Определение

Классификация

Полезные ископаемые

Признаки полезных ископаемых

Площади распространения

Группы запасов твёрдых полезных ископаемых по их экономическому значению

Горючие полезные ископаемые

Нерудные материалы

Водные ресурсы

Возобновляемые ресурсы

Сырье:

Предметы труда, подвергшиеся ранее воздействию труда и предназначенные для дальнейшей переработки. Различают:

Первичное сырье : добытая руда, хлопок-сырец и т.д.; и

Вторичное сырье - пришедшие в негодность готовые предмета торговли: металлолом, макулатура и др.

Приро́дные ресу́рсы — естественные ресурсы, — тела и силы природы, которые на данном уровне развития производительных сил и изученности могут быть использованы для удовлетворения потребностей человеческого общества.

Приро́дные ресу́рсы — совокупность объектов и систем живой и неживой природы, компоненты природной среды, окружающие человека и которые используются в процессе общественного производства для удовлетворения материальных и культурных потребностей человека и общества.

Классификация

По происхождению:

Ресурсы природных компонентов (минеральные, климатические, водные, растительные, земельные, почвенные, животного мира)

Ресурсы природно-территориальных комплексов (горно-промышленные, водохозяйственные, селитебные, лесохозяйственные)

По видам хозяйственного использования:

Ресурсы индекса пром производства

Энергетические ресурсы (Горючие полезные ископаемые, гидроэнергоресурсы, ядерное сырье)

Неэнергетические ресурсы (минеральные, водные, земельные, лесные, рыбные ресурсы)

Ресурсы сельскохозяйственного производства (агроклиматические, земельно-почвенные, растительные ресурсы — кормовая база, воды орошения, водопоя и содержания).

По виду исчерпаемости:

Исчерпаемые

Невозобновляемые (минеральные, земельные ресурсы)

Возобновляемые (ресурсы растительного и животного мира)

Не полностью возобновляемые — скорость восстановления ниже уровня хозяйственного потребления (пахотно пригодные почвы, спеловозрастные леса, региональные водные ресурсы)

Неисчерпаемые ресурсы (водные, климатические)

По степени заменимости:

Незаменимые

Заменимые

По критерию использования:

Производственные (промышленные, сельскохозяйственные)

Потециально-перспективные

Рекреационные (природные комплексы и их компоненты, культурно-исторические достопримечательности, экономический потенциал территории).

Полезные ископаемые

Поле́зные ископа́емые — минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

Горючие полезные ископаемые ( , горючие сланцы, торф, уголь)

Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, глины и др.), строительные камни (гранит) и пр.

Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)

Камнецветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).

Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)

Горно-химическое сырьё (апатит и фосфаты минеральные соли, барит, бораты и др.)

Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны. Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей и пр.).

Добычей полезных ископаемых занимается Горное дело.

Признаки полезных ископаемых

спутники рудных месторождений (для золота — кварц, для платины — хромистый железняк и пр.)

обломки, валуны и т. п., попадающиеся в ложбинах рек и пр.

горные обнажения

минеральные источники

растительность

При разведке найденного месторождения, закладывают шурфы (колодцы), проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.

Площади распространения

Среди площадей распространения полезных ископаемых выделяют:

Провинции полезных ископаемых представляют собой крупный участок земной коры, относящийся к платформе, складчатому поясу или дну океана, с размещёнными в его пределах и свойственными ему месторождениями. Например, выделяют Кавказскую провинцию, Уральскую провинцию и проч. Иногда различают металлогенетические, угленосные, нефтегазоносные провинции.

Область (пояс, бассейн) полезных ископаемых занимают часть провинции и характеризуются набором определённых по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к одной и той же группе тектонических элементов первого порядка (антиклинории, синклинории и проч.). Пояса полезных ископаемых могут быть как однородными, так и разнородными по составу полезных ископаемых, размеры их колеблются в широких пределах. Бассейны полезных ископаемых представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых полезных ископаемых.

Район полезных ископаемых составляет часть области и обычно характеризуется местным сосредоточением месторождений, в связи с чем, он нередко называется узлом полезных ископаемых.

Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Поля полезных ископаемых состоят из месторождений, а последние — из тел полезных ископаемых.

Тело, или залежь полезного ископаемого — это локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-литологическому элементу или комбинации таких элементов.

Области, районы, поля месторождений могут полностью обнажаться на поверхности земли и относиться к открытым, быть частично закрытыми перекрывающими их породами и принадлежать к полузакрытым или быть полностью погребёнными и квалифицироваться как закрытые.

Группы запасов твёрдых полезных ископаемых по их экономическому значению

Запасы твёрдых полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов по их экономическому значению подразделяются на две основные группы, подлежащие раздельному подсчёту и учёту: балансовые (экономические); забалансовые (потенциально экономические).

Балансовые (экономические) запасы. Они подразделяются на:

а) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчётам экономически эффективно в условиях конкурентного рынка при использовании техники и технологии добычи и переработки сырья, обеспечивающих соблюдение требований по рациональному использованию недр и охране окружающей среды;

б) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчётам не обеспечивает экономически приемлемую эффективность их разработки в условиях конкурентного рынка из-за низких технико-экономических показателей, но освоение которых становится экономически возможным при осуществлении со стороны государства специальной поддержки пользователя недр в виде льгот по налогам, субсидий и т. п. (гранично экономические или пограничные запасы).

