Мода и стиль

Техноаналитприбор. Где расположены месторождения железной руды в России

Медная руда - это природный минерал, состоящий из различных химических элементов. Составы, которые выгодно перерабатывать, должны включать 0,5–1% основного компонента. Другим важным элементом руды считается никель.

Месторождения на карте мира

Самые большие запасы руды расположены в Чили – 34% от общемировых. В США и Перу находится по 9% залежей ископаемого. На Восточную Сибирь, Урал и Кольский полуостров приходится 5% месторождений.

Мировые месторождения меди расположены на Африканском континенте, в Южной Америке, Канаде, Австралии. Из европейских стран ими наиболее богата Польша. Известны месторождения в Китае и Монголии.

Порфировые и жильные месторождения располагаются в Западном Тихоокеанском поясе, районах средиземноморья. Обладают ими Казахстан, Армения, Узбекистан.

Разновидности медных руд

Классификация руды по генетическим и геологическим особенностям:

стратиформная - это песчаники и сланцы;
колчеданная – жильная медь и самородки;
гидротермальная - ее называют медно-порфировой формой;
скарновые породы;
магматические - эта руда содержит никель;
карбонатные - имеют железомедный и карбонатитовый состав.

Природные минералы, содержащие медь

Сульфидная руда, ее состав определяет выражение Cu5FeS4. Различают два полиморфных вида – низкотемпературный и высокотемпературный. Температура плавления которых, соответственно, меньше или больше 228 градусов.

Существует ранний неустойчивый сульфид , легко разрушаемый водой и ветром. Другой тип – эндогенный, имеет непостоянный химический состав за счет примесей таких элементов как галенит, пирит, халькозин, халькопирит. Борнит называют пестрым колчеданом. Характеристика этих минералов зависит от их происхождения.

Формулой CuFeS2 определяется его состав. Известен под названием медный колчедан. Относится к полиметаллическим. Может существовать в виде скарн и горных грейзенов.

Содержит 79,8% меди и 20,2% . Очень красивый, зеркальная поверхность имеет сероватый оттенок, бывает черным.

Существуют редкие ископаемые, содержащие элементы меди:

куприт (Cu2O), оксид, замечен среди месторождений малахита и самородков;
ковеллин, содержит 66,5% основного элемента и серу. Впервые найден в окружении вулкана Везувий. Добывается в США, Греции, Чили;
малахит. Камень, который применяется для различных поделок. Полиметаллическая руда. Нижний Тагил – место больших залежей этого минерала;
азурит. Это лазурь, камень синего цвета. Основные места его добычи – Африка, Австралия, Англия, Балканские страны. Залегает вблизи сульфидных месторождений.

Медно-порфировые формы включают молибден, золото, халькопирит, пирит. Их находят в залежах небогатых горных пород. Имеют форму прожилковых вкраплений штокверкового типа.

Способы добычи минерала

В зависимости от глубины залегания, руда добывается открытым или закрытым методом. Существуют стандарты, которые определяют целесообразность глубины выработки слоев грунта, применение технологий, снижающих их затратность.

Технология работ включает следующее:

применение самоходной техники;
производство непосредственно извлечения руды;
заполнение материалами образовавшиеся пустоты, чтобы сделать дальнейшие работы безопасными.

При ископаемые выбираются слоями, это обеспечивает их наиболее полное использование. Для карьеров большой глубины подойдет технология циклично-поточных работ, это зависит от особенностей залегания слоев.

При залегании пластов на глубине от 500 до 1000 м и глубже, удобен закрытый способ добычи меди. Для этого необходимы вибрационные механизмы, производится сплошная выемка породы и доставка ее на поверхность. Образовавшиеся под землей пустоты заполняют, для этого применяют футерованные резиной или базальтовой смолой трубы.

Промышленность по переработке полезных ископаемых экономически выгодно располагать в непосредственной близости к местам их добычи. Здесь же необходимо строить заводы по утилизации отходов после переработки. Это может способствовать выделению различных полезных продуктов. К примеру, переработка сернистого газа позволяет получить полезные удобрения с содержанием серы.

Технологии производства

Добытая руда имеет низкую концентрацию меди. Для получения одной тонны металла в среднем понадобится 200 тонн руды. Для его извлечения современная металлургическая промышленность применяет следующие технологии:

гидрометаллургическая;
пирометаллургическая;
электролиз.

Пирометаллургический метод обогащения породы использует для переработки халькопирит. Эта распространенная технология использует два этапа работы. Первое – окислительный обжиг, так называемая флотация. Получаемый черновой концентрат содержит 10–35% чистого вещества. Затем производят рафинирование меди и добавление купороса к раствору. В результате выделяют почти стопроцентной чистоты.

При гидрометаллургическом способе происходит выщелачивание металла, затем добавляется серная кислота. В итоге получают раствор, в котором выделяется медь и различные металлы, могут быть драгоценные. Эта технология применима для производства меди из бедных пород.

Для окислительного обжига минералов с высоким содержанием серы нагревают руду до 700–8000 градусов, при этом количество серы уменьшается вдвое. Получается сплав сульфидов. Боковой обдув в конвекторе позволяет получить черновую медь 91%. Для более высокой чистоты металла происходит электролитическое рафинирование, получают 99% состав.

В промышленности этот элемент в чистом виде практически не применяется. Больше всего известны сплавы:

латунь – сплав с цинком;
бронза – с оловом;
различные баббиты – сплав со свинцом;
мельхиор – в состав добавлен никель;
дюраль – соединение с алюминием;
ювелирные сплавы, где добавляется золото в различных процентных соотношениях.

Области применения

Одной из областей применения является электротехническая промышленность. Кабели и электрические провода включают жилы из чистого металла, что увеличивает их электропроводность. Сплавы с никелем подходят для приборостроения, соединения с вольфрамом – это нити накаливания в лампочках.

Латунь применяется в пищевой и химической промышленности. В сельском хозяйстве медь используют как удобрение. Медный купорос известен садоводам, им обрабатывают растения для защиты от болезней и вредителей.

В строительстве такие сплавы просто незаменимы. Кровельное покрытие с образовавшейся на нем патиной имеет красивый вид и очень долговечно.

Медицинская промышленность не обходится без этого химического элемента. Широко используется в лекарствах.

