Запасы рудных полезных ископаемых в мире

Нельзя представить жизнь человека без металлических предметов – техника, посуда, здания, все это изготовлено благодаря постоянному производству. Но где этот процесс берет свое начало? Изначально, для получения сырья, используются минеральные руды, которые добываются в карьерах и шахтах.

Руда – это минеральные ресурсы, которые имеют в составе большое количество металлов. Из нее выплавляют сплавы, которые в дальнейшем используются в производстве. Внешним видом они напоминают камни, на которых есть блестящие вкрапления. Некоторые люди даже не догадываются, как выглядит стальная ложка, прежде чем она попадает в плавильные печи для переработки руды. Полезные ископаемые залегают глубоко под землей, поэтому их добывают шахтным и карьерным способом.

Какие существуют виды рудных ископаемых

В мире насчитывается более 200 категорий металлической руды, по типу превалирующего компонента, но ученые выделили обширную классификацию. Она меньше, поэтому пользоваться ей намного удобнее.

Стандартная классификация видов металлических руд, которая общепринята всеми странами выглядит так:

1. Черные
2. Цветные
3. Драгоценные
4. Редкие

Еще есть классификация по насыщенности – богатые и бедные. Она считается по количеству металлической части в руде. В железной – богатые от 50%, бедные от 20%. Цветные металлы добывать намного сложнее, а богатыми породы считаются от 6%. Бедные полезные ископаемые относятся к нерудным, ведь порода может оказаться источником силикатов, кремния или серы.

Цветная металлургия – одна из самых опасных для экологии Земли. Во время производства в воздух выбрасывается огромное количество вредных химических веществ, поэтому такие предприятия располагаются в дали от городов.

Железная руда – основа основ

Железная руда – это горная или вулканическая порода, которая имеет в своем составе большое количество метала, а ее переработка на производстве выгодна. Другими словами, если в камне меньше 20% железа, он не может считаться металлической рудой. Ее используют для выплавки металлов – стали, чугуна, сплавов.

Образуется железная руда тремя путями:

• Магматический;
• Метаморфизм;
• Осадочный.

Первый объясняется тем, что во время извержения вулканов, металлы расплавляются и смешиваются с горными породами, а вследствие текучести магмы, они вырываются на поверхность и застывают. Большинство примесей, которые имеют низкую огнеупорность, выгорают при высоких температурах, поэтому процент содержания железа в таких рудах очень высокий. Магматические полезные ископаемые – самые распространенные в мире, их месторождения находят в окрестностях вулканов, что потухли еще несколько тысячелетий назад.

Метаморфический процесс – это тоже следствие высоких температур. Вещества, которые находятся на большой глубине, подвергаются воздействию давления и нагревания, в результате чего, их кристаллическая структура меняется. Пласты, где залегают рудные полезные ископаемые, выходят на поверхность во время движения тектонических плит. Также, горные образования, под которыми залегают полезные ископаемые, со временем разрушаются, что облегчает добычу ценных материалов.

Главную роль в осадочном процессе образования железной руды играют ветер и вода, вод воздействием которых хрупкая горная порода вымывается, остаются только металлические костяки – железняк. Процентное содержание металла в этой руде самое большое, но, встречается он намного реже.

Подобный механизм осаждения имеет и золото, которое вымывалось из горной породы проточными водами. Этот процесс стал причиной золотой лихорадки в США. Сейчас небольшие страны занимаются подобным способом добычи драгоценного метала.

Добывать руду в промышленных масштабах начали еще до нашей эры. Этот процесс археологи отслеживали очень долго. Изначально, человек научился обрабатывать изначально бронзовую руду, затем железную и драгоценные металлы.

Добыча рудных полезных ископаемых позволила человеку развивать технологии, оружие, строительство и другие сферы.

Современное производство металла из руды

Руда представляет собой камень, в котором большое количество силикатов. Чтобы отсортировать богатые камни и пустую породу, используют электромагнитный сепаратор. Для отделения метала от руды, она дробится на мелкие части и обрабатывается химикатами. Этот процесс называется обогащением.

Очистка руд черных металлов

Есть несколько способов очистить руду – магнитными устройствами, кислотами, вибрационным методом, но сейчас, чаще всего используют флотацию. Для этого используют тяжелые жидкости и суспензии. Сосуд, куда помещается измельченная руда, наполняется раствором, и через него подается большой напор воздуха под давлением, в результате чего, металл с пеной поднимается вверх, а пустая порода осаждается на дно. Для выплавки металла из руды необходимы высокие температуры, в которых сгорают мелкие частички породы.

