Месторождения цветных и редких металлов

Обновлено: 04.10.2024

Железорудные месторождения в России и странах СНГ распространены во многих местах, но промышленная добыча железа сосредоточена только в некоторых районах. Так, в России — это железорудные месторождения Курской магнитной аномалии (КМА), и Урала.

Как правило, переработка железных руд происходит или вблизи от их месторождений (Южный Урал — Магнитогорск), или в радиусе относительно близких перевозок (КМА — Новый Оскол, Липецк). При этом загрязнение окружающей среды связано с предприятиями черной металлургии. К ним приурочены зоны накопления многих поллютантов (загрязняющих веществ). Так, вокруг Магнитогорского металлургического комбината в течение 70-летнего периода эксплуатации сформировалась зона интенсивного загрязнения почв свинцом, цинком, медью и другими тяжелыми металлами, содержание которых в радиусе 2—5 км от комбината превосходит фоновые значения в 30—60 раз.

Районы месторождений цветных и редких металлов выделяются в горных территориях. Так, на Урале и Рудном Алтае существуют зоны добычи меди, свинца, цинка, ртути, где содержание этих элементов превышает фоновые значения в 3—5 раз.

В экологическом отношении наиболее опасны сульфижные руды тяжёлых металлов, которые при выходе на земную поверхность в процессе природного выветривания и отработки быстро окисляются. Сульфиды превращаются в сульфаты металлов, многие из которых растворимы в воде. Поэтому в районе добычи и переработки цветных руд также возникают сернокислые ландшафты с высоким накоплением металлов. Известны биогеохимические медно-никелевые провинции на Кольском полуострове, молибденовые на Кавказе, медные и хромоникелевые на Южном Урале, полиметаллические в Приморье и др.

Агрономические руды

АР – горные породы и минералы, содержащие элементы питания растений: фосфор P(апатиты, фосфориты), калий K(калийные соли), азотN (природные натриевая и калиевая селитра), кальцийCa (мел, известняк, доломит, гипс), бор Bи медьCu (борные и медные руды) и др.

Районы добычи агрономических руд. При добыче апатитов на Кольском лолуострове в числе примесей, загрязняющих окружающую среду и создающих риск для здоровья человека, попадают Р, Аs, Y(фосфор, мышьяк, иттрий) и редкоземельные элементы: Sr, РЬ, Сd, Sn (стронций, свинец, кадмий, олово). Подземные воды щелочных массивов обогащены F, Li, Nb, (фтор, литий, ниобий) редкими землями, имеют высокую щелочность, способствующую миграции многих элементов, содержащихся в рудах. Осадочные фосфориты обогащены Sr, редкоземельными элементами, F, Y, V(ванадий). Влияние добычи на ландшафты изучено слабо. Более существенно влияние продуктов переработки апатитовых и фосфоритовых руд — фосфорных удобрений на загрязнение агроландшафтов.

Какие органические и минеральные ЗВ поступают в ОС в районах добычи и переработки угля и нефти.

Известно, что добыча и использование нефти и газа сопровождаются интенсивным загрязнением окружающей среды. В районах добычи и переработки угля, нефти и газа на 1 км2 поверхности суши приходится сотни и тысячи тонн органических и минеральных загрязняющих веществ. По сравнению с рудами металлов при добыче угля и нефти в биосферу поступает больше:

Урбогеохимические провинции

Геохимические провинции — участки земной коры, отличающиеся повышенным или пониженным содержанием какого-либо химического элементов.

С понятием города неразрывно связан термин «урбанизация» — возникновение и постоянное увеличение площади и численности населения городов, приобретение сельскими поселениями городских признаков, повышение роли городов в социально-экономическом развитии общества, формирование городского населения, ведущего специфический образ жизни, а также «городских» популяций растений и животных. В понятие урбанизации входит и процесс формирования городских ландшафтов как особой сферы организации поверхности Земли в пределах городов и городских агломераций. Неотъемлемым признаком городов является и постоянно возрастающее загрязнение окружающей среды.

Критерии выделения городов

Трудности в формулировке определения городов получили свое отражение при выделении их среди прочих населенных пунктов. Одним из самых распространенных подходов к этой проблеме является формальный, при котором главным критерием является численность населения. Такой подход используется, например, в Дании, где населенный пункт, в котором проживает более 250 жителей, считается городом. Однако чаще всего с формальным подходом сочетается функциональный, в котором помимо численности жителей учитывается характер их трудовой деятельности. Так, в России для придания статуса города необходимо, чтобы75 % жителей населенного пункта были заняты в несельскохозяйственной сфере, а также численность населения должна составлять не менее 12 тыс. человек.

Единой для всех стран методики выделения городов мира не существует, хотя ООН предлагает считать городами поселения с 20 тыс. жителей или больше. Часто городами называют поселения с меньшим, чем пороговое значение, числом жителей. Как правило, это связано с сохранением исторического статуса города. Например, г. Верея в прошлом был довольно крупным городом, но с течением времени утратил свое значение и его численность сократилась до нескольких тысяч человек.

13. Экологические проблемы урбанизации

Одна из важнейших общемировых проблем — урбанизация, или быстрый рост городов и городского населения. Этот процесс отно­сится к категории важнейших глобальных изменений. В 1996 г. го­родское население мира составляло 2,64 млрд чел, или 46 % всего населения. На фоне общего роста численности населения мира го­родское население за 1990—1995 гг. увеличивалось со скоростью 2,5 % за год, тогда как сельское — всего лишь 0,8 %. Ежедневно к городскому населению развивающихся стран мира добавляется около 150 тыс. чел.

Основные непосредственные причины роста численности го­родского населения: миграции людей в города из сельской местно­сти, а также и из других стран и прирост населения в городах бла­годаря превышению рождаемости городского населения над его смертностью.

Рост численности городского населения в недавнем прошлом и на ближайшую перспективу столь же впечатляющий (табл. 5.1).

