страна скоро потеряет свою высшую позицию. А общая стоимость всех ресурсов составляет 35 триллионов долларов

Для 3, 4, 5, 7, 8, 9 класс, окружающий мир

Полезные ископаемые

Популярные темы сообщений

• Последствия вредных привычек

  В чём секрет человеческого долголетия? Что нужно делать людям для того, чтобы прожить долгую и счастливую жизнь? На эти вопросы вам сможет ответить даже маленький человечек, который уже понимает, что правильное питание,

• Тепловые двигатели

  Идея создания аналога теплового двигателя зародилась ещё давным-давно. Чего стоит легенда об Архимеде, якобы построившем пушку, которая делала выстрелы при помощи пара. Однако, согласно официальной версии,

• Механическое движение

  Рассмотрим теоретические понятия механического движения. Это изменяющее положение тела его частей относительно других частей с течением периода. Механика возникла для решаемых потребностей человека для изучения сил природы,

Введение

В последнее время для добычи многих твердых полезных ископаемых (ПИ) применяют геотехнологические методы добычи с использованием буровых скважин. Они позволяют упростить и удешевить добычу, производить отработку бедных месторождений, а также месторождений, характеризующихся сложными условиями залегания. Вскрытие рудной залежи осуществляют буровыми скважинами, которые предлагается называть геотехнологическими.

Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых позволяют снизить в некоторых случаях в 2 – 4 раза капитальные затраты на строительство предприятий, повысить производительность труда по конечной продукции, сократить численность работающих. Кроме того, их применение способствует значительному улучшению условий труда и уменьшению отрицательного воздействия на окружающую среду.

Одним из геотехнологических методов является метод подземного выщелачивания (ПВ). Подземное выщелачивание
ПИ, метод добычи полезного ископаемого избирательным растворением его химическими реагентами в рудном теле на месте залегания с извлечением на поверхность. ПВ применяется для добычи цветных металлов и редких элементов и др. ПВ относится к фильтрационным процессам и основано на химических реакциях «твёрдое тело – жидкость».

При ПВ проницаемых рудных тел месторождение вскрывается системой скважин, располагаемых (в плане) рядами, многоугольниками, кольцами. В скважины подают растворитель, который, фильтруясь по пласту, выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивается через другие скважины (рис 1). В случае монолитных непроницаемых рудных тел залежь вскрывают подземными горными выработками, отдельные рудные блоки дробят с помощью буровзрывных работ (рис 2). Затем на верхнем горизонте массив орошают растворителем, который, стекая вниз, растворяет полезное ископаемое. На нижнем горизонте растворы собирают и перекачивают на поверхность для переработки.

Основные сведения о методе подземного выщелачивания

Подземное выщелачивание цветных металлов известно с 16 в. (Испания), в крупных промышленных масштабах метод впервые освоен на медном руднике Кананеа в Мексике (1924г) и на медноколчеданных месторождениях Урала (1939—42гг). Урановые руды разрабатываются ПВ с 1957г. ПВ применяется в ряде стран (США, СССР, Франция, Япония, ГДР и др.); в 1974г этим способом было получено 20% мировой добычи меди.

Сущность подземного выщелачивания ПИ заключается в избирательном переводе полезного компонента в жидкую фазу путем управляемого движения растворителя по руде в естественном залегании или подготовленного к растворению и подъему насыщенного металлом раствора на поверхность. С этой целью через скважины, пробуренные с поверхности в пласт полезного ископаемого нагнетается химический реагент, способный переводить минералы полезного ископаемого в растворимую форму. Раствор, пройдя часть рудного пласта, через другие скважины поднимается на поверхность и далее по трубопроводу транспортируется к установкам для переработки.

Рис. 1. Схема отработки пластовых месторождений выщелачиванием через скважины: 1 — узел приготовления растворов; 2 — нагнетательные скважины; 3 — дренажные скважины; 4 — компрессор; 5 — воздухопровод для эрлифта продуктивных растворов; 6 — коллектор для продуктивных растворов; 7 — отстойник; 8 — установка для переработки раствора.

Рис. 2. Схема подземного выщелачивания скальных руд: 1 — ёмкость для растворителя; 2 — насос; 3 — трубопровод рабочих растворов; 4 — отрабатываемый блок руды; 5 — ёмкость для сбора продуктивных растворов; 6 — насос; 7 — ёмкость для продуктивных растворов на поверхности; 8 — сорбционная установка; 9 — отстойник отработанного раствора; 10 — ёмкость для доукрепления растворов; 11 — пресс-фильтр.

Важнейшими природными предпосылками применения ПВ являются способность ПИ и его соединений переходить в раствор при воздействии на рудный пласт водного раствора выщелачивающего реагента, а также возможность фильтрации выщелачивающих растворов в породах продуктивного горизонта.

Выбор растворителя для ПВ зависит от состава руд. Наиболее широкое применение находят водные растворы кислот (серной, соляной, азотной) или соды.

ПВ применяется при добыче урановых руд, цветных и редких металлов (медь, никель, свинец, цинк, золото и др.). Имеются предпосылки использования его для добычи фосфоритов, боратов и др.

Важным фактором повышения эффективности добычи методом ПВ является правильный выбор схемы размещения технологических скважин и расстояний между ними. В практике эксплуатации месторождений в основном применяется линейная схема расположения скважин, представляющая собой чередование рядов нагнетательных и откачных скважин. Расстояния между рядами и скважинами в ряду колеблются в широких пределах (15 – 50 м и более). Наиболее широкое распространение получила схема 25х50 м.

Бактериальное выщелачивание

Бактериальное выщелачивание, избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в водной среде. Благодаря бактериальному выщелачиванию появляется возможность извлекать из руд, отходов производства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Впервые запатентовано в США (1958) применительно к извлечению меди и цинка.

