Чем отличается мегаполис от города. Что такое мегаполис, его проблемы и преимущества

Геология

Металлы подгруппы меди обладают небольшой химической активностью, поэтому они находятся частично в виде химических соединений, а частично в свободном, самородном виде. Медь в далекие геологические эпохи, очевидно, находилась только в виде сернистых соединений - халькопирита и халькозина. Объясняется это большим химическим сродством меди к сере, и сульфиды - наиболее распространенные минералы меди.

При высоких температурах, например при вулканической деятельности, при воздействии избытка кислорода происходило превращение сульфидов меди в окислы. Самородная (металлическая) медь, возникала в природе при сильном нагревании частично окисленных сернистых руд. Например, если окисленные минералы меди вместе с сернистыми рудами были погребены под толстым слоем горных пород под воздействием природных катаклизмов и нагревались за счет земного тепла.

Такие природные «металлургические заводы» выплавляли громадные количества меди: самый крупный из найденных самородков весил 420 т (Северная Америка). По-видимому, взаимодействие окислов меди с сульфидами идет и в настоящее время в районах вулканической деятельности, например в районе Курил. Подобные процессы протекают при выплавке меди на металлургических заводах.

Большое количество меди и других ископаемых находится на дне океанов, которое покрыто так называемыми конкрециями - скоплениями в виде камней округлой неправильной формы. Они содержат в среднем 0,5% меди. По подсчетам ученых запасы этой ценной и своеобразной руды составляют 5 млрд. тонн.

Медные руды- это природные минеральные образования соединений меди, содержащие ее в таких количествах, сапри которых промышленная добыча технически возможна и рентабельна. В первичных рудах большинства промышленных месторождений медь присутствует в сульфидной форме - CuS. Приблизительно 90% известных мировых запасов меди приходится именно на сернистые руды, примерно 9% - в виде оксидных руд и менее 1% - в виде самородной меди.

Обычно медь в минералах находится в виде соответствующих соединений: окислы - тенорит, куприт, карбонаты - малахит, азурит, сульфаты - халькантит, брошантит, сульфиды - ковеллин, халькозин, халькопирит, борнит.

Известно около 250 минералов меди, но только 20 из них имеют промышленное значение. Главные рудные минералы меди - это халькозин (халькоцит) или медный блеск Cu2S(79,8% меди), халькопирит или медный колчедан CuFeS2 (30% меди), который, по оценкам, составляет около 50% всех месторождений этого элемента, борнит Cu5FeS4 (52-65% меди), ковеллин CuS (64,4% меди). Медь встречается в земной коре главным образом в виде комплексных соединений, содержащих, кроме меди, свинец, цинк, сурьму, мышьяк, золото и серебро.

Медный колчедан или халькопирит - минерал латунно-желтого цвета. Соединение меди с железом и серой - CuFeS2, содержащее 30% Cu. Твердость по Моосу 3-4. Это основная медная руда, из которой извлекают большую часть добываемой меди.
Медный блеск или халькозин -минерал свинцово-серого или черного цвета. Это соединение меди с серой - Cu2S, в котором содержится 79,8% Cu, а иногда присутствует примесь серебра. Твердость минерала по шкале Мооса 2-3. Медный блеск относится к богатым медным рудам.
Пестрая медная руда или борнит, является продуктом распада медного колчедана. Химический состав минерала - Cu5FeS4, с содержанием 52-65% Cu. Твердость по Моосу около 3.
Красная медная руда , или куприт -минерал красного цвета, имеющий химический состав Cu2O с содержанием 88,8% Cu. Твердость по Моосу 3,5-4. Это-богатая медная руда.

Добыча

Месторождения меди не сконцентрированы в определенных географических областях, а обнаружены во многих странах, на всех континентах. В разных регионах медь извлекают из различных минералов. В США в штатах Аризона и Невада, а также в британском Корнуолле это халькозин, или медный блеск. Во Франции и Австралии это азурит, или медная лазурь. Оксид меди - куприт добывают на Кубе. В Перу добывают хлорид меди - атакамит.

Различных руд меди много, а вот богатых месторождений на земном шаре мало, к тому же медные руды добывают уже многие сотни лет, так что богатые месторождения меди уже давно выработаны. Если в XIX веке медь добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5% медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.

Сегодня почти весь металл добывается из низкосортных руд, содержащих не более 1% меди. Некоторые оксидные руды меди могут быть восстановлены непосредственно до металла нагреванием с коксом. Однако большая часть меди производится из железосодержащих сульфидных руд, что требует более сложной переработки.