Экологические проблемы урбанизации заметно различаются в развитых и развивающихся странах. Чрезвычайно быстрый рост городов беднейших стран приводит к резко усиливающемуся дав­лению на окружающую среду. Оказываются перегруженными все системы жизнеобеспечения, без которых город не может сущест­вовать, и их рост не поспевает за приростом населения. К этим минимально необходимым системам относят водоснабжение, ка­нализацию, сбор и переработку мусора, электроснабжение, а так­же системы образования, медицинской помощи и социального обеспечения. В результате создается обстановка, опасная для жиз­ни и здоровья жителей городов. Более 300 млн жителей городов не имеют источников поигодной питьевой волы, а более 500 млн

человек, живущих в городах, не имеют доступа даже к простей­шим туалетам. В развивающихся странах от 30 до 70 % городского мусора не убирается. Он постепенно накапливается, в особенно­сти в зонах, где проживает самое бедное население. Такие зоны мало напоминают город, но именно на таких территориях прожи­вает значительная часть населения, которое лишь условно можно назвать городским.

В развитых странах некоторые важные геоэкологические про­блемы городов в той или иной степени решаются за счет больших финансовых вложений. Известно, что для решения экологических проблем необходимо тратить 3—5 % общего городского бюджета. Например, во многих городах за последние десятилетия улучши­лось качество воздуха и воды. В Токио в 1960-х годах полицейские, управлявшие уличным движением, нуждались в кислородных мас­ках. Сейчас состояние воздуха стало значительно лучше. Аналогич­ное улучшение отмечается в ряде крупных городов Европы и Се­верной Америки.

15. Городские экосистемы.

Урбоэкосистема (городская экосистема) — пространственно-ограниченная природно-техногенная система, слож­ный комплекс взаимосвязанных обменом вещества и энергии авто­номных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отве­чающую его биологическим, психологическим, этническим, трудо­вым, экономическим и социальным потребностям. Состоит она из взаимосвязанных и взаимопроникающих подсистем (сред): квази-природной (преобразованной географической среды), ландшафтно-архитектурной, социально-экономической, общественно-про­изводственной. Связь между ними столь велика, что практически ни одна из них в отдельности не может выполнять свои функции, и в то же время отсутствие одной из подсистем влечет разрушение урбоэкосистемы в целом.

Город — антропоэкологическая система, динамическая сово­купность, составленная проживающим населением, его антропо­генной деятельностью и освоенной территорией. Вместе с тем го­род — это природно-антропогенная система. Основными системо­образующими факторами (элементами системы) являются человек (он сам и все виды деятельности, осуществляемой в пределах го­родской территории) и природная среда (рельеф, геология, климат, воды и т. д.). Взаимодействие этих двух факторов и создает специ­фическую урбоэкосистему и присущую ей специфическую природ­но-антропогенную городскую среду. Эта экосистема развивается и изменяется преимущественно в результате управления антропоген­ными процессами, смены социально-экономических функций, возлагаемых на данный город и в значительно меньшей степени за счет саморазвития.

Том 2

В широком смысле под «цветными металлами» подразумевают промышленное название всех металлов и их сплавов за исключением железа, марганца, хрома и их сплавов. В узком смысле к цветным металлам — основному сырью цветной металлургии — относят алюминий, висмут, вольфрам, кобальт, магний, медь, молибден, никель, олово, ртуть, свинец, сурьму и цинк.

Алюминий по масштабам производства и потребления занимает второе место после железа и первое среди цветных металлов. В настоящее время весь мир ежегодно выплавляет более 20 млн т первичного алюминия. Глинозем, из которого получают металл, во всем мире производят из бокситов. По его запасам Россия занимает лишь десятое место. При этом только бокситы Северного Урала могут считаться высококачественными. По этой причине часть глинозема у нас производят из нефелиновых руд. В 2003 г. добыто 5,1 млн т бокситов. Россия — второй в мире производитель алюминия (14–15 % мирового производства) после США (17 %).

По разведанным запасам меди наша страна находится на третьем месте в мире после США и или. Доля России в мировых запасах — менее 10 % (в 2003 г. - 83,1 млн т). За 10 лет разведанные запасы в стране сократились на 6,5 %. Промышленность обеспечена разведанными запасами разрабатываемых месторождений на 58 лет (120 разведанных месторождений). К числу крупнейших в мире относятся Октябрьское, Талнахское, Гайское и Удоканское месторождения, на долю которых приходится около 70 % российских запасов меди. В 2003 г. добыча достигла 752 тыс. т (4,7 % мирового уровня). Основные добывающие предприятия России расположены в Норильском районе (около 66 % добычи) и на Урале.

В России разведано 88 месторождений свинца и 124 — цинка; на долю крупных месторождений (Холоднинского, Озерного, Корбалихинского, Узельгинского, Учалинского, Гайского, Горевского, Кызыл-Таштыгского, Подольского, Юбилейного и Николаевского) приходится три четверти разведанных запасов. Более половины запасов сосредоточено в Восточной Сибири. Ресурсы и запасы свинца в недрах оцениваются в 29,2 млн т, цинка — 78 млн т, что составляет соответственно 2,2% и 5,3 % мировых ресурсов (шестое и третье места в мире). Основная часть их сосредоточена в Республике Бурятия, Красноярском крае, Читинской области, Алтайском и Приморском краях и в Республике Северная Осетия - Алания. Анализ состояния минерально-сырьевой базы позволяет утверждать, что в ближайшие годы проблемы с обеспечением внутренних потребностей страны отечественным цинком не возникнут, но импорт свинца Россия вынуждена будет осуществлять в еще больших масштабах.

По разведанным запасам никеля Россия занимает первое место в мире (более 25 % мировых запасов), по запасам кобальта — третье (свыше 7 %). Запасы никеля и кобальта учтены в рудах 28 месторождений. Большая часть ресурсов никеля прогнозируется на севере Красноярского края, в Мурманской области, на Среднем и Южном Урале, то есть в районах действующих предприятий. Подавляющая часть кобальта в России (около 1 млн т) связана с никелевыми месторождениями, где кобальт является попутным. Наша страна является лидером по добыче никелевых руд и производству первичного никеля (20–25 % мирового производства). В 2002 г. уровень добычи превысил уровень 1992 г., а выплавка металла составила 98,9 %. По производству рафинированного кобальта Россия находится на пятом–шестом месте в мире (15–17 % мирового производства). Объем производства первичного кобальта в 2002 г. составил 94 % уровня 1991 г.

