Surowce mineralne występujące na Ziemi i ich gospodarcze zastosowanie

Surowce mineralne są wydobytymi ze złoża kopalinami użytecznymi, mającymi zastosowanie w gospodarce, są one produktami przemysłu wydobywczego. są składnikami środowisk przyrodniczych: skorupy ziemskiej, hydrosfery, biosfery i atmosfery.

Ze względu na warunki powstawania surowce naturalne dzielimy na nieorganiczne: powietrze atmosferyczne, surowce mineralne, gleby i wody (z mineralnymi), a także organiczne: rośliny i zwierzęta lądowe, wód śródlądowych i morskich.<od myślników>

Rozwój gospodarczy państwa i jego zasoby finansowe są uzależnione od zasobności w surowce mineralne

Surowce mineralne możemy podzielić na:

-SUROWCE ENERGETYCZNE:

*węgiel kamienny

. KOPALINY SUROWCÓW ENERGETYCZNYCH

Węgiel kamienny

. Najczęściej jest spotykany w formie kopalnej. jest paliwem kopalnym, zalegającym pod ziemią na różnych głębokościach. Ma ona zróżnicowaną strukturę i wartość kaloryczną od czego zależą koszty jego wydobycia i opłacalność eksploatacji

. Węgiel kopalny jest skałą osadową z różnych organicznych związków roślinnych. jest on metamorficzną odmianą szczątków martwych roślin i zwierząt .Węgiel kamienny wydobywany jest już od ponad półtora wieku. 60 % wydobywane węgla spala się w elektrowniach, 25% przetwarza w koksowniach, 15 % w postaci bezpośredniej zużywa przemysł i ludność

Szacowane zasoby tego surowca wynoszą 9900 mld t. Największe złoża węgla kamiennego znajdują się w Rosji, USA, Chinach, Australii, Wielkiej Brytanii i w Polsce na Śląsku. Węgiel kamienny jest ważnym artykułem handlu międzynarodowego. Od kilku lat czołową pozycję wśród eksporterów tego paliwa zajmuje Australia, Stany Zjednoczone. Importerami są przede wszystkim kraje wschodniej Azji i Europy Zachodniej.

W przemyśle energetycznym wykorzystywany jest on do wytworzenia energii cieplnej w wyniku spalania. Po przeróbce chemicznej - do otrzymania smoły,koksu, benzyny, gazów.

Węgiel kamienny może być zastępstwem dla innych paliw stałych gorszej jakości jak węgiel brunatny czy torf. Sam również w energetyce może być zastąpiony przez inne paliwa, np. atom, woda, energia słoneczna czy wiatr.

Węgiel brunatny Odgrywa znacznie mniejszą rolę w energetyce niż kamienny. Jest on surowcem energetycznym, który nie jest produktem międzynarodowej wymiany. Wykorzystywany jest głównie w elektrowniach zlokalizowanych pobliżu miejsc wydobycia Jest przede wszystkim surowcem energetycznym, ale służy także do wytwarzania, smoły wylewnej, benzyny, olejów opałowych i smarów. Używany jest również jako dodatek do nawozów. . . Jest także przetwarzany na brykiety Mimo malej stosunkowo kaloryczności jest wartościowym paliwem dla elektrowni, gdyż koszty jego wydobycia nie są duże, lecz eksploatacja odbywająca się w kopalniach odkrywkowych bardzo niszczy środowisko przyrodnicze.

Węgiel brunatny tworzy złoża osadowe na platformach. Zamiennikami węgla brunatnego mogą być również inne surowce energetyczne: atom, energia słoneczna, wiatr itd.

Światowe zasoby szacowane są na 2630 mld t. Największe złoża tego surowca znajdują się w Rosji, USA, Australii, Niemczech, Polsce i Kanadzie.