Эти руды сравнительно бедные, и экономический эффект при их эксплуатации может обеспечиваться лишь ростом масштабов добычи. Поскольку среднее содержание меди в различных рудах колеблется в пределах 0,3-5%, сырье размалывают и концентрируют и только затем направляют на металлургическую переработку.

Основной метод добычи медных руд - открытый. Руду обычно добывают в огромных карьерах, где используются экскаваторы с ковшами до 25 м^3 и грузовики грузоподъемностью до 250 т. Годовая мощность наиболее крупных меднорудных предприятий превышает 30 миллионов тонн по руде и 200 тысяч тонн по металлу.

При производстве меди получают еще около 20 ценных элементов и свыше 40 видов товарного продукта: медный, цинковый, молибденовый и свинцовый концентрат, флотационный серный колчедан, медь черновую и рафинированную, золото, серебро, платину, свинец, висмут, медный и никелевый купорос и многое другое.

Месторождения

Основные страны с богатыми месторождениями меди это: Чили-22%, США-12%, Китай -6%, Казахстан-5%, Польша-5%, Индонезия-4%, Россия-3%, Замбия-3%. Лидируют по добыче медной руды (данные ICSG) : Чили-34%, США-10%, Индонезия-8%, Перу-7%, Австралия-6%, Канада-5%, Россия-4%, Польша-3%.

Крупнейшие компании по добыче медной руды: Codelco-11%, Phelps Dodge-8%, Rio Tinto-7%, BHP Billiton-7%, Grupo Mexico-5%, PT Pakuafu Indah-5%, Angio American-4%, Норильский никель-3%, KGHM Polska Miedz 3%.

К крупнейшим месторождениям относятся: Чукикамата, которое уже отрабатывается более 100 лет (26млн т) в Чили, и Эскондида (23,6млн т), которое начали отрабатывать с 1990 года в Чили, Грасберг (27,1млн т) в Индонезии, Кольяуаси (17 млн т) Чили, Октябрьское (16 млн т) Россия и Удокан (14 млн т) Россия. В числе недавно освоенных крупных месторождений относятся: Антамина в Перу, Эль-Тесоро в Чили, Салобу и Соссегу в Бразилии, Нурказган в Казахстане. Активно разведываются Ую-Толгой в Монголии, Пэббл на Аляске, Эль-Пачон в Аргентине.

В число крупнейших медных рудников открытого типа (карьеров) входят: Эскондида (годовая мощность 1200 тыс тонн), Грасберг (годовая мощность 800 тыс тонн), Чукикамата (годовая мощность 600 тыс тонн). Крупнейшие подземные рудники в мире: самый большой в мире чилийский Эль-Теньенте (добыча около 450 тыс тонн) и Андина (мощность 250 тыс тонн), польские Рудна, Польковице-Серошовице и Любин суммарно-450 тыс тонн, подземные рудники Норникеля (мощность более 400 тыс тонн).

Самые крупные в мире запасы медных руд сосредоточены в вулканических породах (порфирах) Чилийских Анд. Мировые запасы экономически рентабельных месторождений по разным оценкам составляют 340-470 миллионов тонн. При отсутствии прироста запасов и улучшения технологии добычи и производства меди современных извлекаемых запасов хватит лишь до 2050 г.

Общие подтвержденные запасы (по данным USGS) - Чили -140 млн т, США -35 млн т, Индонезия 35 млн т, Польша 30 млн т, Перу 30 млн т, Мексика 27 млн т, Австралия 24 млн т, Россия 20 млн т. Общая база известных запасов меди составляет, по разным методикам 600-940 миллионов тонн. Хотя запасы меди не являются безграничными, ее поставка будет достаточной в течение обозримого будущего для всех областей применения.

Россия

Самые крупные месторождения в современной России находятся в Таймырском АО: Октябрьское, Талахнинское и Норильск - I, они дают две трети добычи на сегодняшний день. На одном только Октябрьском месторождении получают почти 57% российской рудничном меди.

Почти треть добываемой рудничной меди дает Уральский меднорудный район (Приволжский и Уральский федеральные округа); месторождения: Гайское, Учалинское, Сибайское, Сафьяновское, Узельгинское. Только два крупных месторождения не разрабатываются: Юбилейное и Подольское. Юбилейное готовится к разработке, а Подольское находится в госрезерве.