По разведанным запасам олова Россия занимает одно из первых мест в мире, но по качеству руд уступает зарубежным производителям. Кроме того, в России 90 % олова добывается из коренных месторождений, в то время как в основных оловодобывающих странах более 75 % олова извлекается из россыпей. Обеспеченность рентабельными для отработки запасами олова составляет около 35 лет. Ресурсный потенциал оловодобывающей промышленности России составляет 1037 тыс. т металла (восьмое место в мире). За последние 10 лет Россия сместилась с четвертого на восьмое место в мире по производству олова в концентрате.

По разведанным запасам вольфрама Россия занимает первое место в мире; по прогнозным ресурсам — третье (854 тыс. т). Учтено 94 месторождения вольфрама, в том числе 52 коренных и 42 россыпных, из них 25 месторождений, где вольфрам является попутным компонентом, а 17 — с забалансовыми запасами. 72 % запасов приходится на месторождения бедных руд (среднее содержание оксида вольфрама — 0,15 %). Среди месторождений с богатыми рудами конкурентоспособны лишь Восток-2 и Лермонтовское (Приморский край), где содержание оксида вольфрама в рудах составляет соответственно 0,8–0,9% и 1,7–2,1 %. Наибольшие запасы вольфрама сосредоточены на Северном Кавказе и в Забайкалье.

По разведанным запасам молибдена Россия занимает третье место после США и Чили. В разрабатываемых месторождениях находится 42,5 % подтвержденных запасов молибдена, в районах этих месторождений — 3,8 %, в других освоенных районах — 16%, на неосвоенных территориях – 37,7 %. Запасы, пригодные к рентабельной отработке (экономические), составляют 50 % разведанных, в том числе 32 % — в районах добычи, 18 % — в неосвоенных районах. Прогнозные ресурсы составляют 1580 тыс. т, основная часть их сосредоточена в восточных регионах, где есть перспективы обнаружения новых месторождений.

В России разведано 237 золоторудных и 123 золотосодержащих комплексных месторождений, из которых эксплуатируется около одной трети. Всего: запасы золота категории А, В, С1 — 5,7 тыс. т; запасы категории С2 — 2,4 тыс. т. Основные ресурсы, запасы и главные добывающие предприятия сосредоточены в Северо-Восточном, Восточно-Сибирском, Дальневосточном и Уральском регионах. В России почти половина (45 %) металла добывается из россыпей, доля которых в общей добыче золота до 2000 г. превышала 60 %. Будущее отечественной золотодобывающей промышленности связано с освоением коренных месторождений.

По объему добычи первичного золота наша страна находится на 5 месте (после ЮАР, США, Австралии и Канады). В 2000 г. Россия произвела 144 т золота, в 2005 г. — 168 т на сумму 73 млрд руб. (0,39 % внутреннего валового продукта; 6 % мировой добычи). Из 29 золотодобывающих субъектов Российской Федерации только 13 добывают более 1000 кг в год. Внутреннее потребление золота в стране составляет 1,5 % мирового.

По количеству прогнозных ресурсов и разведанных запасов серебра Россия занимает первое место в мире. Учтено 245 месторождений, лицензии выданы на 153 из них (78 % запасов), разрабатывается 88 объектов. Более 75 % ресурсов и запасов сосредоточено на востоке страны. Перспективы обнаружения крупных месторождений серебряных руд связаны с Охотско-Чукотским и Верхоянским регионами. Расширение минерально-сырьевой базы возможно за счет серебра месторождений цветных металлов Уральского, Забайкальского, Норильско-Талнахского регионов.

По запасам металлов платиновой группы Россия занимает второе место в мире после ЮАР. Почти все разведанные запасы платиноидов (до 96–97 %) сосредоточены в Норильско-Талнахском горно-промышленном районе. Преобладающая часть разведанных здесь руд относится к высокосортным — содержание главных платиноидов в них выше, чем в рудах месторождения Стиллуотер (США), где оно составляет 22,5 г/т. Менее 1 % запасов металлов платиновой группы находится в эксплуатирующихся медно-никелевых месторождениях Печенгского района, остальное — в других месторождениях на Кольском полуострове (Федорово-Панском, Горы Генеральской и Мончегорском), в Карелии (Бураковском), а также в россыпях на севере Хабаровского края и Корякского нагорья.

По производству металлов платиновой группы Россия стоит на втором месте в мире после ЮАР. Платины у нас получают вчетверо меньше, чем в ЮАР, а палладия — в полтора раза больше. Сейчас в России добывается 18 % платины, производимой в мире; в дальнейшем эта доля будет уменьшаться по мере ввода в строй новых рудников в ЮАР, США, Канаде и Зимбабве. Доля России в мировом производстве палладия (с учетом производства из вторичного сырья) составляет 45 % (в 1997 г. — 60 %).

Норильско-Талнахский горнопромышленный район обеспечивает 83–85 % отечественного производства металлов платиновой группы.

Большинство редкометалльных месторождений являются комплексными, в составе их руд нередко участвуют другие металлические и неметаллические полезные ископаемые: Fe, Ti, Al, Sn, W, Mo, Cu, Pb, Zn, U, Au, Ag, Pt, апатит, флюорит, калиевый полевой шпат, слюды, уголь и др. Соответственно различают месторождения: а) собственно редкометалльные, как моно-, так и полиметалльные; б)редкометалльные комплексные гетерокомпонентные, то есть с участием других полезных ископаемых; в) месторождения разнообразных полезных ископаемых, из которых редкие металлы извлекают как попутные компоненты.