Бактериальным выщелачиванием можно пользоваться при всех способах выщелачивания, не связанных с повышенными давлениями и температурой. Наиболее широко для бактериального выщелачивания применяют тионовые бактерии: Thiobacillus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закисное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Th. thiooxidans (так называемые серобактерии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Эта энергия расходуется на усвоение углекислоты, выделяемой из атмосферы или из руды. Получаемый углерод идёт на построение клеточной ткани бактерий. Th. ferrooxidans окисляют сульфидные минералы до сульфатов прямым и косвенным путём (когда микроорганизмы окисляют сернокислое закисное железо до окисного, являющегося сильным окислителем и растворителем сульфидов):

Важнейший фактор бактериального выщелачивания — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионовыми бактериями (Th. ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисления и выщелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, арсенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими методами.

В значительных промышленных масштабах бактериальное выщелачивание применяется для кучного извлечения полезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их залегания. Например, экономически целесообразно извлекать бактериальное выщелачивание медь из забалансовых сульфидных руд. Это осуществляется водными растворами Fe2
(SO4
)3
в присутствии Al2
(SO4
)3
, FeSO4
и тионовых бактерий Th. ferrooxidans. Раствор подаётся по шлангам в скважины, пробурённые в рудном теле (рис.3); бактерии и сульфат окиси железа окисляют сульфиды меди по схеме:

В различных странах ведутся исследования по выщелачиванию с участием тионовых бактерий для извлечения мн. металлов (Zn, Со, As, Мп и др.). Ведутся работы по выявлению бактерий иных видов для извлечения др. полезных ископаемых. Например, для растворения и извлечения золота предложено использовать гетеротрофные бактерии Aeromonas, выделенные из рудничных вод золотоносных приисков.

Простота аппаратуры для бактериального выщелачивания, возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, открывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бедных, забалансовых и потерянных (например, в целиках) руд в месторождениях, отвалов из отходов обогащения, пыли, шлаков и др. В перспективе бактериальное выщелачивание открывает возможности создания полностью автоматизированных предприятий по получению металлов из забалансовых и потерянных руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горнообогатительные комплексы.

Рис.3. Схема подземного бактериального выщелачивания медной руды: 1 — прудок для выращивания и регенерации бактерий; 2 — насосная для перекачки бактериального раствора к руде; 3 — трубопровод; 4 — задвижка; 5 — коллектор; 6 — полиэтиленовый шланг; 7 — скважина для орошения рудного тела бактериальным раствором; 8 — орошаемый участок рудной залежи; 9 — горизонтальные горные выработки для сбора бактериального раствора, обогащенного медью; 10 — насос; 11 — отстойник для насыщенных медью растворов; 12 — цементационная ванна для получения порошкообразной меди; 13 — сушка цементной меди; 14 — транспортировка меди потребителям; 15 — компрессорная для обогащения бактериального раствора кислородом.

Добыча урана методом подземного выщелачивания

В современной промышленности в силу отсутствия богатых урановых руд (исключения составляют канадские месторождения несогласия, где концентрация урана доходит до 30% и австралийских с содержанием урана до 3%) используется способ подземного выщелачивания руд. Это — один из самых рентабельных и экологически чистых способов добычи не требует ни карьеров, ни шахт. Предварительная подготовка идёт непосредственно под землёй. Способ применим в тяжелых климатических условиях и вечной мерзлоты. Технология абсолютно закрытая, герметичная. Недра практически не разрушаются и даже полностью восстанавливаются в течение нескольких лет.

Вся площадь месторождения «прокалывается» скважинами (колоннами). В одну скважину закачивается серная кислота (1-2% раствор), иногда с добавлением солей трёхвалентного железа (для окисления урана U(IV) до U(VI)), хотя руды часто содержат железо и пиролюзит, которые облегчают окисление). Идёт процесс выщелачивания урана. Через другую скважину продуктивный раствор с помощью насоса извлекается наверх. Далее он непосредственно поступает на сорбционное, гидрометаллургическое извлечение и одновременное концентрирование урана.

Метод подземного скважинного выщелачивания является наиболее привлекательным способом добычи урана с точки зрения упрощенности технологических операций. При данном методе не происходит изменения геологического состояния недр, так как не производится выемка горнорудной массы. Общая поверхность земли, занимаемая полигоном подземного выщелачивания и перерабатывающим цехом для получения 500 метрических тонн U/год U3O8, в 3-4 раза меньше площади, занимаемой типичным гидрометаллургическим заводом на эту же производительность. В процессе скважинного выщелачивания в подвижное состояние в недрах переходит и выводится на поверхность менее 5% радиоактивных элементов по сравнению со 100% при традиционных способах добычи урана. Серная кислота при контакте с породой превращается в гипс, поэтому при данной технологии не остаётся в земле элементов, которых там нет. И если и бывают какие-то размывы, то они быстро устраняются, т.к. при утечках технология не работает. Здесь отпадает необходимость строительства хвостохранилищ для хранения отходов с высоким уровнем радиации. Есть маленькие пескоотстойники, которые после завершения добычи легко рекультивировать.

Отметим, что часто природная гидрогеохимическая среда на урановых месторождениях обладает способностью к самовосстановлению от техногенного воздействия. За счет постепенного восстановления естественных окислительно-восстановительных условий происходит хоть и медленный, но необратимый процесс рекультивации подземных вод рудовмещающих водоносных горизонтов. Возможна интенсификация этого процесса, ускоряющий рекультивацию в десятки раз. Примером естественной деминерализации остаточных растворов может служить результат 13-летних наблюдений, проведенных на месторождении Ирколь (Южный Казахстан).