Крупнейшее месторождение медистых песчаников в Читинской области Удокан (14 млн т) пока не разрабатывается. Среднее содержание меди в рудах 1,56%. Сдерживают его освоение отсутствие транспортной инфраструктуры и удаленность Забайкалья от перерабатывающих предприятий медной промышленности (Урал).

По балансовым запасам меди на долю России приходится около 9% мировых, и по этому показателю мы находимся на третьем месте в мире после Чили и США. Россия в целом обеспечена разведанными запасами меди при существующем уровне добычи на 90 лет (но обеспеченность эксплуатируемых месторождений меньше, 25-30 лет).

Металлургический комплекс России - это обширная отрасль, включающая в себя предприятия, выплавляющие черные и цветные металлы. Последняя занимает очень важное место в экономике нашей страны. На сегодняшний день у нас насчитывается несколько центров цветной металлургии, которые осуществляют добычу, обогащение цветных руд, редких, а также благородных металлов.

Цветная металлургия занимается несколькими видами металлов - это основные или, так называемые, тяжелые. К ним и относится медь, легкие, малые, легирующие, благородные, редкие и рассеянные.

Более подробно остановимся на производстве меди. Центры производства меди сосредоточены в разных регионах нашей страны. Место размещения таких предприятий определяется рядом факторов, среди которых следует отметить:

• сырье;
• энергетический и топливный фактор;
• потребители.

Главные медные центры России.

Медная руда в нашей стране добывается в разных регионах. Самые богатые месторождения руды расположены в Казахстане, хотя медь добывается и в других районах, например, богатые месторождения есть и на Урале. Стоит отметить, что Россия по добыче медной руды сегодня занимает первое место в мире.

Главные центры производства меди находятся на Урале. Этот регион занимает первое место по производству меди.

Медные предприятия чаще всего размещают рядом с рудниками. Сырьевой фактор является ключевым из-за низкого содержания концентратов в сырье. Сегодня производители меди широко используют в качестве сырья медные колчеданы, добываемые на месторождениях, расположенных в разных районах Урала. Поэтому и предприятия по производству меди также сконцентрированы в этом регионе, хотя в своей деятельности они используют и завезенные казахстанские руды. Имеет эта отрасль и свой сырьевой резерв в виде медистых песчаников, которые находятся в Восточной Сибири.

Чернову медь на Урале изготавливают такие предприятии, как Среднеуральский, Кировоградский, Красноуральский («Святогор»), Медногорский и Карабашский заводы. Рафинированием меди занимаются Верхнепыменский и Кыштымский заводы.

Всего на Урале работает 11 медных предприятий, которые производят 43 процента всей меди в России.

Предприятия Урала характеризуются и утилизацией отходов. Так, заводы в таких городах как Ревда, Кировоград и Красноуральск используют образующиеся в ходе производства сернистые газы для изготовления серной кислоты, которая в дальнейшем служит для производства удобрений.

Крупные центры медного производства находятся, не только на Урале, но и в других районах страны. В таблице показано, где расположены сырьевые и отраслевые центры.

Среднеуральский завод: характеристика.

Как упоминалось выше, Среднеуральский медный завод (СУМЗ) - один из главных центров выплавки меди в нашей стране. Располагается этот завод в городе Ревда, что в Свердловской области. СУМЗ относится к Уральской горно-металлургической компании, а также является членом промышленной палаты области.

На СУМЗ медь выплавляют из первичного сырья, которое берется с Дегтярского месторождения.

Среднеуральский медеплавильный завод имеет большой цех по выплавке меди, фабрику по обогащению, а также цехи ксантогенатов и серной кислоты. Также завод имеет ряд вспомогательных предприятий, которые занимаются обслуживанием нужд медеплавильного предприятия.

СУМЗ вырабатывает порядка ста тонн черновой меди ежегодно. Медные концентраты на этом заводе обрабатываются путем обжигания в печах «кипящего слоя», также применяется метод конвертирования и отражательной плавки огарка.

Продукция Серднеуральского завода поставляется на все крупные российские предприятия, работающие в металлургической, горно-обогатительной, химической отраслях и расположенные в разных регионах страны, а также за рубежом.

Кировоградский комбинат по выплавке меди: характеристика.

Еще одно крупное медеплавильное предприятие Урала - это Кировоградский комбинат. Он занимается переработкой медных и медно-цинковых руд, а также их добычей.

Комбинат начал свою деятельность в 1957 году, его создали на базе завода по выплавке меди и ряда других небольших предприятий. Сегодня комбинат является членом ТОО «Тяжцветмет».