Большая часть оцененных ресурсов урана России заключена в крупных и средних по запасам гидротермальных месторождениях жильно-штокверкового типа Стрельцовского рудного района Забайкалья. Другим источником урана являются мелкие, реже средние, гидрогенные месторождения так называемого «песчаникового» типа: Долматовское, Хохловское, Добровольное, Хиагдинское и др. Для сырьевой базы урана характерен дефицит запасов, соответствующих современным экономическим условиям.

Разведанные запасы урана в Российской Федерации сосредоточены в основном в Приаргунском (Читинская область) и в небольшом количестве в Зауральском (Курганская область) урановорудных районах; из них активные запасы составляют 45,6%. В Зауральском, Западно-Сибирском и Витимском урановорудных районах ранее выявлены и предварительно оценены месторождения, пригодные для эффективной отработки методом подземного выщелачивания. Здесь же, а также в Северном и Дальневосточном районах сосредоточены основные прогнозные ресурсы урана, в 3,6 раза превышающие балансовые запасы.

Добыча урана ведется единственным в стране уранодобывающим предприятием — Приаргунским горно-химическим объединением. В конце 90-х годов прошлого столетия добыча составляла всего 2–2,5тыс.т (2/3 уровня начала 90-х годов). Обеспеченность активными запасами эксплуатируемых месторождений составляет 78лет.

Потребность России в уране для атомной энергетики (около 4тыс.т в год), а также экспортные поставки (например, в 1995г. продано природного урана 15,8тыс.т и обогащенного 205т) покрывались в основном за счет складских запасов. При столь интенсивном их использовании они будут исчерпаны к 2005–2010гг.

Минерально-сырьевые ресурсы редких металлов (кроме рения) России по своему объему могут полностью обеспечить существующие и перспективные потребности. Но далеко не все отечественные месторождения соответствуют лучшим зарубежным по качеству руд и географо-экономическому положению.

Получение ниобиевой продукции экономически наиболее эффективно из пирохлоровых карбонатитов и связанных с ними кор выветривания (месторождения Большетагнинское, Белозиминское, Татарское, Томторское и др.). Весьма значительные запасы этого металла сосредоточены в комплексных TR-Nb-Ta рудах Ловозерского, Катугинского, Улуг-Танзекского и Зашихинского месторождений.

В этих же месторождениях заключены основные запасы тантала и редких земель иттриевой и цериевой групп. Но по качеству руд они уступают месторождениям в пегматитах: Вишняковскому, Вороньетундровскому и другим, а также в «редкометалльных гранитах»: Этыкинскому, Орловскому, Алахинскому.

Большие запасы иттрия и лантаноидов, помимо упомянутых месторождений, сосредоточены в апатитовых рудах месторождений хибинских тундр и в эвдиалитовых рудах месторождения Аллуайв в массивах нефелиновых сиенитов, а также в корах выветривания карбонатитов и в россыпях месторождений Томторское, Белозиминское и др.

Главными потенциальными источниками циркониевого сырья являются захороненные древние прибрежно-морские рутил-ильменит-цирконовые россыпи: Центральное, Лукояновское, Туганское, Тарское и другие месторождения, а также комплексные: Катугинское, Улуг-Танзекское, Зашихинское. Из циркониево-железо-фосфорных руд Ковдорского карбонатитового месторождения получают бадделеитовые концентраты, которые в будущем можно будет производить и из кор выветривания на Алгаминском месторождении. В резерве находится месторождение Аллуайв — нового, еще нигде в мире не освоенного вида иттриево-земельно-циркониевого сырья эвдиалитовых руд.

Основными источниками бериллия в настоящее время являются руды крупных гидротермальных Ермаковского, а в скором времени, вероятно, Пограничного и Вознесенского флюоритовых месторождений (попутно), а также берилловые концентраты из пегматитовых месторождений лития и тантала — Завитинского, Вишняковского и др.

Большая часть оцененных ресурсов лития также заключена в рудах пегматитовых месторождений — Колмозерского, Гольцового, Урикского, Тастыгского и др. Литий в составе литиевых слюд входит в число полезных компонентов редкометалльных руд месторождений Улуг-Танзекского, Зашихинского и других, а также флюоритовых руд Пограничного и Вознесенского месторождений. Большими потенциальными перспективами на литий обладает Знаменская площадь с глубокозалегающими минерализованными водами.

Скандий является одним из полезных компонентов в рудах Томторского месторождения и в ванадиевых титаномагнетитовых рудах Гусевогорского месторождения в массиве ультраосновных пород.

Производство германия в России основано на переработке германиеносных углей и аргиллитов, заключенных в Новиковском, Павловском, Шкотовском и в других месторождениях.

Сравнительно недавно в России было выявлено единственное месторождение собственно рениевых руд в фумарольных газах современного вулкана Кудрявый.

Добыча полезных ископаемых


Добыча полезных ископаемых – одна из важнейших сфер деятельности, призванная обеспечить сырьём многие отрасли промышленности, строительство, транспорт и энергетику. Начиная с древнейших времён, она позволяет извлекать газообразные, жидкие и твёрдые природные ресурсы с поверхности Земли, а также из её недр, а начиная с середины прошлого века – со дна морей и океанов.

Месторождения полезных ископаемых в России

Самая большая страна в мире располагает более 20 тысячами месторождений полезных ископаемых, оцениваемых по запасам ресурсов в 30 трлн. долларов. Этого гигантского природного богатства, практически равномерно распределённого по территории России должно хватить на несколько веков непрерывного использования. Поэтому по запасам природных ресурсов наше государство занимает одно из лидирующих мест на планете.