Забалансовые (потенциально экономические) запасы. К ним относятся:

а) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам, но использование которых на момент оценки невозможно по горно-техническим, правовым, экологическим и другим обстоятельствам;

б) запасы, извлечение которых на момент оценки экономически нецелесообразно вследствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности тел полезного ископаемого или особой сложности условий их разработки или переработки, но использование которых в ближайшем будущем может стать экономически эффективным в результате повышения цен на минерально-сырьевые ресурсы, или при техническом прогрессе, обеспечивающих снижение затрат производства.

Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в случае, если технико-экономическими расчётами установлена возможность их сохранения в недрах для последующего извлечения или целесообразность попутного извлечения, складирования и сохранения для использования в будущем.

При подсчёте забалансовых запасов производится их подразделение в зависимости от причин отнесения к забалансовым (экономических, технологических, горнотехнических, экологических и т. п.).

Оценка балансовой принадлежности запасов полезных ископаемых производится на основании специальных технико-экономических обоснований, подтверждённых государственной экспертизой. В этих обоснованиях должны быть предусмотрены наиболее эффективные способы разработки месторождений, дана их стоимостная оценка и предложены параметры кондиций, обеспечивающие максимально полное и комплексное использование запасов с учётом требований природоохранительного законодательства.

Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых.

Горючие полезные ископаемые

Ископаемое топливо — это нефть, уголь , горючий сланец, Природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф — топливо, образующиеся по мере накопления и разложения животных и растений. В отношении происхождения черного золота и Природного газа есть несколько противоречивых гипотез. Ископаемые виды топлива являются невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.

На долю предприятий топливно-энергетического комплекса Российской Федерации приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов черного золота и газа.

Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам двуокиси углерода (CO2) - парникового газа, который приносит наибольший вклад в глобальное потепление. , основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20 раз сильнее, чем у молекулы CO2, поэтому с климатической точки зрения сжигание Природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.

Нерудные материалы

Неру́дные материа́лы — осадочные породы, добыча которых осуществляется в карьерах, открытым способом. К ним относятся: песок , бетон, грунт, щебень, строительный камень(гранит и пр.), известняк, глина и прочие минералы и вещества.

Классификация нерудных материалов производиться по нескольким показателям, разделяют:

плотные и пористые материалы;

природные (песок , щебень, гравий) и искусственные (бетон, керамзит);

крупные (с размером зерна от 5 мм) и мелкие (не более 5 мм).

Руда

Руда — вид полезных ископаемых, природное минеральное образование, содержащее соединения полезных компонентов (минералов , металлов ) в концентрациях, делающих извлечение этих минералов экономически целесообразным. Экономическая целесообразность определяется кондициями на руду. Наряду с самородными металлами существуют руды металлов (железа, олова, купрума, цинка, никеля и т.п.). — основные формы природной встречаемости этих ископаемых, пригодные для промышленно-хозяйственного использования. Различают металлические и неметаллические рудные полезные ископаемые; к последним относятся, например пьезокварц, флюорит и др. Возможность переработки руды обуславливается её запасами. Понятие руды изменяется в результате прогресса техники; с течением времени круг используемых руд и минералов расширяется. Выделяются различные типы руд.

Типы руд:

Руда бедная — это руда в которой содержание полезного компонента (металла, минерала) стоит на грани кондиционного; такая руда требует обогащения.

Руда богатая — это руда с высоким, в 2-3 раза выше кондиционного содержания полезных компонентов (металла, минерала).

Руда болотная — образовавшаяся путём отложения бурого железняка (лимонита) на дне болот в виде конкреций (бобовин), твёрдых корок и слоёв, см. Руда бобовая.

Руда бобовая — это руда, имеющая бобовую структуру, указывающую на участие в её образовании коллоидных, иногда биохимических процессов ; бывает железной, марганцевой, алюминиевой (бокситы), осадочного и элювиального происхождения. Наиболее часто этот термин применяется в одной из разновидностей бурожелезняковых (лимонитовых) руд осадочного происхождения, обычно отложившихся на дне озёр (озёрные руды) и болот (болотные руды); они состоят из мелких округлой или бобовидной формы образований, часто концентрически-скорлуповатого сложения, рыхлых или сцементированных бурым железняком или глинистым веществом. В зависимости от текстуры различают собственно бобовую, гороховую, а также порошковатую руды. Руды бобовые осадочного происхождения обычно залегают в виде пластов, прослоев и линз. Руды бобовые элювиального происхождения имеют неправильную, часто карманообразную форму залегания.

Руда брекчиевая — с брекчиеватой текстурой; рудный может слагать либо цемент, либо обломки брекчии.

Руда бурундучная — местное, сибирское, название полосчатой свинцово-цинковой руды из полиметаллических месторождений Восточного Забайкалья. Характеризуется частым чередованием тонких полосок сульфидных минералов и карбонатов. Образуется путём избирательного замещения сфалеритом и галенитом кристаллических известняков и полосчатых доломитов.

Руда валунчатая — состоящая из валунов или обломков полезного компонента (например; бурого железняка, боксита, фосфорита) и рыхлой безрудной вмещающей породы.

Руда вкраплённая — состоящая из преобладающей, пустой (вмещающей) породы, в которой более или менее равномерно распределены (вкраплены) рудные минералы в виде отдельных зёрен, скоплений зёрен и прожилков. Нередко такие вкрапления сопровождают по краям крупные тела сплошных руд, образуя ореолы вокруг них, а также формируют самостоятельные, часто очень крупные месторождения, например, месторождения порфировых медных (Cu) руд. синоним: Руда рассеянная.

Руда галмейная — вторичная цинковая руда, состоящая в основном из каламина и смитсонита. Характерна для зоны окисления цинковых месторождений в карбонатных породах.