Комбинат в Кировограде осуществляет свою деятельность в нескольких направлениях - это добыча, переработка, обогащение руд, содержащих медь, выплавка меди из сырья как первичного, так и вторичного. Также комбинат занимается переработкой металлургической пыли, золотосодержащих концентратов, лома и отходов, которые имеют в своем составе медь и другие металлы.

В 2008 году комбинат в Кировограде произвел почти семьдесят тысяч тонн черновой меди, которая была направлена на разные предприятия нашей страны.

Красноуральское предприятие «Святогор»: характеристика.

Третье крупное предприятие Урала по производству черновой меди. В своем составе «Святогор» имеет Волковский рудник, поставляющий предприятию сырье, фабрику по обогащению металла, способную перерабатывать почти два миллиона тонн руды за год, цех серной кислоты (производящий до 240 тысяч тонн кислоты). Ежегодно предприятие выпускает около 60 тысяч тонн черновой меди.

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.

Медь, активно используемая практически во всех отраслях промышленности, добывается из различных руд, самой распространенной из которых является борнит. Популярность этой медной руды объясняется не только высоким содержанием меди в ее составе, но и значительными запасами борнита в недрах нашей планеты.

Месторождения медных руд

Медные руды – это скопление минералов, в которых, кроме меди, содержатся и другие элементы, формирующие их свойства, в частности никель. К категории медных причисляют те типы руд, в которых данного металла содержится такое количество, чтобы его было экономически целесообразно извлекать промышленными методами. Таким условиям удовлетворяют руды, содержание меди в которых находится в пределах 0,5–1%. Наша планета располагает запасом медесодержащих ресурсов, основную часть из которых (90%) составляют медно-никелевые руды.

Большая часть запасов медных руд в России находится в Восточной Сибири, на Кольском полуострове, в Уральском регионе. В списке лидеров по суммарным запасам таких руд находится Чили, также разрабатываются месторождения в следующих странах: США (порфировые руды), Казахстане, Замбии, Польше, Канаде, Армении, Заире, Перу (порфировые руды), Конго, Узбекистане. Специалисты подсчитали, что в крупных месторождениях всех стран меди суммарно содержится порядка 680 миллионов тонн. Естественно, вопрос о том, как добывают медь в различных странах, необходимо рассматривать отдельно.

Все месторождения медных руд делятся на несколько категорий, различающихся по генетическим и промышленно-геологическим характеристикам:

• стратиформная группа, представленная медными сланцами и песчаниками;
• руды колчеданного типа, к которым относятся самородная и жильная медь;
• гидротермальные, включающие руды, называемые медно-порфировыми;
• магматические, которые представлены наиболее распространенными рудами медно-никелевого типа;
• руды скарнового типа;
• карбонатовые, представленные рудами железомедного и карбонатитового типа.

В России осуществляется преимущественно на месторождениях сланцевого и песчаного типа, в которых руда содержится в медноколчеданной, медно-никелевой и медно-порфировой формах.

Природные соединения с содержанием меди

Чистая медь, которую собой представляют ее самородки, представлена в природе в очень незначительных количествах. В основном медь в природе присутствует в виде различных соединений, наиболее распространенными из которых являются следующие.

• Борнит – минерал, получивший свое название в честь ученого из Чехии И. Борна. Это сульфидная руда, химический состав которой характеризует ее формула – Cu5FeS4. Борнит имеет и другие названия: пестрый колчедан, медный пурпур. В природе эта руда представлена в двух полиморфных видах: низкотемпературной тетрагонально-скаленоэдрической (температура меньше 228 градусов) и высокотемпературной кубически-гексаоктаэдрической (больше 228 градусов). Данный минерал может иметь различные виды и в зависимости от своего происхождения. Так, экзогенный борнит – это вторичный ранний сульфид, который очень неустойчив и легко разрушается при выветривании. Второй тип – эндогенный борнит – характеризуется непостоянством химического состава, в котором могут присутствовать халькозин, галенит, сфалерит, пирит и халькопирит. Теоретически минералы данных видов могут включать в свой состав от 25,5% серы, более 11,2% железа и свыше 63,3% меди, но на практике такое содержание этих элементов никогда не выдерживается.
• Халькопирит – минерал, химический состав которого характеризуется формулой CuFeS2. Халькопирит, имеющий гидротермальное происхождение, раньше называли медным колчеданом. Наряду со сфалеритом и галенитом он входит в категорию полиметаллических руд. Данный минерал, который, кроме меди, содержит в своем составе железо и серу, формируется в результате протекания метаморфических процессов и может присутствовать в двух типах медных руд: контактово-метасоматического вида (скарны) и горные метасоматические (грейзены).
• Халькозин – сульфидная руда, химический состав которой характеризуется формулой Cu2S. Такая руда содержит в своем составе значительное количество меди (79,8%) и серу (20,2%). Эту руду часто называют «медным блеском», что объясняется тем, что ее поверхность выглядит как отблескивающий металл, обладающий различными оттенками – от свинцово-серого до совершенно черного. В медесодержащих рудах халькозин выглядит как плотные или мелкозернистые включения.