Экономическая география полезных ископаемых Российской Федерации такова, что:

  • Наибольшие природные запасы золота сосредоточены на Дальнем Востоке и в Якутии.
  • Углеводородами больше всего богат Ямало-Ненецкий автономный округ. Частично они есть в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии, Оренбургской области, на территории бассейна реки Волги и на острове Сахалин.
  • Серебро в значительных количествах присутствует на территории Восточной Сибири и в горах Урала.
  • Нерудные строительные материалы обнаружены в Восточной Сибири.
  • Большая часть каменного угля залегает за Уральским Хребтом.
  • Горючие сланцы находятся в районах, прилегающих к Балтийскому морю.
  • Железная руда обнаружена на Балтийском щите, в Курской области и на Кольском полуострове.
  • Запасы урана присутствуют в Забайкалье.
  • Алюминием богат Урал и Западная Сибирь.
  • Цветные металлы сконцентрированы на Таймыре и на востоке Сибири.
  • Драгоценные и полудрагоценные камни распространены в горных массивах Урала, Алтая и Саян.

Однако необходимо отметить, что большинство природных ресурсов расположено в труднодоступных районах и отличаются низким содержанием полезных компонентов.

Добыча полезных ископаемых

Основные способы добычи

В зависимости от глубины залегания минеральных ресурсов избирают тот или иной способ их добычи:

  • Карьерный или открытый способ. С его помощью добывают металлическую руду, нерудные строительные материалы, уголь. Это самый экономичный, но в то же время достаточно сильно воздействующий на почву способ. Что в дальнейшем снижает её плодородность и вредно влияет на окружающую среду.
  • Шахтный или подземный способ. Его также называют закрытым. Этот способ применяют при глубинном залегании минерального сырья, руд и полиметаллов. Его недостатком являются значительные затраты и высокий уровень производственного риска для шахтёров и горняков.
  • Открыто-подземный или комбинированный способ. Фактически он сочетает в себе первые два и используется в тех случаях, когда полезные ископаемые залегают как на поверхности, так и в глубине земной коры.
  • Скважинный или геотехнологический способ. Применяется для извлечения сырья, пребывающего в жидком или газообразном состоянии. Обычно с его помощью из пробуренных скважин добывают нефть и газ, серу и литий, уран и фосфор, прибегая к выщелачиванию, осаждению и плавлению. Для того чтобы затем по трубам извлекать столь нужные в народном хозяйстве минеральные ресурсы.
  • Дражный способ. Он сочетает в себе добычу и обогащение полезных ископаемых. Чаще всего к нему прибегают при освоении россыпей алмазов, золота, касситерита и платиноидов.

Топливно-энергетические полезные ископаемые

Нефть

Седьмое место в мире занимает наша страна по количеству разведанных нефтяных запасов. Месторождения, оцениваемые в 14,1 млрд. т располагаются в 9 нефтегазоносных провинциях:

  • Волго-Уральской,
  • Енисейско-Анабарской,
  • Западно-Сибирской,
  • Лено-Вилюйской,
  • Лено-Тунгусской,
  • Охотской,
  • Прикаспийской,
  • Северо-Кавказско-Мангышлакской,
  • Тимано-Печорской,

и в 3 нефтегазоносных областях:

  • Анадырской,
  • Восточно-Камчатской,
  • Балтийской.

Лидером среди отечественных нефтяных месторождений считается Самотлорское – 7,1 млрд. т. Продуктивный период использования запасов этого жидкого вида углеводородного топлива на территории нашего государства оценивается в 22 года.

нефть

Природный газ

Россия является безусловным общемировым лидером по запасам голубого топлива, общий объём которого оценивается в 40 млрд. т. с перспективой добычи, составляющей более 80 лет.

Наибольшая его часть (свыше 75%) приходится на месторождения Сибири. Самыми крупными среди них являются: Уренгойское – 10 трлн. м 3 и Ямбургское – 8,9 трлн. м 3 .

Уголь

По запасам этого природного ископаемого, оцениваемого в 2,23 трлн. т, Россия находится на третьем месте. Причём значительную часть залежей – 69%, составляет бурый уголь. Большая часть запасов, составляющая 63% этого ценнейшего энергоресурса, расположена в восточной части страны:

  • Кузнецкий угольный бассейн – один из самых крупный в мире, располагающий гигантскими запасами каменного и коксующегося угля.
  • Канско-Ачинский (бурый уголь).
  • Печерский.
  • Южно-Якутский.

Большая часть отечественной угледобычи – 75% ведётся закрытым шахтным способом, что значительно повышает его себестоимость.

уголь

Горючие сланцы

Большая часть месторождений горючих сланцев располагается в Европейской части России, на территории Ленинградской и Самарской областей. Также имеются крупные месторождения на севере страны и в Сибири.

Однако активной разработке они не подвергаются, вследствие конкуренции со стороны более распространённых видов топлива, таких как нефть и газ. Возможно, к ней приступят после исчерпания основных углеводородных запасов.

По запасам этого природного ископаемого Россия уверенно входит в первую десятку. Согласно исследованиям пятилетней давности, его запасы составляют 507,8 тыс. т, что является десятой частью общемировых урановых ресурсов. Основные месторождения сосредоточены в Якутии и Бурятии и на территории Забайкальского края.

Металлические ископаемые

Металлы играют важнейшую роль в жизни общества. Без них невозможно представить себе ни промышленное производство, ни быт нынешнего человека.

Руды чёрных металлов

К чёрным металлам относятся железо и его сплавы: сталь, чугун и ферросплавы. Их руды подразделяются на группы, носящие название основного минерала:

  • Красные железняки или гематиты – это оксиды железа (Fe2O3), наиболее употребляемые в чёрной металлургии; а также применяемые в качестве красителя, известного под названием «сурик».
  • Магнитные железняки или магнетиты, представляющие собой закиси и окиси железа (FeOи Fe2O) отличаются своими магнитными свойствами.
  • Бурые железняки или гетиты, называемые также лимонитом или болотной рудой, являются водной окисью железа. Их ценность заключается в том, что они могут непосредственно использоваться в процессе выплавки чугуна в домнах. Наиболее ценится металлургами лимонит Керченского месторождения, имеющий в своём составе ванадий, марганец и фосфаты.
  • Шпатовые железняки или сидериты – минералы серого цвета, содержащие в своём составе углекислое железо (FeCO3). Россия является мировым лидером по месторождениям железняка: подтверждённые запасы оцениваются в 264 млрд. т.