*torfy

*bituminy (-ropa naftowa, gaz ziemny, ozokeryt, czyli wosk ziemny, łupki bitumiczne)

Ropa naftowa

Czyli olej skalnyJest surowcem kopalnym, złożonym z różnych frakcji chemicznych, występującym w postaci węglowodorów skumulowanych w porowatych skałach osadowych. jestona też jednym z najważniejszych surowców zużywanych w energetyce cieplnej. Surowa ropa naftowa może służyć jako materiał opałowy. Jej złoża znajdują się na wszystkich kontynentach, w warstwach geologicznych o różnym wieku, najczęściej w utworach kredy i trzeciorzędu.

Ropa jest to ciecz składającą się z szeregu różnych węglowodorów. Udział procentowy węglowodorów jest różny w ropach różnego pochodzenia. Węglowodorom w ropie naftowej towarzyszą również inne związki organiczne, zawierające tlen, azot i siarkę.Przetwórstwem ropy naftowej zajmuje się przemysł rafineryjny, który przerabia ją w rafineriach. Aby wyodrębnić z ropy jej poszczególne składniki (np. benzynę) stosuje się destylację frakcyjną. Ropę rozdziela się na frakcje dzięki różnicy w temperaturach wrzenia poszczególnych jej składników.

Światowe zasoby ropy naftowej szacowane są na 110 mld t. Największe złoża tego surowca znajdują się w Arabii Saudyjskiej, Iraku, Iranie i Kuwejcie.

Ropa jest wydobywana co najmniej od średniowiecza. Jej największe zasoby znajdują się w:

• Afryce (w Nigerii, Angoli, Libii, Tunezji, Algierii, Egipcie)

• Ameryce Północnej (Meksyk (na półwyspie Jukatan oraz nad Zatoką Meksykańską), Stany Zjednoczone (nad Zatoką Meksykańską, w Kalifornii oraz na Alasce))

• Ameryce Południowej (Wenezuela), (Brazylia)

• Eurazji (w Rosji – Zagłębie Wołżańsko-Uralskie, Zagłębie Zachodniosyberyjskie oraz zagłębie w Kazachstanie, Turkmenistanie i Azerbejdżanie. Duże złoża występują w Indonezji i Chinach. Z dna Morza Północnego ropę wydobywa Wielka Brytania oraz Norwegia)

• rejonie Zatoki Perskiej (Arabia Saudyjska, Iran, Irak, Kuwejt, Zjednoczone Emiraty Arabskie)

Ropa naftowa odgrywa olbrzymie znaczenie gdyż jest ona źródłem energii pierwotnej. Jest ona złożem nie zbędnym w otrzymywaniu cennych produktów przemysłowych tj:, . benzyna, nafta, oleje smarowe, parafina. Zależność poszczególnych krajów od ropy naftowej jest bardzo różna, w niektórych krajach niemal 100%. Rozmieszczenie ropy jest nierównomierne, największe złoża znajdują się w krajach Bliskiego Wschodu - 65 % całych zasobów światowych .Wielki wpływ na międzynarodowy rozwój gospodarczy i, na poziom cen wielu towarów ma właśnie cena ropy na rynkach światowych. Zwykle w większości przypadków nagłe wzrosty cen ropy powodują poważne kryzysy na rynkach światowych i problemy ekonomiczne wielu krajów. Każdy konflikt polityczny ma ogromny wpływ na ceny baryłek ropy.

Gaz ziemny

Jest najbardziej ekologicznym paliwem, stosunkowo czystym, wygodnym w przesyłaniu i energetycznie efektywniejszym od węgla.Gaz ziemny zwany również błękitnym paliwem – rodzaj paliwa kopalnego pochodzenia organicznego, gaz zbierający się w skorupie ziemskiej w pokładach wypełniających przestrzenie, niekiedy pod wysokim ciśnieniem. Pokłady gazu ziemnego występują samodzielnie lub towarzyszą złożom ropy naftowej lub węgla kamiennego. Jest paliwem kopalnym występującym w skałach osadowych porowatych piaskach, piaskowcach, wapieniach i dolomitach. Pozyskuje się go w postaci gazowej techniki otworowego wydobycia. Gaz ziemny rzadko tworzy samodzielne złoża, występuje zazwyczaj z ropą naftową i węglem kamiennym.

Zawartość składników jest zmienna i zależy od miejsca wydobycia, lecz głównym składnikiem który stanowi ponad 90% gazu ziemnego jest metan. Oprócz niego mogą występować niewielkie ilości etanu, propanu, butanu i innych związków organicznych i mineralnych. Gaz ziemny jest bezwonny i jest specjalnie nawaniany przed wprowadzeniem do sieci gazowej w celu ułatwienia wykrycia jego obecności w powietrzu.

Gaz ziemny jest cennym surowcem w produkcji sadzy, gazu syntezowego oraz jest stosowany jako paliwo. Jako paliwo jest on najdogodniejszy w użyciu ze względu na możliwość dokładnego dawkowania surowca stosunkowo prostymi urządzeniami, a jego doprowadzenie do miejsca użycia nie wymaga bezpośredniej obsługi.

.na świecie jest 60540 mld m³ gazu ziemnego. . W latach 80 tych XIX wieku zużycie gazu ziemnego na świecie wynosiło 1, 74 bln m³, w 1994 roku wzrosło do 2,2 bln m³. . Zasoby gazu szacowane są obecnie na ok. 141 tys. km³, dodatkowo co jakiś czas odkrywane są nowe złoża. Największe zasoby tego surowca znajdują się na terenie dawnego ZSSR (39%), w tym głównie na terenie Rosji. Drugim zasobnym w gaz regionem jest Bliski Wschód (ok. 30%), następnie Azja i Australia (9,3%), Afryka (6,7%), Ameryka Łacińska 5,1%, Ameryka Północna 4,9 %, 2,3 % kraje Unii Europejskiej, 05 % Europa Środkowo-Wschodnia.

Od połowy lat 80 tych XX wieku, największym producentem gazu ziemnego jest Rosja,natomiast największe znaczenie gospodarcze mają złoża Syberii Zachodniej

-SUROWCE METALICZNE

*rudy żelaza (limonit, syderyt, hematyt, magnetyt)

Żelazo

żelazo jest lśniącym, srebrzystym, bardzo twardym i trudnotopliwym metalem, który ulega pasywacji. Domieszka krzemu bądź węgla, związana z procesem otrzymywania metalu z rud żelaza, zwiększa głębokość i szybkość korozji

Występuje ono w skorupie ziemskiej w ilości 0,41% w postaci następujących minerałów: czerwonego hematytu (Fe2O3), czarnego magnetytu (Fe3O4), syderytu (FeCO3), limonit, getyt, piryt i arsenopiryt.Żelazo jest najpospolitszym metalem ciężkim i wykazuje ono charakter zasadowy.. Jest ono pierwiastkiem bardzo pożądanym i podstawowym metalem, który uzyskuje się w ogromnej ilości .

Od stuleci stosuje się je w formie stopów z węglem zwanym żeliwem i stalą oraz stopów z manganem, chromem, molibdenem, wanadem i wieloma innymi (są to tzw. stale stopowe).Żelazo tworzy złoża magmowe, skarnowe, karbonatytowe, hydrotermalne, wietrzeniowe, osadowe i metamorficzne, z czego dwa ostatnie mają największe znaczenie dla eksploatacji. Możemy je znależć w spadających na Ziemię meteorytach.

Żelazo wydobywa się z jego rud, a zużywa się w postaci żeliwa, stali węglistej lub stali stopowych

,największe złoża rud żelaza (głównie w związkach z tlenem) występują na Ukrainie, Uralu, Syberii, w Skandynawii i w rejonie Wielkich Jezior w USA .Żelazo można uzyskać nie tylko z rud. spore znaczenie ma przetwarzanie złomu w celu uzyskania z niego żelaza. Wykorzystywane jest ono przede wszystkim w budownictwie. lecz aby uzyskać większą wytrzymałość żelaza na warunki klimatyczne i mechaniczne, miesza się je z innymi pierwiastkami . Uzyskiwane są wtedy najpopularniejsze materiały tj:: stal, staliwo i żeliwo.W wydobyciu rud żelaza w 2003 roku, wynoszącym ogółem ok. 1 mld ton, przodowały: Chiny (240 mln ton), Brazylia (215 mln ton), Australia (ok. 190 mln ton), Rosja (90 mln ton) i Indie (80 mln ton).

W Polsce zasobów żelaza w okolicach Suwałk nie wydobywa się w związku z groźbą zaistnienia katastrofy ekologicznej oraz z uwagi na głębokie położenie złóż[4]

Większość wydobywanych na świecie rud eksportuje się głównie do Japonii i Korei Południowej.

*metale uszlachetniające stal

Nikiel

Nikiel metaliczny jest srebrzystobiałym połyskującym metalem, trudno korodującym i odpornym na ścieranie Występuje w skorupie ziemskiej w postaci minerałów garnieryt i pentlandyt Można go znaleźć również w stanie rodzimym w meteorytach Nikiel otrzymuje się głównie z rud siarczkowych, przerabianych na tzw. kamień niklowy Stopy niklu i miedzi stosuje się do wyrobu monet, sztućców itp. jest też dodawany do stali do stopów o podwyższonej odporności na korozję.Nikiel występuje w złożach magmowo-likwacyjnych, hydroermalnych i laterytowych.



Stanowi również produkt uboczny przeróbki niektórych rud miedzi.

Światowe zasoby rud niklu wynoszą ok. 80 mln t. Największe złoża są w: Nowej Kaledonii, na Kubie, w Kanadzie, Rosji i Indonezji. Ogromne zasoby perspektywiczne przedstawiają konkrecje manganowe na dnie oceanów, zwłaszcza Pacyfiku. Planowana jest ich eksploatacja.

Nikiel może być zastąpiony innymi metalami: aluminium, tytanem, kobaltem, platyną, miedzią, ale wiąże się to ze zwiększeniem kosztów.

. Stosuje się go do tworzenia błyszczących powłok galwanicznych na powierzchni elementów stalowych. Stopy niklu i miedzi (tzw. miedzionikiel) są stosowane do wyrobu monet, sztućców itp. Nikiel jest też dodawany do stopów stali o podwyższonej odporności na korozję. Jest ferromagnetykiem. Stosuje się go do tworzenia połyskujących powłok galwanicznych na powierzchni elementów stalowych. Stopu niklu i miedzi są stosowane do wyrobu monet, sztućców itp. Nikiel jest też dodawany do stali do stopów o podwyższonej odporności na korozję.

Światowe zasoby rud niklu wynoszą ok. 80 mln t. Występuje głównie w postaci minerałów: nikielinu NiAs, millerytu NiAs i pentlandytu (Ni, Fe)9S8. Złoża niklu występują w Kanadzie, Australii, na Kubie, w Chinach i Rosji. Ogromne zasoby perspektywiczne przedstawiają konkrecje manganowe na dnie oceanów, zwłaszcza Pacyfiku. Planowana jest ich eksploatacja.

(nikiel, tytan, wolfram, wanad, molibden, kobalt, cyrkon, rutyl)

*rudy metali nieżelaznych (miedzi, cynku, ołowiu, cyny, arsenu, antymonu, bizmutu, kadmu i rtęci)

*rudy metali szlachetnych (srebra, złota, platyny)

*rudy metali lekkich (glinu, magnezu)

Surowce chemiczne

* surowce pochodzenia organicznego: węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, wapienie, gipsy, anhydryty, drewno, tłuszcze roślinne i zwierzęce, kości zwierząt;

* surowce nieorganiczne: siarka, sól kamienna, sól potasowa, fosforyty, apatyty.

Surowce te mają wiele różnych zastosowań:

- siarka służy do produkcji kwasu siarkowego, tworzyw sztucznych, włókien syntetycznych, zapałek i materiałów wybuchowych

. W tych miejscach na świecie, gdzie surowiec ten nie występuje, siarkę otrzymuje się w procesie odsiarczania gazu ziemnego lub ropy naftowej.

Na świecie złoża siarki występują nad Zatoką Meksykańską, na Sycylii i w Japonii.

- sól potasowa używana jest do produkcji nawozów mineralnych, wykorzystuje się ją w przemyśle farmaceutycznym i fotografii;

wydobywa się ją w: USA, Kanada, Niemcy, Francja, Egipt

- sól kamienną wykozystuję się do: , produkcji chloru, kwasu solnego i sody a takrze do konserwacji żywności

Sól kamienną jako surowiec dla przemysłu chemicznego i spożywczego na świecie wydobywa się ją w: USA, Ukrainie,Polsce, Chinach, Brazylii.

- fosforyty i apatyty wykorzystywane są w przemyśle zapałczanym;oraz są potrzebne do produkcji nawozów sztucznych

- na bazie węgla kamiennego wytwarza się np.: koks, materiały pędne, lekarstwa, smoły drogowe, fenol, smołę, bakelit, oleje, plastik, nawozy sztuczne, gaz opałowy, barwniki. Wydobywane są w: USA, Skandynawii, Egipcie, Kazachstanie, Rosji (Półwysep Kolski), Algierii, RPA.

Do surowców chemicznych należą takrze węgiel kamienny, ropa naftowa i gaz ziemny

• Surowce skalne - obejmują one:

• skały używane w budownictwie: granity, sjenity, bazalty, piaskowce, wapienie, gliny, żwiry, piaski.

• surowce ceramiczne i surowce ogniotrwałe - wapienie, margle, gliny, iły, kaoliny, magnezyty, azbesty.

• oraz stosowane do celów specjalnych np. materiały ścierne, optyczne, farby mineralne.

• kamienie szlachetne i kamienie półszlachetne

Cynk występuje w przyrodzie głównie pod postacią minerałów - blendy cynkowej oraz smitsonitu. Bardzo często rudy cynku występują w pobliżu zasobów innych metali, takich jak np. ołów, miedź czy srebro.

Cynk jest ważnym składnikiem suplementów diety, obecnym we wszystkich tabletkach zawierających zestaw witamin i minerałów. jest on także wykorzystywany w mniej typowy sposób -czyli jako paliwo do małych modeli rakiet a także przy produkcji trumien (zwłaszcza w południowej Europie

Najważniejsze zastosowanie technologiczne cynku to pokrywanie nim blach stalowych, w celu uodpornienia na korozję. Cynk jest także składnikiem wielu stopów, przede wszystkim z miedzią (mosiądz, brąz, tombak). Cynk stosuje się także w ogniwach elektrycznych.

Cynk najczęściej jest pozyskiwany z kompleksowych rud Zn-Pb-Ag. Jego największe zasoby są związane w złożach typu Mississippi Valley (MVT) i Sedex [4, 17]. W Polsce duże zasoby cynku zostały rozpoznane w rejonie śląsko-krakowskim [5]. Metal ten został poznany stosunkowo późno (1743r.), jego eksploatacja i gospodarcze wykorzystanie rozpoczęto dopiero w początkach XIX wieku. Dynamiczny wzrost zapotrzebowania gospodarki światowej na cynk datuje się od połowy XX wieku i jest stymulowany popytem ze strony przemysłu samochodowego, budownictwa i metalurgii. Obecnie pod względem wielkości produkcji zajmuje czwarte miejsce po żelazie, miedzi i aluminium. Globalna produkcja cynku w 2001 roku przekroczyła 10 mln ton [14]. Wielokierunkowe wykorzystanie cynku przez różne gałęzie przemysłu powoduje zwiększenie ilości cynku w technosferze np: budownictwie, elektronice i elektrotechnice, odpadach ściekowych, złomach samochodowych. Znaczącym udział w produkcji odpadów zawierających cynk mają także kopalnie i zakłady flotacyjnego wzbogacania rud Zn-Pb [2, 6, 7].

Rozwój produkcji górniczej rud Zn-Pb oraz hutnictwa wpływa na zanieczyszczenie gleb cynkiem oraz transfer tego metalu do środowisk biotycznych. Wraz ze wzrostem zawartości cynku, do środowiska przyrodniczego transferowane są inne metale ciężkie i metaloidy występujące w rudach Zn-Pb (Fe, Cd, Ag, Tl, Cu, As, Sb) [6].