В машиностроении из бронзы делают подшипники, теплообменники, различные конструктивные элементы механизмов. Металл используют в порошковой металлургии для изготовления фрикционных деталей.

Мировые запасы

Медь – цветной металл, который потребляется многими видами промышленности. Самой выгодной рудой для производства является борнит. Это обусловлено его высоким содержанием и большими залежами в мировых недрах. К добыче меди пригодны породы, содержащие ее 0,5–1%. Больше всего распространены руды с добавками никеля. Они составляют 90% всех медесодержащих ископаемых, экономически выгодных для горнодобывающей промышленности.

Крупнейшие месторождения меди расположены в Чили – 34% всех мировых запасов, что составляет 140 млн тонн.

Государства, имеющие самые крупные запасы в мире, это: США – 35 млн тонн, Индонезия – 35, Перу – 30, Австралия – 24, Китай – 26, Россия – 20.

Общемировые запасы медесодержащих руд оцениваются в 467 млн тонн. Геологи утверждают, что в мировом океане находится около 5 млрд тонн залежей такой руды.

Особую опасность для окружающей среды района представляет радиационное загрязнение атмосферы радоном и его короткоживущими дочерними продуктами распада, а также долгоживущими естественными радионуклидами (ЕРН), содержащимися в витающей минеральной пыли (радиоактивных аэрозолях). Радиоактивные аэрозоли поступают в воздушную среду при буровзрывных работах, при дроблении руды на обогатительных фабриках, а также при пылении отвалов, хвостохранилищ и складов готовой продукции. Имеющаяся гидравлическая связь между подземными водоносными горизонтами создает условия для проникновения в них загрязненных поверхностных вод. До начала промышленного освоения района речные воды по качеству были близки к питьевым. В водах колодцев и родников отсутствовали даже такие индикаторы техногенного загрязнения, как нитраты и нитриты. В настоящий период в них присутствуют азот аммонийный, нитраты, нитриты, ТМ, техногенная органика и нефтепродукты. Общая минерализация подземных вод увеличилась в 3 раза, содержание в них сульфатов в 5–6 раз.

Состояние и перспективы железорудной промышленности Урала.

Уральская железорудная провинция является второй в Российской Федерации по количеству запасов железных руд, которые превышают 13 млрд т. Большая их часть заключена в месторождениях ванадийсодержащих титаномагнетитовых руд Свердловской области, крупнейшими из которых являются Гусевогорское и Качканарское. Руды их комплексные, главным компонентом в них является титан, попутными – ванадий, железо и фосфор в составе апатита. Содержание железа в рудах таких объектов невелико, всего 16,6%. Количество прогнозных ресурсов, локализованных на Урале, невелико; перспективы выявления новых объектов имеются лишь на севере Урала.

Бакальская группа железорудных месторождений находится на западном склоне Южного Урала в Саткинском районе Челябинской области. Суммарные запасы сырья состоянию на 1 января 2007 года составляли 994,0 млн. тонн, в том числе, сидеритов с содержанием железа в руде 28-32% - 428 млн т.

Освоение Сосновского карьера было начато в 2008 году. Общий объем запасов оценивается в 70 млн.т, планируется добывать 1,3 млн.т. Руда Теченского месторождения содержит до 50 % железа и мало примесей, т.е. она достаточно высокого качества.

Запасы и ресурсы меди в России, пространственное распределение ресурсов меди (показать на карте).

Российские балансовые запасы меди составляют 92,7 млн т; это почти в пять раз меньше, чем в недрах лидера мировой медной промышленности – Чили. По производству меди Россия занимает седьмое место в мировом рейтинге производителей горнорудной медной продукции, ежегодно обеспечивая до 4,5% добываемой в мире меди; выпуск металла в стране в семь раз меньше, чем в Чили.

Прогнозные ресурсы меди в России достигают 69 млн. т.

Ресурсный потенциал российских месторождений меди, тыс. т.:

Запасы и ресурсы меди в России, млн.т.:

Пространственное распределение запасов меди в России:

Главным источником меди в России является Норильско-Хараелахская металлогеническая зона (Красноярский край). Здесь, в Норильском рудном районе, сконцентрированы крупнейшие сульфидные медно-никелевые месторождения страны: Октябрьское, содержащее почти четверть российских запасов меди, и Талнахское (более 10%). Месторождение Октябрьское уникально; в мире среди месторождений такого типа подобных ему по объему и качеству медных руд нет. Руды Октябрьского и Талнахского месторождений в среднем содержат 1,1-1,7% меди, в «медистых» рудах ее содержание увеличивается до 2,5-4,5%, а в «богатых» (массивных) рудах – до 2,7-5,8%. В месторождениях Южного и Среднего Урала содержится около 23% запасов меди России; подавляющее большинство их относится к медно-колчеданному типу. Крупнейший из таких объектов – Гайское месторождение в Оренбургской области – заключает 4,6 млн т разведанных запасов меди при среднем содержании ее в рудах 1,3%; руды содержат также цинк (более 0,5%), кадмий, золото и серебро. Перспективы наращивания сырьевой базы меди Урала оцениваются как высокие, здесь локализовано более 3,3 млн. т прогнозных ресурсов меди категории Р1, большая часть – в медноколчеданных проявлениях.

Месторождения меди в Челябинской области и Башкирии: воздействие на окружающую среду.

Михеевское месторождение медно-порфировых руд. Расположено в Варненском р-не, открыто в 1987. Рудное тело представляет собой дайковое поле в массиве гранитоидов. В результате исследования на Михеевском месторождении выделены следующие типы руд: окисленные, рыхлые сульфидные, скальные (первичные) сульфидные. В минеральном составе окисленных руд преобладают гётит и малахит; сульфидных - пирит; реже встречается халькопирит, в верхних горизонтах присутствуют лимонит и малахит. Штокверк Михеевского месторождение имеет форму вытянутого опрокинутого конуса, что делает возможным открытый способ отработки месторождение (обеспечен низкий коэффициент вскрыши). Содержание меди в скважинах до 1,5-4,0% (ср. 0,5-0,6%). Запасы меди на Михеевском месторождение составили ок. 1,5 млн. т.

Томинское месторождение является одним из крупнейших медных месторождений в России: доказанные эксплуатационные запасы руды на месторождении достигают 331 миллион тонн. Международной независимой аналитической консультационной группой CRU месторождение включено в 50 крупнейших медных месторождений мира. На месторождении РМК планирует разработать 331 млн. тонн руды, из которой извлечь 1,5 млн. тонн меди, 31 тонна золота и 71 тонна – серебра. Содержание меди на Томинском месторождении достаточно низкое: в среднем 0,58%.

Крупные месторождения медноколчеданных руд – Учалинское, Сибайское, Подольское, Юбилейное, Ново-Учалинское, Западно-Озерное, Октябрьское – сосредоточены на территории Учалинского, Баймакского и Хайбуллинского районов Башкирского Зауралья. Месторождения медноколчеданных руд Республики Башкортостан составляют значительную часть сырьевой базы цветной металлургии Урала. Республика является одним из крупнейших производителей медных и цинковых концентратов. Доля республики в общероссийской добыче меди в концентратах составляет 10-12 %, в общеуральской – 35 %.

Запасы и ресурсный потенциал никеля в России (показать на карте).

По количеству запасов никеля Россия находится на втором месте в мире, уступая лишь Австралии; в ее недрах заключено около 14% мировых запасов металла. В то же время ресурсная база России невелика и характеризуется невысокой степенью достоверности: из 12,8 млн т прогнозных ресурсов никеля на долю наиболее достоверной категории Р1 приходится только 14,4%. Большая часть прогнозных ресурсов, в том числе более 46% ресурсов категории Р1 , локализовано в Норильско-Хараелахской металлогенической зоне на севере Красноярского края. Руды крупнейшего Октябрьского и Талнахского месторождений содержат в среднем 0,7-0,85% никеля, в богатых – 3,14-3,53%. На втором месте Имандра-Варзугская металлогеническая зона (Ждановское месторождение). Содержание никеля в рудах Ждановского месторождения невелико – 0,56%.

Ресурсный потенциал никелевых месторождений России:

Распределение балансовых запасов никеля по территории РФ:

Новохоперское месторождение никеля: экономическая оценка эффективности добычи и экологические последствия.

Еланское и Елкинское месторождение медно-никелевых руд были открыты в Воронежской области еще в 60-х годах прошлого века, но не разрабатывались в силу аграрной ценности земель Воронежской области (эталонный чернозём), сложности залегания, гидрологической опасности разработки для Азовского бассейна (угроза обмеления и загрязнения рек Хопёр и Дон) и близости Хоперского государственного природного заповедника. Конкурс на освоение месторождений завершился 22 мая 2012 года. Победителем был признан Медногорский медно-серный комбинат, который входит в холдинг Уральской горно-металлургической компании (УГМК). Проект «Воронежский никель» построен по типичной колониальной схеме, где российскому горнодобывающему предприятию отведена исключительно роль поставщика сырья на Запад. В настоящее время российская промышленность никель почти не потребляет. В настоящее время потребление никеля внутри России составляет только 23 -25 тыс. т, т.е. менее 10% от добычи - всё остальное вывозится на международный рынок. Ничтожно потребление никеля отечественной электроникой и производством катализаторов. Страна является крупнейшим экспортёром необработанного никеля - с 1994 г. его экспорт увеличился 2,2 раза.

При планировании добычи ресурсов не учтены прямые и отложенные экономические потери, в том числе связанные с выводом элитных черноземов. Годовой оборот сельскохозяйственной продукции в Воронежской области превышает 300 млн. долларов в год. По предварительным данным, производство медно-никелевого концентрата предполагает обороты на порядок меньше, при этом качество традиционной продукции Воронежской области значительно снизится. Залежи руды находятся прямо под притоком Хопра – рекой Еланью Пр разработке руд неизбежен значительный отток пресной воды на технические нужды: процесс обогащения одной тонны концентрата требует 50 тонн воды. Использование водоносных слоев и образование депрессионной воронки, вследствие строительства шахт, повлечет за собой обмеление Хопра, осушение пойменных водоёмов, болот, старовозрастных заболоченных черноольховых лесов (более 1000 га которых выделены в генетический резерват ольхи чёрной) и снижение биологического разнообразия Хоперского заповедника. Отмечена и сложность залегания полезных ископаемых: верхняя часть рудного тела находится под 300-метровым слоем осадочных пород, само оно уходит вертикально вниз на глубину более километра, что делает добычу более дорогой и может потенциально влиять на распределение средств не в пользу затрат на возмещение экологического ущерба. Особую опасность представляет наличие мышьяка в медно-никелевых рудах, его содержание в воронежских рудах примерно 0,05%, в концентрате будет около 0,1% (предельно допустимая концентрация 0,06%).

Запасы жидких углеводородов в России и пространственное распространение прогнозных ресурсов нефти (показать на карте).

Запасы жидких углеводородов – нефти и газового конденсата, заключенных в месторождениях, фигурирующих в Государственном балансе запасов РФ, достигают 32,4 млрд т; запасы категорий А+В+С1 составляют в этом объеме 20,1 млрд т. Исходя из этой оценки, страна находится на пятом месте в мире после Венесуэлы, Саудовской Аравии, Канады и Ирана; на ее долю приходится около 8% мировых запасов Характерной чертой российской сырьевой базы является то, что углеводородное сырье часто образует гигантские по масштабу скопления. В стране имеется 83 крупных месторождения, запасы каждого из которых составляют от 60 до 300 млн т нефти, и 12 уникальных, с запасами, превышающими 300 млн т. На крупные и уникальные объекты приходится 57% разведанных запасов нефти России, они обеспечивают 58% национальной нефтедобычи. Девять уникальных и 56 крупных месторождений находятся в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне (НГБ) – втором по масштабу в мире после НГБ Персидского залива. В его недрах заключено почти две трети запасов нефти России, локализовано более 40% ее перспективных и более половины прогнозных ресурсов.

Распределение прогнозных ресурсов нефти по основным нефтегазоносным районам России:

Экологические последствия добычи нефти в Западной Сибири.

Обобщенной характеристикой качества запасов нефти является их подразделение на активные и трудноизвлекаемые. В общем объеме запасов нефти наблюдается устойчивая тенденция к возрастанию доли трудноизвлекаемых запасов (до 50 %), из них 75 % запасов сосредоточены в Западной Сибири. Трудноизвлекаемые запасы играют сдерживающую роль при вводе месторождений в разработку. Для увеличения доходов нефтяные компании применяют тактику выборочной отработки наиболее рентабельных месторождений. До сих пор добыча нефти сопровождается сверхнормативным сжиганием попутного нефтяного газа. Уровень утилизации попутного газа на месторождениях, введенных в разработку в 90-х годах, очень низкий, а на мелких месторождениях утилизация попутного газа практически не производится. Ежегодные потери попутного газа в Западной Сибири составляют 6 -7 млрд. м3. % сжигания газа составляет в среднем 75-80 %, в то время как по условиям лицензий он не должен превышать 5 %. Добыча нефти и газа в Западной Сибири сопровождается существенными изменениями геологической среды. Снижение пластового давления вызывает уплотнение пород и постепенную осадку земной поверхности. Учитывая, что в условиях Западной Сибири понижение поверхности даже на 0,5 м вызывает резкое увеличение распространения болот, можно предполагать увеличение заболоченности территории и оттаивание многолетнемерзлых пород. Основными источниками загрязнения окружающей среды являются скважины, факелы для сжигания попутного газа, нефте- и газопроводы, водоводы высокого давления и другие производственные объекты. При разведке и добыче нефти и газа велик риск экологических аварий и катастроф, сопровождающихся выбросами и разливами нефти, пожарами на нефтяных и газовых скважинах, разрывами трубопроводов. На месторождениях Западной Сибири проложено 100 тыс. км промысловых трубопроводов, из которых 30 % имеют 30-летний срок службы, но ежегодно заменяется не более 2 % трубопроводов вместо 10 %, предусмотренных нормативами. Воздействие на почвенный покров проявляется в его загрязнении нефтепродуктами и высокоминерализованными водами, которые поднимаются на поверхность вместе с добываемой нефтью, с содержанием солей до 16-18 г/л. Причинами разлива минерализованных вод и засоления земель чаще всего являются аварии водоводов, происходящие вследствие быстрой коррозии труб. Сильное засоление почв губительно практически для всех местных растений, и на засоленных участках растительные сообщества гибнут полностью.

Запасы и прогнозные ресурсы углей в РФ (показать на карте).

Россия обладает мощной сырьевой базой углей, занимая по количеству запасов (274 млрд. т) второе место в мире после США. Ресурсный потенциал страны также значителен –прогнозные ресурсы угля только наиболее достоверной категории Р1 оцениваются в 462,7 млрд т.Особенностью российской минерально-сырьевой базы угольной промышленности является концентрация основной части запасов в восточных регионах, главным образом, в Кузнецком и Канско-Ачинском угольных бассейнах. На европейскую часть страны, где находятся основные потребители угольной продукции, приходится всего 8% запасов углей России; они сосредоточены в основно м в Печорском и Донецком бассейнах. Кузнецкий бассейн в Кемеровской области заключает около четверти российских запасов углей (68,2 млрд т); около половины из них (33 млрд т) – это коксующиеся угли. Второй по значимости угледобывающий регион России – Канско-Ачинский буроугольный бассейн (Красноярский край и Кемеровская область);его запасы углей превышают 118 млрд т. Пласты бурого угля залегают на небольшой глубине и имеют значительную мощность (на некоторых месторождениях – до 70 м), что в мировой практике является уникальным сочетанием. Угли отличаются хорошим качеством: среднее содержание серы составляет 0,3-1%, зольность – 6-15%; характерна высокая для бурых углей теплотворная способность: низшая теплота сгорания – 15,5 МДж/кг.

Прогнозные ресурсы углей категории Р1 в РФ, млрд.т.:

Воздействие угольной промышленности на природную среду.

Угольные шахты и разрезы Кузбасса добывают более 40 % угля в России, из которых 60 % приходится на долю коксующихся марок. Снижение угледобычи в Кузбассе со 159 млн. тонн (1988 г.) до 102,7 млн. тонн (2000 г.) не решает экологических проблем угольной промышленности, они стали более актуальными в связи с ликвидацией убыточных и нерентабельных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. При ведении горных работ разрушается гидрогеологическая среда, а выдача на поверхность огромной массы горных пород (по Кузбассу более 8 млрд. м3) приводит к оседанию земной поверхности, образованию депрессионных воронок и разрушению сложившихся биоценозов Общая площадь депрессионных воронок в регионе достигает 2 тыс. км2, ежегодно под угольные разработки отторгается около 1,5 тыс. га, площадь нарушенных земель увеличивается на 65,5 тыс. га. Угледобывающий комплекс оказывает большое воздействие на гидросферу, что проявляется в изменении водного режима территории (подтопление или чаще всего иссушение), загрязнении грунтовых и сточных вод. Под промышленными отвалами, золошламонакопителями, шламохранилищами, хвостохранилищами и свалками бытовых отходов занято в области 40 тыс. га. Площадь земель по ликвидируемым шахтам составляет 11066,9 га, в том числе застроенная - 1385,9 га, нарушенная - 4971 га. Площадь, подлежащая рекультивации - 4938,5 га, рекультивировано после реструктуризации угольной промышленности Кузбасса 157,4 га. В атмосферу угольными шахтами и разрезами выбрасываются от 1,5 до 2 млрд. м3 метана, сбрасывается во внешние водоемы 34,4 % всех взвешенных веществ и 10 % нефтепродуктов, содержание которых достигает 40 мг/л, в том числе нитритов - до 0,6 мг/л, нитратов - до 4 мг/л (Сенкус В.В., Майер В.Ф. Экологические проблемы горнодобывающих предприятий в Кузбассе)

Запасы и ресурсы урана в России (показать на карте). Использование высокообогащенного урана в качестве топлива для АЭС.

Запасы урана в недрах России превышают 700 тыс.т; по этому показателю страна находится на третьем месте после Австралии и Казахстана, а по добыче металла занимает шестое место в мире. Прогнозные ресурсы урана значительны, но наиболее достоверные ресурсы категории P1 составляют лишь 111 тыс.т. Основу минерально-сырьевой базы (МСБ) России формируют месторождения Стрельцовского рудного поля в Забайкальском крае. На некоторых из них – Стрельцовском, Антей, Аргунском – селективная отработка богатых руд ведется уже в течение многих лет. Большая часть ядерных материалов, производимых в России, поставляется на экспорт. Крупнейший экспортер российских товаров и услуг ядерного топливного цикла на мировом рынке – компания ОАО «Техснабэкспорт» (TENEX). Акции компании на 100% принадлежат ОАО «Атомэнергопром» . Спрос на уран для внутренних и экспортных потребностей России удовлетворяется природным сырьем лишь примерно на 20%. Дефицит на протяжении более 20 лет восполнялся поставками урана из государственных резервов, а также гексафторидом урана, поставляемым по договору ВОУ-НОУ. В соответствии с ним высокообогащенный уран (ВОУ), извлекаемый из российских ядерных боеприпасов, перерабатывался на российских предприятиях в низкообогащенный уран (НОУ), который затем поставлялся в США и использовался для изготовления топлива для американских АЭС. Взамен Россия получала из США гексафторид урана с природным соотношением изотопов.

Распределение запасов и ресурсов урана по территориям субъектов РФ:

Факторы, влияющие на освоение урановых рудников Восточной Сибири. Последствия подземного выщелачивания урановых руд.

Резко континентальный климат с высоким перепадом температур, оказывающим значительное влияние на формирование криолитозоны и управление тепловым режимом шахт в зоне пониженных температур горного массива (от -5...7°C и до +8... + 10°C). Глубина распространения пониженных температур в этом регионе превышает 600 м от поверхности и достигает отметки 800-1000 м. В связи с этим возникает проблема пылеподавления и обеспечения безопасности радоновыделения в условиях пониженных температур, необходимость обеспечения экологической безопасности поверхностных и подземных водных ресурсов. Это связано с высокой плотностью и вязкостью мерзлых пород, предопределяющих повышенную энергоемкость их разрушения и высокую степень пылеобразования при бурении и взрывных работах. Запыленность рудничного воздуха в шахтах и рудниках в области вечной мерзлоты нередко в сотни раз превышает санитарные нормы. Радиационная составляющая отработки урановых месторождений заключается в оценке радонового дебита будущих рудников, а затем на его основе в расчете количества воздуха, необходимого для их оптимального проветривания. В дальнейшем производится также расчет рационального воздухораспределения по горным выработкам в зависимости от их радиационных характеристик

Высоким уровнем сейсмичности (более 7 баллов), что указывает на высокий уровень концентрации тектонических напряжений, определяющих напряженно-деформированное состояние (НДС) массива, изменения которого необходимо учитывать при проходке шахтных стволов, подготовительных и очистных выработок и на весь период эксплуатации горного предприятия;

Приуроченностью оруднения к тектоническим разломам, что затрудняет обеспечение безопасности и эффективности ведения горных работ.

Подземное выщелачивание урана:

Скважинное подземное выщелачивание применяется при отработке пластовых экзогенных месторождений. Главными условиями его применимости являются высокая естественная проницаемость и обводненность рудовмещающей среды. При использовании этого способа месторождение разделяется на полигоны, последовательно разбуриваемые системами закачных и откачных скважин, причем на одну откачную приходится две-три или более откачных. Время выщелачивания урана из пород на каждом полигоне составляет 1-3 года. В зависимости от состава используемых рабочих растворов выделяют кислотную схему выщелачивания урана (растворы серной кислоты) и карбонатную схему (растворы карбонатов-бикарбонатов натрия и аммония). Выбор кислотной или карбонатной схемы решается экономическими расчетами с учетом химического состава руд и типом урановой минерализации.

Последствия подземного выщелачивания урановых руд:

Для подземной разработки урановых руд характерны просадки (оседания) горных пород, промышленный карст (провалы), оползневые смещения грунтов, затопление грунтовыми водами земель, уплотнение грунтов и эрозия почв (в радиусе депрессивной воронки). При геотехнологической разработке (подземном выщелачивании) происходит проседание земной поверхности, разрушение почв, занятие земель отстойными прудами (бассейнами). На участках подземного выщелачивания загрязнение подземных вод ураном и другими радионуклидами происходит в результате потери контроля за потоками выщелачивающих растворов.

При разгрузке продуктивного раствора в прудах- накопителях выделяется радон. В этих прудах опасна также концентрация отвальных песков, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы. При добыче урана методом подземного выщелачивания техногенные водоносные горизонты могут обогащаться селеном и другими элементами – спутниками урана, что исключает использование вод для питьевого водоснабжения.

Структура традиционного природопользования п-ва Таймыр. Основные тенденции в традиционном природопользовании Таймыра.

В Таймырском автономном округе живут пять коренных народов, очень различных по своим связям с кормящим ландшафтом.

Это - ненцы создатели высокоспециализированной хозяйственной системы тундрового крупностадного оленеводства (западная – приенисейская часть округа).

Нганасаны – охотники на диких оленей (центральная часть п-во Таймыр). После организации колхозов также стали ориентироваться на домашнее оленеводство

Долгане - самый "молодой" из северных народов, впитавший в традиционный хозяйственный комплекс опыт природопользования четырех соседних этносов (восточная часть округа). Основное занятие – кочевое оленеводство с промыслом песца и рыболовством.

Небольшая группа хантайских эвенков с хозяйственным укладом, типичным для северной тайги (оз. Хантайское). Они представляли собой до коллективизации замкнутую кочевую группу, основную роль в жизнеобеспечении которой играло рыболовство, а единственным источником денежного дохода был пушной промысел. Отличительной особенностью было относительно сильно развитое оленеводство.

Энцы - один из самых малочисленных этносов в России. В настоящее время их осталось менее 200 человек. Они рассеянны среди ненецкого населения западной части округа, по образу жизни и природопользованию теперь практически не отличаются от него.

Основные тенденции в традиционном природопользовании Таймыра:

Возрождение промысла дикого северного оленя, который развивался наиболее интенсивно в 80-е гг. В 2000 г популяция дикого северного оленя на Таймыре стала крупнейшей в мире, ее промысловая численность достигла одного миллиона голов. Еще в 90-е гг. промысел дикого оленя пошел на спад в связи с возросшей стоимостью вертолетных перевозок и трудностями со сбытом мяса. Начался новый вид охоты – для добычи пантов, от которой нарушается структура популяций. Когда была разрешена заготовка пантов диких северных оленей, их добычу осуществляли от самых крупных самцов также во время преодоления ими водных преград. Для ускорения данного процесса панты срубали топором и часто с лобной костью, отчего животные погибали. Варварскую заготовку оленьих пантов вели и браконьеры. Противоречие между домашним оленеводством и дикими оленями. Проблема возникла в середине 1960-х годов, когда численность таймырской популяции дикого северного оленя после длительной депрессии резко пошла вверх. Суть ее заключается в невозможности вести крупностадное товарное оленеводство в районах, через которые проходят во время миграций большие стада диких оленей.

Промышленное загрязнение оленьих пастбищ Норильским горно-металлургическим комбинатом. Площади растительных сообществ с ягельным покровом сократились на них на 18 %ов. Кроме того, на расстоянии до 175-190 километров от комбината (до северного берега Хантайского озера) распространяются обширные зоны превышения предельно допустимых уровней содержания тяжелых металлов в кормовых растениях и мясе северных оленей.

Сохранение кочевого образа жизни и переход на оседлость. Коэффициент рождаемости у коренного населения в поселках более чем 1,5 раза ниже, а смертность почти в два раза выше, чем в семьях оленеводов-кочевников. Соответственно, более чем в 3,5 раза различается и естественный прирост населения. Полукочевое население занимает промежуточное положение.

Проблема сохранения традиционного природопользования Туруханского таежного севера.

Кризисные процессы в этнохозяйственных процессах Туруханского таежного севера:

Коренные жители - кеты, селькупы и эвенки. Причиной кризисного состояния кетского населения является формирование современной системы промыслового природопользования, ориентированной главным образом на добычу соболя (так называемый лимитирующий ресурс), произошло за последние три-четыре десятилетия и сопровождалось значительным перераспределением угодий между коренным и некоренным населением в пользу последнего. Фактически в 1960-е годы на Енисее начался второй за его историю период освоения ресурсов соболя, связанный с активной экспансией русских охотников. До этого основой пушного охотничьего промысла была белка. Экономические стимулы к освоению таежных угодий были слабее, что способствовало сохранению экстенсивных традиционных форм промысла.

Страница 7

Месторождения медных руд. Медь является важнейшим цветным металлом. Она отличается малым содержанием металла в руде (1-2%) и залегает часто в сочетании с цинком, свинцом, золотом, серебром. Крупные месторождения медных руд разведаны на Урале, Северном Кавказе, в Восточной Сибири.

На Урале наиболее крупные месторождения - Дегтярское, Красноуральское, Кировоградское, Ревдинское - расположены в Свердловской области. В Челябинской области находится Карабашское месторождение, в Оренбургской - Райское, Блявинское.

В Республике Башкортостан наиболее богатыми месторождениями являются Сибай, Учалинское. На Северном Кавказе - Урупское и Худесское в Ставропольском крае.

Месторождения имеются в Западной Сибири, на Алтае. В Восточной Сибири, в Красноярском крае, расположены основные запасы медно-никелевых руд, где особо выделяются Норильское, Талнахское, Октябрьское месторождения. В Читинской области расположено уникальное Удоканское месторождение. Запасы медно-никелевых руд имеются на Севере, в Мурманской области.

Месторождения полиметаллических руд. Полиметаллические свинцово-цинковые руды России сосредоточены в Западной Сибири - Салаирская группа (Алтайский край), Восточной Сибири - Нерчинская группа (в Забайкалье), Горевское месторождение в Красноярском крае, на Дальнем Востоке - Тетюхинская группа (Приморский край).

Месторождения никеля и кобальта. Главные месторождения руд никеля размещены на территории Мурманской области (Каула), Оренбургской (Буруктальское) и Челябинской (Черемшанское) областей, Красноярского края (Норильское, Талнахское).

Основная масса производимого в стране кобальта осуществляется переработкой комплексных руд.

Месторождения олова. Главный район размещения - Дальний Восток. Наиболее крупные месторождения - в районах хребтов Малый Хинган и Сихотэ-Алинь, Южном Приморье и бассейне р. Яны.

Месторождения легких металлов. Из легких металлов в промышленности важную роль играют алюминий и магний. Ведущая роль в промышленном производстве принадлежит алюминию, сплавы которого находят широкое применение в авиационной и космической промышленности. Магний широко используется в пиротехнике, фотоделе, в авиационной и атомной промышленности, а также в черной и цветной металлургии.

Для получения алюминия используют три основных вида исходного сырья - бокситы, нефелины и алуниты.

Бокситы представляют собой осадочную породу, которая содержит глинозем, кремний и закись железа. Содержание глинозема в бокситах колеблется в пределах 40-70%. Месторождения бокситов разведаны на Урале (в Свердловской области - Северо-Уральское, в Челябинской области - Южно-Уральское), на Северо-Западе (в Ленинградской области - Тихвинское), на Севере (в Архангельской области - Северо-Онежское), а также в Восточной Сибири (в Красноярском крае и Республике Бурятия).

Нефелины встречаются во многих районах страны. Крупнейшее в России месторождение находится в Мурманской области (Хибинское), в Западной Сибири (Кемеровская область - Кия-Шалтырское месторождение), в ряде районов Восточной Сибири-в Иркутской области и Республике Бурятия.

Залежи магниевых руд (магнита) осваиваются на Урале (Сатка) и в Восточных Саянах.

Месторождения благородных металлов и алмазов. Российская Федерации является одним из крупнейших производителей драгоценных металлов и драгоценных камней. Прогнозные запасы ресурсов золота оцениваются в 150 тыс. т. Россия занимает пятое место в мире по добыче золота, на нее приходится 6-7% объема мировой добычи. Основные месторождения золота встречаются в коренных породах в виде кварцево-золотоносных жил и в россыпях. Они расположены на Урале, в Восточной Сибири (Красноярском крае и Иркутской области), на Дальнем Востоке (в Республике Саха (Якутия) и Магаданской области), а также в Западной Сибири и на европейском Севере страны.

В природе медь не содержится в чистом виде, ее добывают из многокомпонентных руд. При этом порода считается пригодной для обогащения, когда содержание меди в ней 0,5 – 1%.

Промышленно-геологические типы медной руды:

стратиформный тип – песчаники и медные сланцы;
колчеданный – редкий тип самородной меди;
гидротермальный – порфировые руды;
магматический – медно-никелевые руды;
карбонатовый – железомедный состав.

Природные соединения, в состав которых входит медь:

борнит (медный пурпур, пестрый колчедан) – в составе преобладает железо, сера и медь;
халькопирит (медный колчедан) – его химическая формула – CuFeS2, кроме того, в составе руд присутствуют сфалерит и галенит.
халькозин (медный блеск) – химическая формула — CuS Руды с таким соединением достаточно редкие.

Вторичные минералы:

куприт – в рудах встречается самородная медь и малахит;
ковелин – сульфид серы, содержащий 66% купрума и 34% серы;
малахит – дигидрококскарбонат меди, встречается в России (месторождения Нижнего Тагила).

Распространение медных руд в мире

Страны Латинской Америки имеют самые богатые месторождения меди во всем мире. В частности, Чили дает 40% мирового объема добычи красного металла.

Крупнейшие месторождения в Чили

Самое крупное месторождение Чили расположено вблизи города Ранкагуа. Здесь руду добывали еще индейцы, до прихода европейцев. Промышленная разработка ведется с конца XIX века. Характеристики месторождения Эль-Теньенте:

площадь – 3 800 га;
количество работающих человек – 6000;
минимальная заработная плата – 700 долларов в месяц;
максимальная глубина шахты – 800 м;
протяженность горных тоннелей – 2400 км;
самый большой лифт шахты способен доставить до 350 рабочих за один подъем/спуск;
содержание меди в руде – от 1 до 4% (такой показатель относит породу к разряду богатых);
из шахты породу транспортируют поездом, длина рельсовой дороги – 10 км, за день совершается 15 «ходок»;
с самой глубокой шахты породу вывозят большие грузовые машины: высотой 7 метров, шириной – 8 м;

Другие месторождения в Чили:

Эль-Абра – добывается 150,4 тыс. тонн в год;
Серро-Колорадо – 89,5 тыс. т;
Лос-Пеламбрес – 268,4 тыс. т;
Эскондида – 1,34 млн т.

Примечательно, что в Чили добыча меди осуществляется национализированными компаниями, то есть государственными.

Как это делается: добыча меди

Медный пояс в Африке

Африканские страны богаты медьсодержащими рудами. В центральной части континента залегает так называемый медный пояс. Он проходит через территорию двух государств:

Замбии;
Заира.

Протяженность «пояса» – 160 км, при ширине до 50 км.

В Африке руды богатые – содержание меди от 3,3 до 4%, большинство металла в соединениях:

пиритах;
халькопиритах;
борнитов;
халькозинов.

Залегает медоносная порода в Африке на глубине до 60 м, что значительно упрощает ее добычу.

Крупнейшие месторождения меди:

В последние годы, из-за нестабильной политической ситуации, в Африке значительно сократились объемы добычи меди – на 3,5%. Это повлияло на мировые цены – они начали стремительно расти.

В страны-лидеры по добыче медной руды в Африке входит и Демократическая Республика Конго, а также ЮАР. Эти два государства не находятся на территории «медного пояса», но дают значительные объемы добываемого металла.

Поскольку медьсодержащая порода залегает неглубоко – добыча осуществляется преимущественно карьерным способом. В Африке основная часть руды извлекается из земных недр вручную, здесь довольно небольшой процент механизации. В карьерах работают несовершеннолетние дети, труд очень тяжелый, условий никаких нет.

Именно поэтому здесь повышенный уровень травматизма и смертности. Примечательно, что и в Чили с добывающей компании снимается вся ответственность за жизнь шахтеров. Они подписывают договор, о том, что в шахту спускаются по собственной воле и «на свой страх и риск». Государство на это закрывает глаза. Тревогу бьет лишь международная организация по правам человека.

Неосвоенное медное месторождение Айнак в Афганистане

По данным некоторых источников, в частности, неправительственной организации Transparency International, в Афганистане имеются крупнейшие запасы меди, которые по объемам занимают второе место в мире. Но большинство еще до конца не изучены и добыча промышленным способом не осуществляется.

Самым крупным, не только в Афганистане, но и в мире, считается Айнак. Основные проблемы его освоения возникли в результате спора добывающей компании и археологов. Дело в том, что на территории месторождения меди ученые нашли древний буддийский город Мес Айнак, который представляет большую историческую ценность. Поэтому разрабатывать одноименное месторождение было запрещено.

В планах у правительства организовать добычу руды в месторождении Айнак на уровне 300 тысяч тонн в год, и постепенно наращивать объемы.

Характеристики месторождения Айнак:

площадь – 5 км 2 ;
оценочные запасы меди:
- центральный Айнак – 9,8 млн т;
- западный Айнак – 9,9 млн т;
объем планируемых инвестиций в разработку – 4,4 млрд долларов США;
привлеченный инвестор – компания МСС (КНР).

Начиная с 2011 г, планировалось активизировать месторождение Айнак – выйти на уровень 200 тыс. тонн в 2015 году. Теперь сроки снова сдвинулись – до 2018 года. Остается только надеяться, что Айнак заработает полным ходом и в значительной степени поправит материальное положение государства, но при этом будет сохранена культурная и историческая ценность буддийского города.

Способы получения чистого металла из руды

На сегодняшний день производство меди осуществляется самым распространенным способом – пирометаллургическим. В мире его используют 90% перерабатывающих компаний.

Этапы обогащения:

подготовительный – получение сырья с добывающих предприятий, его сортировка;
плавка на штейн;
продувание в конвертере – на выходе получается черновая медь;
рафинирование.

Обогащение полученного сырья происходит с помощью флотации. Руду помещают в емкость с водой, затем туда же добавляют сжатый воздух. В результате образуется пена, к пузырькам которой прилипают медные частицы, а пустая порода оседает на дне.

Следующим этапом идет обжиг. В результате чего пытаются максимально снизить содержание серы в руде. Состав нагревается до 800 о С – сульфиды окисляются, и количество серы снижается в 2 раза.

Далее полученная масса отправляется в специальные печи – этап плавки на штейн. Здесь температура повышается до 1450 о С. Железо и оставшиеся сульфиды окончательно окисляются и выдуваются в конвертерах. В результате получается черновая медь, которую отливают в слитки, и шлак.

Производство меди завершается рафинированием. Оно предполагает окончательную очистку металла от примесей.

Способ заключается в следующем:

слитки черновой меди помещают в ванну с электролитом (серной кислотой);
в емкость помещают тонкие листы чистой меди – катод;
подключают электрический ток;
в результате все частицы меди собираются у катода, а примеси оседают на дне – они называются шлам.

Часто шлам содержит драгоценные металлы – золото, платину.

Страны лидеры по добыче и выплавке меди в мире

Лидеры по добыче медной руды – Чилийские компании, благодаря им государство занимает первое место в мировом рейтинге.

В стране было добыто 5 700 тыс. тонн металла, при том, что общий объем был на уровне 20245 тыс. тонн.

На втором месте – китайские добывающие компании – лидеры по приросту объемов добычи.

Ежегодно темпы выплавки медной руды увеличиваются в среднем на 1,5 %. При этом страна экспортирует значительную долю металла у Чили и Австралии.

Китайские добывающие компании распространены во многих странах мира, в том числе и в Афганистане.

Перу – производит 1300 тыс. т – 9% мирового объема;
США – 1220 тыс. т – 7%;
Австралия – 990 тыс. т – 5%;
Россия – 930 тыс. т – 5%;
Конго – 900 тыс. т – 4,5%;
Замбия -830 тыс. т – 4,1%;
Канада – 630 тыс. т – 3,5%.

По прогнозам мировых аналитиков (компаний USGS и ICSG), в ближайшие годы страны лидеры будут оставаться на своих местах, поскольку большинство месторождений меди уже разведаны и активно осваиваются. Вот только возможно незначительное сокращение объемов и соответственно – повышение цены, которая и так неуклонно растет, начиная с 2011 года.

Экспортеры меди

Не всегда страна с самым большим объемом добычи металла возглавляет рейтинг по экспорту сырья. Картина на мировом рынке по продаже рафинированной меди несколько иная, чем по объемам добычи.

Страны лидеры по экспорту красного металла:

Турция.

Суммарный объем импорта составляет 5805,4 тыс. тон в год.

Китай закупает сырье, в основном, у Чили. Турция, США и Япония – в Африке, Корея – у Австралии.

Видео: Галилео. Медь

Металлы, находящиеся в подгруппе меди отличаются небольшой химической активностью, по этой причине они встречаются в виде химических соединений, а также самородками. Много веков назад медь можно было встретить лишь в виде сернистых соединений - халькопирита и халькозина. А все потому, что медь обладает высоким химическим сродством к сере. Большая часть первичных руд содержит медь в сульфидной форме - CuS.
С течением времени, особенно в условиях вулканической деятельности, при действии большого количества кислорода, сульфиды меди становились окислами. Самородки меди образовывались в природе вовремя сильного нагревания окисленной сернистой руды. К примеру, если окисленные минералы меди и сернистые руды залегали под толстым слоем горной породы, то их нагревали природные катаклизмы и земное тепло. В подобных природных «металлургических цехах» выплавлялись колоссальные объемы меди. На территории Северной Америки нашли самородок весом 420 тонн. Однако это редкость, самородной меди на планете примерно 1%.

Мировые месторождения меди

Много меди, как и прочих полезных ископаемых, расположено на дне океанов. На дне лежат скопления круглых камней, в которых находится примерно 0,5% меди. Согласно анализу геологов запасы медной руды в океане достигают 5 млрд. тонн.
Существует почти 250 минералов меди, однако лишь 20 из применяются в промышленности. В основным медным рудам относят:

халькозин - Cu 2 S, который содержит 79,8% меди
халькопирит - CuFeS 2 , в котором присутствует 30% меди. Эта руда составляет почти 50% всех месторождений меди
борнит - Cu 5 FeS 4 , содержит от 52 до 65% меди
ковеллин - CuS, содержит 64% меди.

По генетическим и промышленно-геологическим параметрам месторождения меди бывают:

стратиформными, которые включают медные сланцы и песчаники
колчеданными. К этой группе относится самородная и жильная медь
гидротермальными
магматическими, включающие самые распространенные руды медно-никелевого типа
карбонатовыми. В эту группу входят железомедные и карбонатитовые руды.

Запасы меди в мире

Наибольшее количество меди, примерно 65%, залегает на территории Северной и Южной Америке. Европейские государства имеют 15% ресурсов, азиатские - 11%, африканские- 4,5%.
Самые крупные подтвержденные запасы меди зафиксированы Чили. Там находится почти 20% мирового запаса. А в США - 12,7%. Помимо этих стран, меди много в Польше, Индонезии, Иране, Казахстане, Китае, Узбекистане, на Филиппинах, а также в Заире, Замбии, Бразилии, Канаде, Мексике, Панаме, Перу и Австралии. В каждом из этих государств по оценкам специалистов имеется около 10 млн. тонн.

Добыча медной руды

Вследствие низкого содержания меди в руде ее добыча связанна с переработкой больших объемов горных пород. Для того, чтобы выплавить 1 т меди нужно переработать свыше 200 т руды.
Методы добычи меди:

открытый способ. Если рудные месторождения находятся близко к земной поверхности, то их разрабатывают таким способом глубина открытых разработок составляет 150-300 м. Метод характеризуется более низкими потерями
подземный способ. Этим методом руду добывают с глубины 500 м, а иногда и с 800-1000 м.

Существует пять технологических систем разработки месторождений:

при помощи самоходного оборудования. Эта технология широко применяется
при помощи вибрационных механизмов непрерывного действия
при помощи твердеющей закладки выработанного пространства. При этом происходит сплошная выемка запасов мощных залежей с наименьшими потерями. С применением подобных систем снижаются потери в 3-4 раза
метод выемки руды горизонтальными пластами. Во время наполнения выработанного пространства (в рудниках под землей) твердеющими соединениями применяют футерованные резиной или базальтом трубы, период эксплуатации которых в 50-100 раз выше, чем у стальных
циклично-поточная технология реализации горных работ.

Центры производства меди

Производственные центры по добыче меди присутствуют в разных регионах России. Самыми богатыми месторождениями руды может похвастаться Казахстан. Имеются и месторождения на Урале. По последним данным Россия по добыче медной руды находится на первом месте в мире.
Медные предприятия возводятся в непосредственной близости к рудникам. Сырьевой фактор - это определяющая составляющая, по причине малого содержания концентратов в исходном сырье. На территории Урала расположено 11 медных комплексов, выпускающие 43% меди в стране. Кроме собственного сырья на производстве используется и привезенное из Казахстана. Есть и заводы с утилизацией отходов. К примеру, сернистые газы, как побочный продукт добычи меди, применяются для создания серной кислоты, из которой потом делают удобрения.