черная руда

Руды цветных металлов

Значительная часть полезных ископаемых носит название цветных металлов – это все металлы кроме железа, получившее своё название за специфический цвет.

Сырые руды этих металлов отличаются крайне низким содержанием металла и весьма разнообразным составом. Неудивительно, что они получили название полиметаллических руд. В связи с этим в цветной металлургии часто имеет место комплексное использование природного сырья.

В зависимости от плотности, они подразделяются на руды лёгких металлов: алюминия, титана, калия, кальция, лития, магния.И руды тяжёлых металлов: меди, олова, свинца, цинка.

Руды редких металлов

Обширная группа из 36 химических элементов получила своё название чисто по историческим причинам. На самом деле, они встречаются в природе нисколько не реже, а подчас значительно чаще чёрных, цветных и благородных металлов.

Руды редких металлов или залегают самостоятельно, или присутствуют попутно при разработке других полезных ископаемых. Значительную часть редких металлов извлекают из руд цветных металлов, а также из других минералов: германий – из бурых углей, ванадий – из руд железа и титана, гафний и рубидий – из руд других редких металлов.

На территории России значительные скопления руд редких металлов обнаружены на Кавказе, Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, а также в Якутии (Томторское месторождение).

Руды редких металлов

Руды благородных металлов

К этой группе относят драгоценные металлы: золото и серебро, а также платину и металлы платиновой группы: иридий, осмий, палладий, родий и рутений, отличающиеся устойчивостью против окисления и коррозии.

Наше государство обладает значительными запасами месторождений благородных металлов:

  • Золото – 25 тыс. т. Из них 4/5 составляют рудные месторождения, 1/5 – россыпные. Наиболее значимыми являются Бодайбинское месторождение золота в Восточной Сибири и Бамское золоторудное месторождение на Дальнем Востоке.
  • Серебро. По его запасам Россия держит первое место в мире, располагая 16-ью непосредственными месторождениями серебра (27% общероссийских запасов) и целым рядом комплексных месторождений. Первые из них расположены на территории Чукотки и Якутии.
  • Платиноиды – 6-10 тыс. т, что является третьим показателем в общемировом списке. Лидирующие позиции в отрасли занимают Нижнетагильское месторождение на Урале и Федорово-Панское месторождение в Мурманской области.

Неметаллические ископаемые

Неметаллические или нерудные природные ресурсы, используемые в своём непосредственном виде для строительства и промышленности или в качестве сырья, встречаются в природе в виде минералов или горных пород.

Горно-химическое сырьё

Горным сырьём для химического производства выступают:

  • Апатиты. На территории нашего государства находится крупнейшее месторождение апатитов на Кольском полуострове (Хибинское).
  • Бариты. Используется для получения бариевой соли, глазури и эмали.
  • Бораты. Выступают в качестве смягчителей воды при производстве стиральных порошков.
  • Фосфатные руды. Россия обладает более чем двумя сотнями крупных месторождений фосфоритов.
  • Сера, в значительной степени используемая для производства серной кислоты. Большими запасами этого природного сырья располагают Самарская область, Урал (серный колчедан), Камчатка, Курильские острова.

Горно-химическое сырьё

Горнотехническое сырьё

К этому виду полезных ископаемых относятся материалы, используемые в металлургии, а также при производстве абразивов, диэлектриков, керамики, стекла и теплоизоляционных материалов. Основными минералами в качестве горнотехнического сырья являются:

  • разнообразные глины, доломиты, известняки, кварцевые пески, фарфоровые камни;
  • ангидрид, гипс, перлит, доломиты, известняки, тальк, графит и многое другое.

Оптические материалы

Материалы природного или искусственного происхождения, обладающие прозрачностью и предназначенные для изготовления оптических устройств. В основном это стёкла, фотоситаллы (синтезированные материалы) и монокристаллы.

Соли и рассолы

Группа минералов, имеющих солёный привкус и легко растворяющихся в воде. По своему химическому составу они подразделяются на бораты, галогениды, йодиты, карбонаты, сульфаты калия, магния, натрия и хлориды.

Соли и рассолы находят применение в строительстве, при выпуске минеральных удобрений и в качестве пищевой добавки:

  • Калийные соли. Крупнейшее Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей (ВМКМС) располагается в Пермском крае.
  • Каменная или поваренная соль. Крупнейшими поставщиками на российский рынок являются:
  • ОАО «Бассосль», г. Астрахань – 1,3 млн. т в год;
  • ОАО «Уралкалий», г. Березники – 1,0 млн. т в год;
  • ОАО «Илецксоль», г. Оренбург – 0,5 млн. т в год.
  • Гипс или водный сульфат кальция находит широкое применение в строительстве, медицине, декоративно-прикладном искусстве.

Соли и рассолы

Драгоценные и поделочные камни

Минералы, используемые в производстве ювелирных изделий и камнерезном производстве. Отличительными особенностями драгоценных камней являются красивый цвет, яркий блеск, прозрачность, разнообразные оптические эффекты. Кроме того, они обладают высокой прочностью и долговечностью.

Поделочные камни не отличаются прозрачностью, хотя и имеют красивую фактуру, а также хорошо подвергаются механической обработке. Обычно они находят применение при отделке зданий и некоторых изделий.

Залежи этих полезных ископаемых присутствуют на Урале (самоцветы), в Якутии (алмазы) и в Восточной Сибири.

Строительные материалы

К естественным природным минералам, используемым в строительстве, относятся:

  • Гравий – мелкий камень округлой формы.
  • Щебень – остроугольные камни, диаметром не более 70 мм, используемые в качестве наполнителя.
  • Песок – мелкозернистая каменная фракция размером до 5 мм.

А также полезные ископаемые, применяемые при изготовлении бетона, цемента и других вяжущих веществ.

На территории России имеется 8500 месторождений более 100 наименований нерудных строительных материалов. Самые крупные из них расположены в Вяземской, Кировской, Московской и Смоленской областях.