В природе встречаются и более редкие минералы, которые содержат в своем составе медь.

• Куприт (Cu2O), относящийся к минералам оксидной группы, часто можно встретить в местах, где есть малахит и самородная медь.
• Ковеллин – сульфидная порода, сформированная метасоматическим путем. Впервые этот минерал, содержание меди в котором составляет 66,5%, был обнаружен в начале позапрошлого столетия в окрестностях Везувия. Сейчас ковеллин активно добывают на месторождениях в таких странах, как США, Сербия, Италия, Чили.
• Малахит – минерал, хорошо известный всем как поделочный камень. Наверняка все видели изделия из этого красивейшего минерала на фото или даже являются их обладателями. Малахит, который в России очень популярен, – это углекислая медная зелень или дигидрококскарбонат меди, относящийся к категории полиметаллических медесодержащих руд. Найденный малахит свидетельствует о том, что рядом есть месторождения других минералов, содержащих медь. В нашей стране крупное месторождение этого минерала находится в районе Нижнего Тагила, раньше его добывали и на Урале, но сейчас его запасы там значительно истощены и не разрабатываются.
• Азурит – минерал, который из-за своего синего цвета также называют «медной лазурью». Он характеризуется твердостью 3,5–4 единицы, основные его месторождения разрабатываются в Марокко, Намибии, Конго, Англии, Австралии, Франции и Греции. Азурит часто сращивается с малахитом и залегает в тех местах, где поблизости расположены месторождения медесодержащих руд сульфидного типа.

Технологии производства меди

Чтобы извлечь медь из минералов и руд, о которых мы говорили выше, в современной промышленности применяются три технологии: гидрометаллургическая, пирометаллургичекая и электролиз. Пирометаллургичекая методика обогащения меди, которая является самой распространенной, в качестве сырья использует халькопирит. Данная технология предполагает выполнение нескольких последовательных операций. На первом этапе производится обогащение медной руды, для чего используется окислительный обжиг или флотация.

Метод флотации основывается на том, что пустая порода и ее части, в которых содержится медь, смачиваются по-разному. При помещении всей массы породы в ванну с жидким составом, в котором формируются воздушные пузырьки, та ее часть, которая содержит в своем составе минеральные элементы, транспортируется этими пузырьками на поверхность, прилипая к ним. В итоге на поверхности ванны собирается концентрат – черновая медь, в котором данного металла содержится от 10 до 35%. Именно из такого порошкообразного концентрата и происходит дальнейшее .

Несколько иначе выглядит окислительный обжиг, с помощью которого обогащают медные руды, содержащие в своем составе значительное количество серы. Данная технология предусматривает нагрев руды до температуры 700–8000, в результате которого сульфиды окисляются и содержание серы в медной руде уменьшается практически в два раза. После такого обжига обогащенную руду расплавляют в отражательных или шахтных печах при температуре 14500, в результате чего получают штейн – сплав, состоящий из сульфидов меди и железа.

Свойства полученного штейна следует улучшить, для этого его обдувают в горизонтальных конвертерах без подачи дополнительного топлива. В результате такого бокового обдува железо и сульфиды окисляются, оксид железа переводят в шлак, а серу – в SO2.

Черновая медь, которая получается в результате такого процесса, содержит до 91% данного металла. Чтобы сделать металл еще чище, необходимо выполнить рафинирование меди, для чего из него необходимо удалить посторонние примеси. Это достигается при помощи технологии огневого рафинирования и подкисленного раствора медного купороса. Такое рафинирование меди называют электролитическим, оно позволяет получить металл с чистотой 99,9%.

Главная » Времена в английском языке » Чем отличается мегаполис от города. Что такое мегаполис, его проблемы и преимущества