Руда гороховая — разновидность Бобовых руд.

Руда дерновая — рыхлые, иногда сцементированные, частью пористые образования, состоящие глинистые образования из лимонита с примесью других гидратов окиси железа (Fe) и переменным количеством соединений железа с фосфорной, гумусовой и кремниевой кислотами. В состав руды дерновой входит также и глина. Образуется поднимающимися к поверхности подпочвенными водами с участием микроорганизмов в топях и на влажных лугах и представляют второй горизонт болотных и луговых почв. Синоним: руда луговая.

Руда желваковая — представленная рудными желваками. Встречается среди осадочных железных (лимонитовых), фосфоритовых и некоторых других месторождений.

Руда кокардовая (кольчатая) — с кокардовой текстурой.

Руда комплексная — сложная по составу руда, из которой извлекаются или могут быть с экономической доходом извлечены несколько металлов или полезных компонентов, например, медно-никелевая руда, из которой могут извлекаться, кроме никеля и купрума , кобальт, металлы платиновой группы, золото , серебро, селен, теллур, .

Руда луговая — синоним термина Руда дерновая.

Руда массивная — синоним термина Руда сплошная.

Руда металлическая — руда, в которой полезной составляющей является какой либо , используемый промышленностью. Противопоставляется неметаллическим рудам, например, фосфоровым, баритовым и т. д.

Руда милонитизированная — раздробленная и тонкоперетёртая руда, иногда с параллельной текстурой. Образуется в зонах дробления и по плоскостям надвигов и сбросов.

Руда монетная — скопления мелких лепёшкообразных конкреций окислов железа или окислов железа и марганца на дне озёр; использовались как . Руды монетные приурочены к озёрам таёжной зоны в районах распространения древних эродированных (разрушенных) изверженных пород и широкого развития плосковолнистого рельефа с множеством болот.

Руда озёрная — железная (лимонитовая) руда, отложенная на дне озёр. Сходна с болотными рудами. Распространена в озёрах северной части Российской Федерации . См. руда бобовая.

Руда окисленная — руда приповерхностной части (зона окисления) сульфидных месторождений, возникшая в результате окисления первичных руд.

Руда оолитовая — состоящая из мелких округлых концентрически-скорлуповатых иил радиально-лучистых образований, т. н. оолитов. Распространённый структурный тип железных руд, в которых рудными минералами являются силикаты из группы хлоритов (шамуазит, тюрингит) или сидерит, гематит, лимонит, иногда магнетит, присутствующие часто совместно, иногда с преобладанием одного из этих минералов. Оолитовое сложение характерно и для руд многох бокситовых месторождений.

Руда осадочная железистая — Порода осадочная железистая

Руда оспенная — разновидность вкраплённых магнетитовых руд в сиенитовых породах на Урале. Местный термин.

Руда первичная — не подвергшаяся позднейшим изменениям.

Руда перекристаллизованная — претерпевшая при процессах метаморфизма преобразование минерального состава, текстур и структур без изменения химического состава.

Руда полиметаллическая — содержащая , и обычно , а в качестве постоянных примесей серебро, золото и нередко кадмий, индий, галлий и некоторые другие редкие металлы.

Руда полосчатая — состоящая из тонких слоёв(полос), существенно различающихся по составу, по крупности зёрен или по количественным отношения минералов.

Руда порфировая медная (или медно-порфировая) — формация сульфидных вкраплённых и прожилково-вкраплённых медных и молибденово-медных руд в сильно окварцованных гипабиссальных умереннокислых гранитоидных и субвулканических порфировых интрузивах и вмещающих их эффузивных, туфогенных и метасоматических пород. Руды представлены пиритом, халькопиритом, халькозином, реже борнитом, блёклыми рудами, молибденитом. Содержание купрума обычно невысокое, в среднем 0,5-1 %. При отсутствии или очень малом содержании молибдена они разрабатываются лишь в зонах вторичного сульфидного обогащения, с содержанием 0,8-1,5 % купрума. Повышенные содержания молибдена позволяют разрабатывать и медные руды первичной зоны. Ввиду крупных размеров месторождений руды порфировые являются одними из главных промышленных типов медных и молибденовых руд.

Руда природнолегированная — латеритовая железная руда с более значительным, чем обычно, содержанием, никеля , кобальта, марганца, хрома и др. Металлов, придающих повышенное качество — легированность — выплавляемому из таких руд чугуну и продуктам его переработка (железу, стали).

Руда радиоактивная — содержит металлы радиоактивных элементов (уран, радий, торий)

Руда разборная — из которой ручной разборкой или элементарным обогащением (грохочением, промывкой, провеиванием и т. д.) можно выделить полезный компонент в чистом или высококонцентрированном виде.

Руда рассеянная — синоним термина Руда вкраплённая.

Руда рядовая — 1. Обычная средняя руда данного месторождения, 2. Руда в том виде, в каком она поступает из горных выработок до рудоразборки или обогащения. 3. Рядовая руда в противопоставлении понятию Руда разборная.

Руда сажистая — тонкодисперсные рыхлые массы чёрного цвета, состоящие из вторичных окислов (тенорит) и сульфидов купрума — ковеллина и халькозина, образующихся в зоне вторичного сульфидного обогащения, и представляющие собой богатую медную руду.

Руда серная — , содержащая самородную или химически связанную серу и пригодная в качестве сырья для серной промышленности. Основными источниками руды серной являются месторождения самородной серы (см. Порода серная). Руда серная подразделяется на 3 группы: бедная — обычно непромышленная, с содержанием серы 8-9 % и менее; средняя — с содержанием серы 10-25 %, требует предварительного обогащения; богатая — с содержанием серы больше 25 %, не требует обогащения. Из других источником серы на первом месте стоят сульфидные руды и промышленные газы.

Руда сплошная — состоит практически вся (или большая часть) из рудных минералов в отличие от вкрапленной руды. Син. руда массивная.

Руда средняя — со средним содержанием полезных компонентов. К ней следует относить руду, содержание полезного компонента в которой равно, либо на 10-50 % выше кондиционного содержания (кондиции).

Руда вторичная — син. термина Руда гипергенная.

Руда гипергенная — син. термина руда супергенная.

Руда (минералы) гипогенная — образованная эндогенными геологическим процессами. Противопоставляется супергенным минералам и рудам, имеющим экзогенное происхождение. Син. руда (минералы) эндогенная.

Руда (минералы) супергенная — образованная в результате поверхностных (экзогенных) геологических процессов; противопоставляется гипогенной руде, имеющей эндогенное глубинное происхождение. Син.: руда гипергенная, руда вторичная.

Руда убогая — с очень низким содержанием металлов, обычно непромышленная (забалансовая) при современных условиях разработки.

Руда урановая смоляная — минерал, излишний синоним уранинита.

Руда штуфная — куски (штуфы) обычной богатой руды, не требующей обогащения.

Руда эндогенная — минералы (руды) эндогенные.

Водные ресурсы

Во́дные ресу́рсы — воды, пригодные для использования. В более широком смысле — во́ды в жидком, твёрдом и газообразном состоянии и их распределение на Земле.

Водные ресурсы — это все воды гидросферы, то есть воды рек, озёр, каналов, водохранилищ, морей и океанов, подземные воды, почвенная влага, вода (льды) горных и полярных ледников, водяные пары атмосферы.

Общий объем (единовременный запас) водных ресурсов составляет 1390 млн.куб.км, из них около 1340 млн.куб.км - воды Мирового океана. Менее 3% составляют пресные воды, из них технически доступны для использования - всего 0.3%.

Возобновляемые ресурсы

Возобновляемые ресурсы — природные ресурсы , запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются, или не зависят от того, используются они или нет. Это довольно расплывчатое определение, и часто в понятие «возобновляемые ресурсы» включают не совсем то, что это словосочетание обозначает. Термин был введён в обращение как противопоставление понятию «невозобновляемые ресурсы» (ресурсы, запасы которых могут быть исчерпаны уже в ближайшее время при существующих темпах использования).

Многие ресурсы, которые относят к возобновляемым, на самом деле не восстанавливаются и когда-нибудь будут исчерпаны. В качестве примера можно привести солнечную энергию. С другой стороны, при достаточном развитии технологии, многие ресурсы, которые традиционно считаются невозобновляемыми, могут быть восстановлены. Например, металлы можно использовать повторно. Ведутся исследования по переработке предметов торговли из пластика.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) - в современной мировой практике к ВИЭ относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.

Существуют различные мнения о том, к какому типу ресурсов следует относить ядерное топливо. Запасы ядерного топлива с учётом возможности его воспроизводства в реакторах-размножителях, огромны, его может хватить на тысячи лет. Несмотря на это его обычно причисляют к невозобновляемым ресурсам. Основным аргументом для этого является высокий для экологии, связанный с использованием ядерной энергии.

Исландия" height="403" src="/pictures/investments/img243832_5-3_Nesyavellir_GeoTES_Islandiya.jpg" title="5.3. Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия" width="557" />

Питьевая вода

Топливо, получаемое в результате переработки растений: спирт, биогаз, биодизель

Древесина

Источники

ru.wikipedia.org - Свободная энциклопедия Википедия

glossary.ru - Глоссарий.ru

Энциклопедия инвестора . 2013 .

Синонимы :

• Счётная палата

Смотреть что такое "Сырье" в других словарях:

СЫРЬЕ - 1. Фанерное сырье Лесоматериалы для лущения или строгания установленных пород и размеров в виде кряжей или чураков соответствующего качества для применения в производстве слоистой клееной древесины

Сырьё для производства минеральных вяжущих материалов

Лекция 2

Сырьё для производства минеральных вяжущих материалов по происхождению можно разделить на 2 группы: природное и техногенное (побочные продукты металлургии, энергетики, химии). В наибольших объёмах используется природное сырьё. Основные его виды по химико-минералогическому составу можно разделить на 5 групп: кремнезёмистое, алюмосиликатное, карбонатное, глинозёмистое, сульфатное сырьё (табл.).

Известняк, мел – основное сырьё для производства извести, портландцемента, глинозёмистого цемента. Известняк и мел состоят в основном из минерала кальцита СаСО 3 и отличаются лишь плотностью. Известняк – плотная и твёрдая осадочная порода. Мел – осадочная микрозернистая, слабосцементированная и рыхлая порода, состоящая из мельчайших скелетных частей и панцирей простейших организмов.

Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества и вида примесей, а также от их распределения в массе. Для производства портландцемента пригодны карбонатные породы при содержании СаО – 40…43,5 %, MgO – 3,2…3,7 %, Желательно, чтобы сумма Na 2 O и K 2 O не превышала 1 %, а содержание SO 3 было не выше 1,5…1,7 %. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкозернистой структурой. Полезны также примеси тонкодисперсного глинистого вещества и аморфного кремнезёма при равномерном их распределении в карбонатной породе. Включения же значительных количеств доломита и крупнокристаллического кварца, имеющих низкую реакционную способность.

Мергел ь – лучшее сырьё для производства портландцемента. Она представляет собой природную смесь из 20…50 % глинисто-песчаных веществ и 50…80 % мельчайших частиц углекислого кальция. В зависимости от содержания СаСО 3 и глинисто-песчаного вещества мергели подразделяют на песчаные, глинистые и известняковые. Наиболее ценное сырьё – известняковый мергель, содержащий примерно 75…80 % СаСО 3 и 20…25 % глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси, что упрощает производство портландцемента.

Глины – осадочные тонкообломочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов каолинитовой (Al 2 O 3 ∙2SiO 2 ∙2Н 2 О), монтмориллонитовой и гидрослюдной групп. Минералогический состав глин представлен преимущественно гидратами алюмосиликатов и кварцем. Их химический состав колеблется в широких пределах: SiO 2 - 45…80 %, Al 2 O 3 – 10…40 %, Н 2 О – 3…15 %. В небольших количествах в глинах могут присутствовать кальций. магний. Натрий, калий, железо и другие элементы, При обжиге труднее всего вступают во взаимодействие крупнокристаллические включения. Поэтому содержание фракций более 0,2 мм не должно превышать 10%.

Глинистые сланцы – это плотные породы, образованные из глин в результате метаморфических процессов. Они отличаются от глин большей плотностью и твёрдостью.

Суглинки – используют в составе цементных сырьевых шихт. Это среднепластичная осадочная глинисто-песчаная порода, в которой содержание глинистых частиц достигает 10…30 %.

Перлит, пемза, туф, трасс – высокоактивные алюмосиликатные порды вулканического происхождения – используются в цементной промышленности в качестве активных минеральных добавок. Туфы и трассы образовались из вулканических пеплов, а песза и перлит – из лавы. Высокая активность этих пород связана с тем, что алюмосиликаты находятся в них в виде метастабильного вулканического стекла.

Кварцевый песок – основной компонент известково-кремне-зёмистых вяжущих, как добавка вводится в цементные сырьевые смеси. Это продукт разрушения горных пород, состоящих в основном из зёрен кварца, отличающийся высоким содержанием SiO 2 , малым количеством примесей и мелкозернистостью (зёрна размером 0,1…2 мм).

Диатомит, трепел, опока применяются как активная минеральная добавка к цементу и извести. Это осадочные горные породы, сложенные в основном опалом, представляющим собой водную аморфную кремнекислоту (SiO 2 ∙nH 2 O). Аморфный кремнезём значительно более химически активен, чем кварц, и может вступать во взаимодействие с известью при нормальной температуре.

В этих породах содержание SiO 2 в среднем составляет 70…85 %, но может достигать 98 %; Al 2 O 3 – 5…13 %, СаО – 2…6 %, MgO – до 3 %. Содержание окcида железа Fe 2 O 3 колеблется от долей процента до 5…10 %, содержание воды – 3…13 %.

Диатомиты и трепелы – слабосцементированные или рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема SiO 2 ·nH 2 O . Они образовались из диатомитового ила, накопившегося в морях и озерах, мельчайших диатомитовых водорослей, а также кремниевых скелетов морской микрофауны с примесью глины и ила. Трепел отличается от диатомита тем, что содержит мало или почти лишен органических остатков. Диатомиты и трепелы – легкие пористые породы (плотность 350…950 кг/м 3 ) Диатомит и трепел содержат до 75…98% активного кремнезёма, поэтому они являются лучшей активной минеральной добавкой к вяжущим. Опока – тонкопористая или плотная порода, образовавшаяся в результате уплотнения со временем под давлением вышележащих слоев диатомитов и трепелов. От трепелов отличается большей однородностью и раковистым изломом. Плотность опоки составляет 1100…1800 кг/м 3 , пористость - 20…40%, цвет желтый с серым или зеленоватым оттенком

Магнезит и доломит – основное сырьё для производства магнезиальных вяжущих веществ. Магнезит – горная порода, состоящая преимущественно из MgСО 3 , встречается в природе в аморфном и кристаллическом виде. Доломит – горная порода, состоящая их минерала доломита СаСО 3 ∙MgСО 3 и примесей (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3).

Бокситы – основное сырьё для получения глинозёмистого цемента, используется также как корректирующая добавка в портландцементные сырьевые шихты. Состоят бокситы в основном из гидроксида алюминия. Содержание алюминия в пересчёте на Al 2 O 3 в бокситах, используемых в силикатной технологии, составляет 30…49 %. Наиболее распространёнными примесями являются SiO 2 , Fe 2 O 3 . TiO 2 , CaO, MgO. Ограничивается содержание оксида серы SO 3 - не более 0,5 %.

Гипс (гипсовый камень ) – СаSO 4 ∙2Н 2 О используется как сырьё для производства гипсовых вяжущих, а также как добавка к цементу. Гипсовый камень достаточно распространён в природе, обычно содержит примеси известняка, доломита, глинистых веществ.

Ангидри т - СаSO 4 – сырьё для производства высокообжиговых гипсовых вяжущих. Плотная кристаллическая порода. Дстилающий слой двуводного гипса.

Сырье является одним из важнейших элементов всякого технологического процесса. Качество сырья, его доступность и стоимость в значительной степени определяют основные качественные и количественные показатели промышленного производства

Сырьем называют вещества природного и синтетического происхождения, используемые в производстве промышленной продукции.

По мере развития промышленности расширяется сырьевая база, появляются новые виды сырья, меняется само понятие «сырье». Все более возрастают возможности использования многочисленных отходов промышленных производств. Исходными материалами многих производств является сырье, уже подвергшееся промышленной переработке; его называют полупродуктом или полуфабрикатом.

По агрегатному состоянию сырье делится на твердое, жидкое и газообразное. Наиболее распространено твердое сырье - уголь, торф, руды, сланцы, древесина. Наиболее распространенными видами жидкого природного сырья являются: вода, соляные рассолы, нефть; газообразного: воздух, природные и промышленные газы. По составу сырье делят на органическое и неорганическое. По происхождению различают сырье минеральное, растительное и животное. Особенностью ископаемого минерального сырья по сравнению с растительным и животным является его невозобновляемость, а также неравномерность распределения по поверхности земли и ее недрам.

Минеральное сырье

Важнейшее сырье - минеральное. Оно изучается минералогией - наукой, насчитывающей в настоящее время сведения почти о 2500 различных минералах, отличающихся друг от друга по химическому составу, физическим свойствам, кристаллической форме и прочим признакам.

Минеральное сырье делят на рудное, нерудное и горючее. Рудным минеральным сырьем называют горные породы или минеральные агрегаты, содержащие металлы, которые могут быть экономически выгодно извлечены в технически чистом виде. Нерудным (или неметаллическим) называют все сырье, используемое в производстве химических, строительных и других неметаллических материалов и не являющееся источником получения металлов. Однако большая часть нерудного сырья содержит металлы (например, фосфориты, апатиты, алюмосиликаты). К горючему минеральному сырью относятся органические ископаемые: уголь, торф, сланцы, нефть и др., используемые как топливо или сырье для химической промышленности. Естественно, что основной интерес представляет сырье, которое встречается в земной коре часто, в наибольших количествах, с достаточным содержанием полезных элементов н по воз­можности однородно по составу и свойствам. Поэтому все более расширяется переработка и применение весьма распространенных в земной коре песка, глины, известняка, гипса, а также воды, воздуха, природных газов, твердых и жидких горючих ископаемых.

Земная кора (99,5 %) состоит из 14 химических элементов: кислорода - 49,13%, кремния - 26,00, алюминия - 7,45, железа - 4,20, кальция - 3,25, натрия - 2,40, магния - 2,35, калия - 2,35, водорода - 1,00 % и др.

К наиболее применяемым в народном хозяйстве элементам относятся свинец, ртуть, бром, иод и др. Некоторые элементы, находящиеся в достаточном количестве в земной коре, чрезвычайно рассеяны в пределах доступного для разработки слоя земной коры, в то время как другие сконцентрированы в виде отдельных скоплений. Масштабы промышленного использования многих элементов находятся в резком несоответствии с их распространенностью в земной коре. Например, титана почти в два раза больше, чем углерода в земной коре, в то время как добывается его ежегодно примерно в 10 5 раз меньше. Однако с развитием научно-технического прогресса в ведущих отраслях, предъявляющих повышающийся спрос на редкие и рассеянные металлы, меняется народнохозяйственное значение отдельных продуктов, что сглаживает границы между основными и попутными видами сырья.

Самыми общими и распространенными видами сырья являются вода и воздух. Сухой воздух содержит; азота, - 78 об.%, кислорода - 21, аргона- 0,94, углекислого газа - 0,03 об. % и незначительные количества водорода и инертных газов, а также водяные пары, пыль и т. д. Кислород воздуха находит широкое применение во многих отраслях промышленности; в металлургии, машиностроении, химической и топливной промышленности. Большое применение находит азот (например, в синтезе аммиака, а также для создания инертных сред во многих химических реакциях),

Россия обладает значительными месторождениями высококачественного сырья. Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам угля, фосфатов, калийных солей, поваренной соли, торфа, древесины, руд железа, марганца, хрома.

Рудное сырье.

Промышленными металлическими рудами называются полезные ископаемые, содержащие один или несколько металлов в количестве и форме, допускающих на данном этапе развития техники их экономически рациональное извлечение. Чем выше техника переработки руды, тем легче перерабатывать руду с меньшим содержанием металла. Для классификации металлических руд наиболее часто используются следующие признаки: число содержащихся в них металлов, химический состав минерала и химический состав пустой породы. По числу содержащихся металлов различают руды монометаллические (только один металл целесообразен для извлечения), биметаллические (оба металла доступны для извлечения), полиметаллические (извлекается свыше двух металлов). В качестве примеров монометаллических руд можно назвать хромовые, железные, зо­лотосодержащие и т. д.; биметаллических - мед но молибденовые, свинцово-цинковые; полиметаллических- алтайские колчеданные руды, содержащие свинец, цинк, медь, серебро и другие, саксонские руды, содержащие кобальт, никель, серебро, висмут, уран и т.д

В рудах минералы находятся в виде оксидов, сульфидов, арсенатов и т. д. Иногда встречаются самородные руды, в которых металл находится либо в чистом виде, либо в виде сплава с другими-металлами, например, золотоносные, платиновые, руды.

Месторождения руд делят на два типа: коренные (первичные, а виде монолитных горных пород, рудных массивов) и рассыпные (продукты распада и разрушения коренных горных пород). Вторые хуже качеством, более рыхлые, мелкие, пылеватые. По назначению руды подразделяются, на руды черных, цветных и редких металлов.

Нерудное сырье.

Нерудное сырье иначе называют минерально-химическим; оно служит источником получения неметаллов (сера, фосфор и др.), солей, минеральных удобрений и строительных материалов. Важнейшими видами нерудного сырья являются самородная сера, апатиты, фосфориты, природные соли (калийные, мирабилит, сода, поваренная соль). К нерудному сырью относятся и редкие минералы промышленного значения (алмаз, графит).

Источником производства строительных материалов являются горные породы различного происхождения и состава. Горные породы (минеральная масса, представ­ляющая собой либо один минерал, либо агрегат минералов) по происхождению бывают изверженными, осадочными и метаморфическими (т. е. видоизмененными). К изверженным породам относятся грант, диабаз, базальт, андезит, пемза, туф и т. д., к осадочным породам - гипс, известняк, мел, глина, песок, гравий, песчаник. Метаморфические породы образовались в результате видоизменения горных изверженных или осадочных пород. К ним относятся мрамор, гнейс, кварцит. По химическому составу большинство изверженных горных пород состоит из кремнезема SiO 2 и глинозема Al 2 O 3 . Осадочные породы включают помимо этих оксидов карбонаты кальция (известняк), магния (доломит), сульфат кальция (гипс) и т. д. Глина представляет собой очень сложную смесь тонкообломочных пород, смешанных с кварцем, известняком, илом.

Из природных полимерных материалов сырьё для производства химических волокон добывают из целлюлозы и некоторых белковых веществ. Волокна, полученные путём химической переработки природных полимерных материалов, принято называть искусственными. К их числу относятся разнообразные по виду и качеству вискозные (штапельное волокно, текстильная нить, кордные волокна), медноаммиачные, ацетатные (диацетатное, триацетатное) и белковые волокна, которым в разных странах даны различные наименования.

Главным источником получения целлюлозы служит хвойных и лиственных пород, в которой (в пересчёте на сухую древесину) содержание целлюлозы достигает 55-60%. Другим более богатым по содержанию целлюлозы источником являются отходы хлопководства. Содержание целлюлозы в них достигает 90 % и более. Однако ресурсы хлопковых отходов сравнительно невелики и не в состоянии обеспечить производство химических волокон из хлопковой целлюлозы. Добывать сырьё для производства химических волокон в последнее время в ряде стран начинают из целлюлозы, выделяемую из тростника и камыша. Для этой цели можно также использовать солому, стебли кукурузы и другие сельскохозяйственные отходы.

Очень важное значение имеет качество целлюлозы, особенно при производстве высокопрочного корда. Обычно целлюлоза в растительных материалах находится не в чистом виде, а в смеси с некоторым количеством других соединений (пентозан, пектиновых веществ и других полисахаридов, лигнина, жиров и восков). Основную долю искусственных волокон в настоящее время производят из древесной целлюлозы. Такую целлюлозу, пригодную для производства получают из древесины путём сульфитной или сульфатной варки, в результате которой нецеллюлозные составные части древесины разрушаются или переводятся в растворимое состояние и удаляются таким образом из целлюлозы.

Итак, сырьё для производства химических волокон производится из древесной целлюлозы. При сульфатной варке древесины действующим началом является соединение сернистой кислоты (сульфиты), которые при повышенной температуре реагируют с примесями, но не разрушают целлюлозу. В последующих после варки процессах целлюлозного производства удаляются нецеллюлозные составные части древесины, очищается и отбеливается целлюлоза.

При выделении из древесины целлюлозы методом сульфатной варки на неё воздействуют варочной щёлочью, содержащей едкий натр и сернистый натрий, которые разрушают нецеллюлозные части древесины, после чего можно выделить чистую целлюлозу. Сульфатным способ назван потому, что при регенерации варочного щелока применяют сульфат натрия (сернокислая соль натрия). Существуют и другие способы выделения целлюлозы из древесины. При всех методах надо заботиться о том, чтобы целлюлоза по возможности была лучше освобождена от примесей и продуктов её деструкции, без чего нельзя получить высококачественных химических волокон.

Сырьё для производства химических волокон добывается не только из древесины. Для получения синтетических волокон также нужны природные источники сырья: каменный уголь, нефть, природный газ, сланцы и другие. Следует, однако, учитывать, что непосредственно из этих и других природных материалов синтетические химические волокна получить нельзя — необходимы промежуточные технологические процессы.

Путём химической переработки, например сухой перегонки, процессов крекинга и т.п., получают ряд химических продуктов, среди которых имеются вещества, необходимые для синтеза волокнообразующих полимеров. Таким способом можно получить бензол, фенол, циклогексан и другие вещества, используемые химиками для синтеза исходных продуктов: капролактама, адипиновой кислоты, гексаметилендиамида и пр. Из последних получают всем известные синтетические волокна — капрон, анид (нейлон 6-6) и другие. Кроме продуктов перегонки нефти и сухой перегонки каменного угля, исходные соединения, т.е. капролактам и другие, можно получить из отходов сельскохозяйственных продуктов — соломы, камыша, дающих фурфурол, а также из природных газов.

В настоящее время ассортимент полиамидных волокон пополняется новыми видами. На основе различных аминокислот созданы новые волокна — энант, пеларгон, ундекан и другие. Это стало возможным благодаря тому, что учёные разработали метод теломеризации этилена. Сырьё для производства химических волокон в этом случае получают из природного газа этилена и четырёххлористого углерода.

Другим классом синтетических волокон, тоже получивших широкое распространение благодаря своим ценным свойствам, являются полиэфиры. Оказалось, что из тех же исходных природных веществ (каменного угля, нефти, природных газов) химики умеют делать множество и таких продуктов, которые пригодны для синтеза лавсана: этиленгликоль, диметилтерефталат. Следует, однако, отметить, что процесс получения, например, диметилтерефталата — исходного сырья для полиэфирных волокон — весьма сложен и осуществляется в несколько приёмов. Таким образом получая сырьё для производства химических волокон из природного дешёвого сырья требуются сложные многостадийные процессы с большим количеством операций, выполняемых на различных предприятиях.

Другим примером многостадийности получения химических волокон может служить производство относительно более молодого поливинилспиртового волокна. Сырьём для его синтеза могут служить каменный уголь, природный газ и нефть. Подвергая каменный уголь сухой перегонке, получают кокс и каменноугольный дёготь. Затем кокс путём электротермического нагрева с известью при температуре более 2000 градусов Цельсия переводят в карбид кальция. Действием воды на карбид кальция получают ацетилен, который при обработке в особых условиях с уксусной кислотой даёт соединение под названием винилацетат. В результате полимеризации и последующего омыления полученного из него формуют химические волокна. Прогресс не стоит на месте и сегодня получают сырьё для производства химических волокон всё из новых и новых материалов.

Для промышленности важны три источника сырья: нефть, газ и каменный уголь .

Нефть.

Нефть - это темная, маслянистая жидкость, нерастворимая в воде , которая содержит разветвленные и неразветвленные алканы , циклоалканы. Состав зависит от месторождения.

Нефть является основным материалом для получения органических соединений методом сухой перегонки (пиролизом, карбонизацией). Основные продукты - ароматические углеводороды и их производные. Получают в основном красители, синтетические жиры и масла .

С ростом значения нефти совершенствовались способы химической переработки. В настоящее время около 90% синтетических органических соединений получены из нефти и ее производных.

Лабораторные и промышленные методы получения нефти.

Между лабораторным и промышленным способами получения нефти имеется ряд существенных различий, а именно:

• цена (в лаборатории используются малые количества реактивов, когда как в промышленности необходимы большие объемы. Поэтому в лаборатории могут использоваться дорогие и редкие соединения, а в промышленности нужно обходиться наименьшими затратами. Или использование вредных ядовитых веществ в лаборатории вполне допустимо из-за наличия вытяжных шкафов, то в промышленных масштабах это крайне опасно.);
• тепло. В промышленности подвод тепла весьма дорог для реакций, проводимых при умеренно повышенных и нармальных температурах, когда как для лаборатории такие синтезы легко осуществимы;
• чистота смеси. В лаборатории обычно работают с чистыми веществами, когда в промышленности, в основном, со смесями;
• круговорот веществ. Если в промышленности можно смеси разделять различными химическими процессами (перегонкой, фильтрованием, непрерывными процессами), то для лаборатории это нерентабельно. В промышленности имеет место цикличность процессов, когда непрореагировавшее вещество можно снова ввести в цикл процесса переработки, а в лаборатории такое осуществляется с большим трудом.

Переработка нефти.

В промышленности используют дробную перегонку «сырой нефти», в результате чего последняя разделяется на несколько фракций, которые имеют различные температуры кипения:

Бензиновая фракция состоит из петролейного эфира и экстракционного бензина. Состав фракции варьируется от С 6 - С 9 . Вся фракция является весомым нефтепродуктом, т.к. служит топливом для двигателей внутреннего сгорания.

Керосин (С 9 -С 16) используется в отопительных приборах, а также является топливом для самолетов и турбинных двигателей.

Газойль (дизельное топливо) служит топливом для дизельных двигателей.

Смазочные масла (С 20 - С 50) используются в качестве смозочных материлов.

Мазут (остаток) - используют как топливо, его перегоняют в результате чего получают высококипящую углеводородную фракцию.

Химические превращения углеводородов, содержащихся в нефти.

Значимость топлива в современном мире значительно возрастает. Именно по этой причине нашли самый оптимальный способ получения бензина из высококипящих фракций - крекинг - нагрев высших алканов без доступа воздуха, вследствие чего происходит распад на низшие и высшие углеводороды:

Если крекинг протекает без использования катализатора, то он называется термическим. Если же в качестве катализатора используют SiO 2 или Al 2 O 3 , то это каталитический крекинг. Продуктом таких процессов является этан и пропен, которые стали важным сырьем для промышлености.

Для совершенствования качеств бензина проводят реформинг и алкилирование.

Риформинг (изомеризация) - процесс, в котором неразветвленные алканы при нагревании с катализатором превращаются в более разветвленные с большим октановым числом. Например,

Алкилирование - процесс, при котором смесь алканов и алкенов превращается в разветвлённые соединения с большим октановым числом, при использовании в качестве катализатора - кислоты :

Природный газ.

Природный газ - совокупнсть газов, состав которых зависит от месторождения. В основном, это смесь метана, этана и пропана, но еще могут встретиться небольшие количества азота, высших алканов, углерода , гелия (редко).

Природный газ является промышленным топливом, важнейшим соединением служит синтез-газ (смесь оксида углерода и водорода):

Его можно получить воздействием раскаленного кокса с водяным паром, соединение, которое получается в данном процессе, носит название водяной газ :

Именно из оксида углерода и водорода получают метанол:

Реакция протекает под давлением в присутствие катализаторов.

Каменный уголь.

Каменный уголь служит сырьем для получения ароматических углеводородов. Схематически процесс можно представить так:

Аналогично можно получить толуол.

При сухой перегонке при высоких температурах получают смесь твердых, жидких и газообразных продуктов.

Газофазным продуктом является коксовый газ , основным компонентом которого является водород и метан.

Жидкий продукт представляет собой деготь , из которого выделяют большое количество фенола, крезола, нафталина, тиофена, антрацена.

Твердым продуктом является кокс .