Объёмы добычи

Россия обладает гигантскими запасами полезных ископаемых и последовательно их использует. О чём говорит рост добывающей отрасли в 2019 году на 1,1%.

Показатели 2019 года:

  • Нефть и газовый конденсат – 561 млн. т.
  • Газ – 738 млрд. м 3 ; попутный нефтяной газ – 94,7 млрд. м 3 .
  • Каменный уголь – 357 млн. т.
  • Бурый уголь – 82,2 млн. т.
  • Золото (11 месяцев) – 337,26 т.
  • Добыча металлических руд (июль 2019 года) выросла по сравнению с аналогичным показателем на 1,9 %.
  • Добыча цветных металлов выросла на 3,1 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).
  • Добыча нерудных ископаемых выросла на 15,7 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).

Приведённые данные говорят о том, что доля России в общемировом масштабе, оцениваемом в 20 млрд. т ежегодной добычи полезных ископаемых, весьма значительна, а перспективы их дальнейшего использования даже пока в должной степени не оценены, вследствие своей огромности.

ПАО "Уралкалий" - ведущий вертикально интегрированный мировой производитель калия, одного из важнейших элементов, необходимых для развития всех живых организмов.

Руды редких металлов и элементов: виды и характеристики, способы добычи, применение

Руды редких металлов и элементов: виды и характеристики, способы добычи, применение

Редкометаллические руды – это геологические породы, имеющие в своём составе редкие металлы (группа в 60 элементов, мало встречающихся в природе) в чистом виде или в качестве примесей других химических элементов. Причём концентрация металлов в рудах должна быть такой, чтобы разработка месторождений была рентабельной.

Виды и характеристики

Сами редкие металлы разделены на пять больших групп:

  • Лёгкие: бериллий, литий, рубидий, стронций, цезий.
  • Радиоактивные: актиний, радий, торий, уран и трансурановые элементы.
  • Рассеянные металлы: галлий, гафний, германий, индий, рений, селен, таллий, теллур.
  • Редкоземельные: иттрий, лантан и лантаноиды, скандий.
  • Тугоплавкие металлы: ванадий, вольфрам, молибден, ниобий, тантал, цирконий.

Данное подразделение весьма условно, так как с совершенствованием геологоразведки и развитием промышленности, некоторые металлы уходят из разряда редких элементов. Само понятие «редкости» говорит об их незначительном использовании. Однако новые прогрессивные технологии коренным образом меняют ситуацию.

Источниками получения редких металлов могут служить месторождения, высокоминерализованные воды, рапа солёных озёр, россыпи, а также побочная продукция или отходы основных производств. Редкометаллические руды можно подразделить на непосредственно богатые редкими элементами, и руды других элементов, в которых редкие минералы присутствуют как примеси. Среди комплексных руд можно выделить:

  • вольфраммолибденовые,
  • титан-ниобий-тантал-редкоземельные,
  • уран-ванадиевые,
  • литий-цезиевые,
  • цирконий-ниобиевые.

Примерами непосредственно руд редких металлов являются:

  • Литиевые руды – это сподумен, амблигонит, лепидолит, циннвальдит, петалит.
  • Бериллиевые руды – берилл, бертрандит, фенакит.
  • Титановые руды – ильменит, рутил, ильменорутил, перовскит, сфен.
  • Циркониевые руды – бадделит, циркон.

Способы добычи

Открытый

Так как значительные запасы редких металлов сосредоточены в земной коре, подверженной выветриванию и россыпях, то наиболее распространённым способом их добычи является открытый способ. Для освоения россыпных месторождений часто применяется драга – плавучий горно-обогатительный комплекс.

В случае карьерных залежей производится комплекс геологоразведочных, вскрышных, землеройных и транспортных работ с последующим обогащением. Естественно, это связано с большими затратами и вредным влиянием на окружающую среду.

Добыча руды

Закрытый

Шахтный способ добычи не утрачивает своих позиций в списке методов извлечения таких полезных ископаемых, какими являются руды редких металлов. Обычно его применяют, когда возникает необходимость изъятия дорогостоящих пород из земных недр, залегающих на глубинах до полукилометра и более.

В противном случае добыча будет нерентабельна, так как не покроет расходы на строительство шахты и эксплуатацию дорогостоящего оборудования.

Технология обогащения

Сырьё, из которого извлекаются редкие металлы и элементы обычно содержат в себе десятые, а то и тысячные доли процента необходимых материалов.

Подготовительный процесс

Дробление и измельчение позволяют отделить добываемые минералы от пустой породы. В результате получается продукт приемлемой для дальнейшей переработки формы с заданной концентрацией добываемого металла.

В случае трудностями с обогащением (урановые руды или ряд других полезных ископаемых) применяют гидрометаллургические способы извлечения металлов. Для ряда ценных минералов крупноразмерной фракции используется ручная разработка руды на транспортёре.

Основной процесс

Основной процесс обогащения представляет собой механические, физические и химические процессы, целью которых является получение концентрата (продукта обогащения руды, обладающего повышенной концентрацией необходимого минерала) и отходов.

В случае переработки руд редких металлов применяют следующие виды обогащения:

  • Дробление с последующей обработке на грохоте основано на разной степени твёрдости полезных и пустых пород.
  • Скольжение нужных минералов по наклонной плоскости со скоростью отличной от неиспользуемых материалов.
  • Гравитационное обогащение – принцип действия этого метода базируется на разной скорости падения зёрен минералов в газообразной или жидкой среде.
  • Флотационное обогащение, – в основу которого положено изменение смачиваемости поверхности под воздействием флотореагентов.
  • Магнитное обогащение разделяет материалы по их магнитным свойствам.
  • Электростатическое обогащение основано на использовании различии электрических свойств минералов.

Вспомогательный процесс

Технологические процессы, способствующие проведению основных процессов переработки, носят название «вспомогательных».

Непосредственно из руд получить редкие металлы не представляется возможным. На выходе целого ряда сложных процессов основной переработки имеются лишь оксиды и соли. Конечных потребителей это, естественно, не устраивает, так как им требуются металлы высокой степени очистки.