Это самый простой и быстрый способ обогащения, он не требует большого количества операций, и относительно дешевый. Получившиеся металлические частицы расплавляют в доменных или сталеплавильных печах, делая заготовки для дальнейшего использования в производстве.

Существует и нехимическая очистка – в вибрационных бункерах, где с помощью больших частот колебания, разрушается горная порода, превращаясь в песок она просыпается сквозь сито, а на поверхности остаются частички металла. Но это не всегда помогает полностью отделить породу от железняка, поэтому его комбинируют с химическим методом.

В доменных печах выплавляются чугунные заготовки для производства, чтобы из него получилась сталь, к нему добавляют примеси других сплавов, металлолом.

Обычно, заводы располагают в местах, где залегают полезные ископаемые, чтобы не терять время на перевозку.

Очистка руд цветных металлов

Цветные металлы намного реже встречаются в природе, по сравнению с черными. Их можно разделить на тяжелые (медь, бронза, свинец, никель, цинк, кобальт) и легкие (титан, алюминий, магний).

Один из самых распространенных примеров полезных ископаемых – алюминий. Бокситы и нефелиновые руды, они обрабатываются, в результате чего образуется глинозем – белый порошок, похожий на крахмал. Его химический состав – Al2O3. Чистый алюминий получают методом электролиза, когда под воздействием направленного тока, молекула преобразуется в катионы – Al+ и O-. Они оседают на противоположно заряженных электродах, в результате чего и получается чистый алюминий.

Извлеченный из глинозема металл, заливают в миксер, где происходит его смешивание с другими материалами, для придания ему нужных пластических свойств. Из полученного состава отливают алюминиевые чушки, которые отправляются на различные производства для дальнейшего использования.

Медь выделяется из медносульфидного концентрата, добываемый на рудниках. В его состав входит огромное количество металлов. Для отделения чистого материала, на металлургических предприятиях, используют пиротехнологии, которые предусматривают применение высоких температур. Механизм получения меди не отличается от переработки черной руды – используется метод осаждения – фторирование. В дальнейшем, концентрат отправляется на завод, где и происходит его дальнейшее очищение от примесей. Его переплавляют под воздействием высоких температур, для получения черновой меди.

Более чистый продукт получают путем электролиза.

После этой процедуры остается шлам, который содержит в себе небольшие частицы драгоценных металлов (платина и золото). Этот продукт также перерабатывают, для получения чистого сырья, но их концентрация в отходах незначительная.

Более редкие металлы получают чаще всего химическим и электролитным путем. Они относятся к рудным полезным ископаемым, но их извлечение – сложный процесс. Например, титан. В природе он встречается только в виде химических соединений, черной руде и других горных породах. Материал, в котором содержится титан называется ильменит, в его состав входит и оксид железа, отделить от которого сырье достаточно сложно. Изначально, он отправляется в плавильные печи вместе с углем, где и происходит разделение смеси на чугун и диоксид титана.

Для его разделения проводят хлорирование, в результате чего, получают тетрахлорид титана, это соединение уже не такое прочное, как с кислородом, поэтому из него легко получить чистый метал. Делают это с помощью магния – реакция называется восстановление. В процессе производства получается титановая губка, которая переплавляется на производствах для изготовления деталей самолетов, ракет и других деталей.

Мировые запасы руды

Руда, которая содержит металлы, очень важна для производства и технического прогресса человечества. По подсчетам ученых, на сегодняшний день в Земле содержится около 800 миллиардов тон железной руды. 80% всех залежей содержат бедные руды, в которых небольшое количество металла, а процесс их переработки достаточно трудоемкий.

Насчитывается несколько стран, на территории которых расположены богатые рудники. Например, в Китае – 8% от всего мирового запаса.

Одни из самых богатых стран – Россия (18%), Бразилия (17%), Австралия (14%), Украина (11%). Несмотря на эти цифры, Китай является бесспорным лидером производства черных металлов. Количество цветных металлов гораздо меньше, а их распространение подсчитывают по поясам – это большие бассейны, которые вытянуты на сотни километров.

Алюминиевых рудных ресурсов больше всего в Южной Америке и Австралии. Медные находятся в окрестности Кольдирьеров и Анд, поэтому мировое первенство по добычи этого метала принадлежит Чили. Второй по размерам пояс находится в Африке, на территории Замбии. В основном рудные полезные ископаемые залегают в местах высокой тектонической активности, изучая которые, аналитики проводят поиски новых месторождений. Россия в этом списке стоит на третьем месте.

Карта рудных полезных ископаемых составляется на основе аналитических исследований. Ученые изучают географические и исторические данные местности, оценивают близость к тектоническим разломам. Чаще всего, большие пласты скоплений руды находят в местах вулканической активности, где магма выходила на поверхность, вынося с собой огромное количество расплавленных металлов. При застывании они остались сверху, что облегчает добычу полезных ископаемых.

Добыча металлов иногда вредит экологической системе земли. Например, при закрытии медного карьера в США, его затопило водой, которая смешалась с химикатами, и является опасной для жизни. В окрестностях нет животных, там живут только устойчивые водоросли, которые адаптировались к агрессивной среде.

Рудные и нерудные полезные ископаемые постепенно истощаются, поэтому ученые разрабатывают новые способы получения сырья для производства. Некоторые редкие металлы синтезируют посредством воздействия химических элементов, но их количество уступает карьерному и шахтному способу добычи.

1. Россия

Общая стоимость ресурсов: $ 75,7 триллионов.
Запасы нефти (стоимость): 60 млрд. баррелей ($ 7,08 трлн.)
Запасы природного газа (стоимость): 1,680 трлн. куб.футов (19 трлн. долларов)
Запасы древесины (стоимость): 1,95 млрд. акров ($ 28,4 трлн.)

Когда речь заходит о природных ресурсах, то  Россия является богатейшей страной в мире. Она лидирует среди всех стран мира по количеству запасов природного газа и древесины. Огромные размеры страны является одновременно ее  благословением и проклятием, так как построение трубопроводов для транспортировки газа, а так же железных дорог для перевозок древесины обходятся в баснословные суммы.

В дополнение к наличию такого большого запаса  газа и древесины, Россия занимает второе место в мире по величине месторождений угля и третье по месторождениям золота. Кроме того, она находится на втором месте по величине месторождений редкоземельных минералов, хотя они в настоящее время не добываются.

2. Соединенные Штаты

Общая стоимость ресурсов: $ 45 триллионов
Запасы нефти (стоимость): не в топ 10
Запасы природного газа (стоимости): 272,5 трлн. куб. м ($ 3,1 триллиона)
Запасы древесины (стоимость): 750 миллионов акров ($ 10,9 трлн)

В США 31,2% доказанных мировых запасов угля. Их оценивают в 30 триллионов долларов. На сегодняшний день они является самым ценными запасами на земле. В стране около 750 миллионов  акров лесных насаждений, которые стоят около $ 11 трлн. Древесина и угля, вместе взятые, стоят примерно 89% от общей стоимости природных ресурсов страны. США также входит в первую пятерку стран с глобальными запасами  меди, золота и природного газа.

3. Саудовская Аравия

Общая стоимость ресурсов: $ 34,4 триллиона
Запасы нефти (стоимость): 266, 7 млрд. баррелей ($ 31,5 трлн)
Запасы природного газа (стоимость): 258.5 трлн. м куб ($ 2,9 триллиона)
Запасы древесины (стоимость): не в топ 10

Саудовская Аравия владеет около 20% нефти в мире – это наибольшая доля среди всех стран. Все значительные ресурсы страны заключаются в углеродах — нефти или газе. Королевство находится на пятом месте в мире по величине запасов природного газа. Поскольку эти ресурсы истощаются, Саудовская Аравии в конце концов потеряет высокое положение в этом списке. Тем не менее, это не произойдет еще  в течение нескольких десятилетий.

4. Канада

Общая стоимость ресурсов: $ 33,2 триллиона
Запасы нефти (стоимость): 178, 1 млрд. баррелей ($ 21 трлн.)
Запасы природного газа (стоимость): не в топ 10
Запасы древесины (стоимость): 775 миллионов акров ($ 11,3 трлн.)

До открытия залежей нефтеносных песков, суммарные запасы полезных ископаемых  Канады, вероятно, не позволили бы ей попасть в этот список. Нефтеносные пески добавили около 150 миллиардов баррелей к суммарному количеству нефти Канаде в 2009 и 2010 годах. В стране также добывается приличное количество фосфатов, хотя  месторождения фосфоритов не входят в число 10 лучших в мире. Кроме того, Канада имеет вторые по величине в мире доказанные запасы урана и третьи по величине запасы древесины.

5. Иран

Общая стоимость ресурса: $ 27,3 трлн.
Запасы нефти (стоимость): 136, 2  млрд. баррелей ($ 16,1 трлн.)
Запасы природного газа (стоимость): 991600000000000 куб. м ($ 11,2 трлн.)
Запасы древесины (стоимость): не в топ 10

Иран делит вместе с Катаром гигантское газовое месторождение в Персидском заливе Южный Парс/Северный купол. В стране находится около 16% мировых запасов природного газа. Иран обладает также третьим по величине доказанным количеством нефти в мире. Это больше 10% мировых запасов нефти. В данный момент страна переживает проблемы реализации своих ресурсов в связи с ее отчуждением от международных рынков.

6. Китай

Общая стоимость ресурсов: $ 23 трлн.
Запасы нефти (стоимость): не в топ 10
Запасы природного газа (стоимость): не в топ 10
Запасы древесины (стоимость): 450 миллионов акров (6,5 триллиона долларов)

Стоимость ресурсов Китая основывается в значительной степени на запасах угля и редкоземельных минералов. Китай  имеет значительные запасы угля, которые составляют более 13% от общего количества в мире. Недавно здесь были обнаружены месторождения сланцевого газа. После их оценки, статус Китая, как лидера в области природных ресурсов, только улучшится.

7. Бразилия

Общая стоимость ресурсов: $ 21,8 трлн.
Запасы нефти (стоимость): не в топ 10
Запасы природного газа (стоимость): не в топ 10
Запасы древесины (стоимость): 1,2 млрд. акров ($ 17,5 трлн.)

Значительные запасы  золота и урана большей мере способствовали  получению места в этом списке. Бразилия также владеет 17% железной руды в мире. Наиболее ценным природным ресурсом, однако, является древесина. Страна владеет 12,3% запасов древесины в мире, которые оцениваются в $ 17.45 трлн. В целях обеспечения последовательности и точности исследования, в данный отчет не были включены недавно открытые запасы нефти в море. По предварительной оценке, на месторождении может содержаться 44 млрд. баррелей нефти.

8. Австралия

Общая стоимость ресурсов: $ 19,9 трлн.
Запасы нефти (стоимость): не в топ 10
Запасы природного газа (стоимости): не в топ 10
Запасы древесины (стоимость): 369 миллионов акров ($ 5,3 триллиона)

Природные богатства Австралии заключаются в ее  огромном количестве  леса, угля, меди и железа. Страна находится в первой тройке по общим запасам семи ресурсов в этом списке. Австралия обладает наибольшим запасом  золота в мире — имеет 14,3% от мировых запасов. Она также поставляет 46% урана в мире. Кроме того, страна имеет значительные объемы природного газа на шельфе северо-западного побережья, которые она делит с Индонезией.

9. Ирак

Общая стоимость ресурсов: $ 15,9 трлн.   З
Запасы нефти (стоимость): 115 млрд. баррелей ($ 13,6 трлн)
Запасы природного газа (стоимость): 111,9 трлн. куб. футов (1,3 триллиона долларов)
Запасы древесины (стоимость): не в топ 10

Самым большим богатством Ирака является нефть — 115 млрд. баррелей доказанных запасов. Это составляет почти 9% от общего количества нефти в мире. Несмотря на сравнительно легкую добычу, большая часть этих запасов остается неиспользованной из-за политических разногласий между центральным правительством и Курдистаном, относительно права собственности на нефть. Ирак также имеет один из наиболее серьезных запасов фосфоритов в мире, на сумму более $ 1,1 трлн. Тем не менее, эти месторождения полностью не разработаны.

10. Венесуэла

Общая стоимость ресурсов: $ 14,3 трлн.
Запасы нефти (стоимость): 99,4 млрд. баррелей ($ 11,7 трлн.)
Запасы природного газа (стоимость): 170,9 куб. футов (1,9 триллиона долларов)
Запасы древесины (стоимость): не в топ 10

Венесуэла является одним из 10 крупнейших держателей ресурсов по части  железа, природного газа и нефти. Запасы природного газа в этой Южноамериканской стране занимают восьмое место в мире и составляют 179,9 куб. фунтов. Эти резервы составляют чуть более 2,7% от мировых запасов. В Венесуэле, по оценкам экспертов, находится 99 млрд. баррелей нефти, что составляет 7,4% общего числа запасов в мире.