Для решения этой проблемы применяют методы обогащения, суть которых заключается: в разложении, создании соединений нужной чистоты, получении технически чистого металла или сплавов с его наличием в их составе, рафинировании металла, получении слитков или изделий с одновременным формированием нужной физико-химической структуры. В основе этих методов лежат гидрометаллургические, химические и пирометаллургические процессы.

Сфера применения

Производство и потребление редких металлов и элементов растёт с каждым годом. Особую потребность в них испытывают самые перспективные отрасли науки и техники.

Радиоэлектроника

Саму основу полупроводниковых приборов составляют такие химические элементы, как галлий, германий, индий, селен, теллур. В современных мобильных устройствах насчитывается порядка двух десятков редкоземельных металлов. Стоящие на каждом рабочем столе дисплеи мониторов содержат в своём составе европий, иттрий, тербий. На базе ниобия созданы сверхпроводящие материалы. Создание современной электронной лампы невозможно без бериллия, вольфрама, молибдена, циркония и тория.

Приборостроение

Очень широкое применение редкие металлы находят в приборостроении. Это, прежде всего рубидий и цезий – наиболее востребованные материалы при производстве фотоэлементов. Кроме того из редких металлов изготавливают сверхмощные магниты, электровакуумную технику, люминесцентные лампы, солнечные батареи. Множество современных технических средств содержит в своём составе драгоценные материалы: платину, золото, серебро, иридий, палладий, родий. Радиоактивные металлы широко используются в изготовлении приборов для научных исследований и медицины.

Руды редкий металлов

Атомная техника

Использование явления радиоактивности в своё время послужило основой создания ядерной энергетики. Реакторы современных атомных электростанций, ледоколов, атомных подводных лодок работают на уране. Кроме того в атомной технике достаточно широко используются: бериллий, цирконий, гафний, ниобий, тантал, ванадий и литий. И это – далеко не предел. Современные исследования термоядерных реакций, а в перспективе и создание новых атомных установок в самых различных отраслях потребуют всё большего привлечения редких минералов и элементов.

Машиностроение

Современное машиностроение имеет в своём арсенале более 60 металлов и тысячи сплавов. Значительную часть из них составляют редкие металлы. Очень часто они выступают в качестве важных добавок в составе сплавов. Именно благодаря таким добавкам, создаются высокопрочные соединения, устойчивые к высоким температурам, химическому и механическому воздействию, коррозии.

Сфера применения редких металлов в машиностроении всеобъемлюща. Они встречаются всюду: начиная от нано технологий – до изготовления космических аппаратов и гигантских судов.

Химическая промышленность

Химическая отрасль немыслима без использования редких металлов и их соединений. Они повсюду: в технологическом оборудовании, среди контрольно-измерительных приборов и непосредственно в самих химических процессах. С помощью катализаторов из редких металлов сегодня мы получаем сахар, спирт, щавелевую кислоту, производим разнообразные виды топлив и технологическое сырьё.

Металлургия

Именно металлургия служит основным проводником редких металлов во все отрасли мирового хозяйства. Ведь лишь благодаря самим металлургическим процессам и получаются готовые изделия этих химических элементов. Но это далеко не всё. Важную роль играют эти минералы и в производстве чёрной и цветной металлургии, позволяя получать металлы и сплавы с заранее заданными свойствами.

Месторождения в России и мире

Редкометальные месторождения разнообразны по своей природе и встречаются во многих странах мира. Так, крупнокристаллические породы – пегматиты, богатые бериллом, литием и танталом, цезием и рубидием залегают на территориях следующих месторождений:

  • Берник-Лейк – Канада.
  • Бикита – Зимбабве.
  • Карибиб – Намибия.
  • Гринбушес – Австралия.
  • Коктогай – Китай.

Накопленные в россыпях танталитовые минералы до сих пор добываются наполовину ручным старательским способом на африканском континенте: в Бурунди, Конго, Нигерии и Руанде.

Карбонатиты – продукты кристаллизации глубинных слоёв, ставшие главными источниками ниобия и редкоземельного сырья, были обнаружены и освоены в Бразилии (Араша) и на территории США (Маунтин-Пасс). Позже к ним присоединились: Сент-Оноре в Канаде, Томторское месторождение в Якутии (Россия), Сейс-Логос в Бразилии.

Также разведаны богатейшие месторождения карбонатитов в Китае (Баюнь-Обо) и в Австралии (Маунт-Уэлд). Последнее отличается высочайшей концентрацией полезных ископаемых.

На территории России расположено достаточно крупное месторождение лопарита на Кольском полуострове. Также имеются залежи редкометальных щелочных гранитов в Катугинском (г. Тува) и Улук-Танзекском (Читинская область) месторождениях.

В целом можно констатировать, что количество мировых месторождений (число которых постоянно растёт) редких металлов вполне способно обеспечить их потребность на многовековую перспективу.

Мировые запасы

Мировые запасы редких металлов (по данным 2012 года) оцениваются следующим образом:

  • Китай – 55 млн. т.
  • СНГ – 19 млн. т.
  • США – 13 млн. т.
  • Индия – 3,1 млн. т.
  • Австралия – 1,6 млн. т.
  • Бразилия – 0,36 млн. т
  • Малайзия – 0,3 млн. т.

Страны, добывающие руды редких металлов

История добычи руд редких металлов такова, что до 90-ых голов прошлого века лидерами являлись:

  • США – 17 тыс. т.
  • СССР – 8,5 тыс. т.
  • Китай – 6 тыс. т.

Затем ситуация изменилась и безусловным лидером становится Китай, производящий 120 тыс. т редких элементов в 2007-2008 годах. Но, начиная со второго десятилетия XXI-го века, власти Китая значительно ограничили добычу этого вида полезных ископаемых, что привело к росту цен и увеличению добычи в странах-конкурентах.

В том числе и в России, принявшей широкую программу освоения столь востребованных полезных ископаемых, предусматривающую общую добычу их в 2020 году на сумму в 145 млрд. рублей.

Читайте также: