Készletek és nyersanyagok fogyasztása - stadopedia
Sok iparosodott ország kénytelen importálni a nyersanyagokat. Például az Egyesült Államokban a mangán, a króm, a kobalt, az ón és az alumínium nyersanyagok iránti kereslet 90% -ának körülbelül egyharmadát a behozatal révén teljesítik. Az országban egyre több ólom, cink és volfrám, vasérc és réz van jelen.
A modern technikai eszközök segítségével kitermelt nyersanyagok tartalékai gyorsan kimerülnek. A Föld erőforrásai, bár nagyon nagyok, korlátozottak, így az emberi társadalom nem fejlődhet hosszú ideig a hagyományos nyersanyag-kitermelési módszerek alapján. A természet kémiai elemeit, mivel nem intenzíven kihasználják azokat, nem semmisítik meg, hanem átkerülnek más olyan vegyületekké, amelyek nem alkalmasak a gazdasági forgalombahozatalra.
A döntő szerepet a természeti erőforrások megőrzését kell játszani nem csak új termelési módszerek, hanem a legújabb kémiai technológiák, amelyek lehetővé teszik a könnyebben hozzáférhető és olcsó nyersanyagok szokatlan elemi összetételét. Nincs példa arra, hogy az új vegyi technológiák az ipari termelést a válságból mentették meg. Tehát üveggyártás volt. Soda javasolt technológia 1789-ben küldött egy új csatorna üveg gyártása Franciaországban, melyet korábbi káli nyersanyagok keletkezik a fa, ami szinte teljes erdőpusztításra Franciaországban.
A világ nyersanyagainak és tüzelőanyagainak több mint 80% -a napjainkban a világ népességének csupán egyharmadát fogyasztja. A nyersanyagok iránti kereslet igen gyorsan növekszik nemcsak a fejlődő országokban, hanem az iparosodott országokban is. Egy ilyen növekvő szükséglet kielégítheti:
· Új betétek fejlesztése, ideértve az offshore polcokat és a tengervízben található nyersanyagok kitermelését;
· A rossz betétek fejlesztése;
· Szűkös nyersanyagok cseréje.
Nagyon ígéretes a 200 méteres mélységig elhelyezkedő tengerparti polc kivágására. A tenger alatti kontinensek, amelyek teljes területe rendkívül nagy, a közeljövőben sokféle nyersanyag forrása lesz.
A Föld belsejében meglehetősen nagy mennyiségű fém van, de részarányuk azokban a vegyületekben, amelyekből ipari célra kivonhatók, nagyon korlátozott. A modern termelési mennyiséget, előzetes becslések szerint, a fő tartalék fémek, mint az ólom, réz, arany, cink, ón, ezüst és az urán, a következő évtizedekben is kimerült. Ugyanakkor, a vas, mangán, króm, nikkel, molibdén, kobalt és alumínium fogják előállítani megfelelő mennyiségben, még a közepén a XXI században.
A legfontosabb, legfontosabb és széles körben elfogyasztott valamennyi fémes nyersanyag - a vas - a földkéreg negyedik leggyakoribb eleme. A teljes tartalék mintegy 12 tonna BTSZB. Biztonságosan feltárni és használni a világ tartalékainak csupán mintegy 100 milliárd. M. A legnagyobb vasérc tartalékok Oroszország (mintegy 40% -át az érc), Ausztrália, Kanada, az USA és Brazília. A Kursk mágneses anomáliájában önmagában mintegy 30 milliárd tonna vasérc koncentrálódik, vagyis a világ tartalékainak közel 1/3-a.
A réz a második legfontosabb fém. Éves igény réz -.... 50 millió tonna Tekintettel arra, hogy a réz betétek ismert készletek képezik 210-250.000.000 tonna, és csak akkor állítható elő 1-2 milliárd tonna, akkor feltételezhető, hogy a közeljövőben a réz tartalékok kimerülnek . A rézbetétek mintegy 37% -a Chile területén található.
A réz elektromosan vezető anyagként könnyű fém - alumínium, amely a harmadik legnagyobb a földkéregben. Noha általában nagy alumínium készletek - körülbelül 8,8 tömeg% a kéreg, de csak 0,008% a tömeg szereplő bauxit, a világ tartalékainak becsült 6 milliárd tonna Körülbelül 1/3 ilyen készletek koncentrálódnak Ausztráliában ... Az éves alumíniumgyártás 15-30 millió tonna, és növekedési üteme a bauxit tartalékok 9% -áig tart sokáig. Mindazonáltal, módszereket fejlesztenek ipari kitermelése alumínium a mindenütt jelenlévő, és gyakorlatilag kimeríthetetlen fajok: agyagok, alumíniumszilikátok vulkáni kőzetek, amelyek legfeljebb 10% alumínium.
Egy másik fontos könnyű fém - magnézium tartalma meglehetősen nagy - a földkéreg tömegének 2,1% -a. Figyelembe véve a tartalékok jelenlegi igényeit, a magnézium hosszú ideig tart.
A mindennapi életben, viszonylag ritka fémek, mint a titán, neodímium, lítium, rubídium, európium, tantált és mások, de a vad azok nem ritkák. Például a rubídium természeti tartalma 45-szer nagyobb, mint az ólom. A „ritka” gyakran azt jelenti, hogy az egyik vagy a másik fém keletkezik viszonylag kis mennyiségben, például ismert nagyon kevés alkalmas nyereséges fejlődés a betétek. Ezek a fémek ígéretes anyagok az új technológiák számára.
A titán korrózióálló anyag. Néha az alumínium és az acél méltó riválisa. Az elmúlt évtizedekben a titán használata a vegyiparban drámaian megnőtt. A tantál rendkívül erős sav és hőálló ötvözetek szükséges összetevője. A platina, a palládium és a ródium katalizátorok széles körben használatosak. A ródium és a palládium lényeges részét radioaktív hulladékból nyerik ki. Ugyanígy kaphat a tellurium-99 - egy nagyon értékes anyag a szupravezetők gyártásához és a fémek és ötvözetek korróziójának megelőzéséhez. Például nagyon alacsony koncentrációjú (akár 0,1 mg / l) tellúr esetén a vas termékek nem rozsdásodnak sem vizes vagy sóoldatban, sem magas hőmérsékleten.
Feltételezzük, hogy a nyersanyag-kitermelés egyes fémek a közeljövőben jelentősen növekedni a munka mennyisége a víz alatt - a tenger polcon. A kisebb mélységű, mint 130 m-dúsított tengeri üledék tartalmazó nemes és nehézfémeket :. ón, arany, platina, vas, volfrám, króm, stb Például, a vas és a mangán Pacific csomók tartalmaznak átlagosan mintegy 25% mangánt és vasat, és nikkel, A réz, kobalt és titán koncentrációja 1,5-3,5%. Közös csomók adatok készletek -. Több mint 1500 milliárd tonna, az éves feltöltése 10 millió tonna ..
A tengeri vizek oldott Föld körülbelül 4,5 Mrd. TU, mintegy 3 milliárd. M mangán, vanádium és a nikkel, 6 Mrd. T arany (körülbelül 1 tonna per lakosra bolygó!). Ezek koncentrációja azonban viszonylag kicsi. Azonban, ha a jövőben ipari a tengervíz sótalanítására fogják előállítani nagy mennyiségben, a hulladék sók dúsított 3-4 alkalommal, lehet egy nyersanyag, ez alkalmas a kitermelés a fémek bennük.
Ha a fémek elsősorban az elemi állapotban hasznosak, akkor a nem fémek - kén, foszfor, nitrogén, oxigén, klór stb. Értékesek az általuk alkotott vegyületekben. A különböző vegyipari termékek növekvő igénye ellenére a nemfémes nyersanyagok óriási tartalékai elégségesek ahhoz, hogy viszonylag hosszú időre biztosítsák a vegyiparot.
Ezt az elemi kén és kénsav ércek - pirit (FeS2), általánosan használt előállításához kén, kéntartalmú sok ásványi anyag található, nagy mennyiségben sok helyen a Föld felszínén. A költség-hatékony lehet például az extrakció és feldolgozása (CaSO4 · 2H2 O), anhidrit (CaSO 4) és kieserit (MgSO 4 · H2 0). Hosszú távon a kénegyensúlyt a kénüzemekből származó füstgázok feldolgozása, valamint a kén mennyisége, amely jelentősen meghaladja az ipar igényeit, megőrzi.
A modern eszközökkel fejleszthető, a foszfor-lerakódások körülbelül 60 milliárd tonna P2O5 foszfortartalmú nyersanyagot tartalmaznak. Az ipari foszfortermelés mintegy kétharmada a volt Szovjetunió és az USA országaira esik.
A nemfém alapanyagok egyik legfontosabb típusa a nitrogén. Ez része a fehérjéknek, amelyeket széles körben használnak műtrágyák és más ipari termékek előállításához. Bár a nitrogén részaránya a földkéregben viszonylag kicsi (kb. 0,03%), és költségei viszonylag magasak, a kiürülés problémája valószínűleg nem merül fel, mivel a körülöttünk lévő légkör a nitrogén mintegy 78% -át tartalmazza.
Az oxigén szintén fontos vegyi alapanyag. Számos kémiai reakció - oxidációs folyamat - az elem közvetlen vagy közvetett részvételével zajlik le. Az oxigén a leggyakoribb elem. A földkéreg aránya hozzávetőleg 47%. Az oxigén jelentős részét azonban különféle típusú oxidok, köztük égéstermékek képezik. A légköri oxigén csak a teljes 0,013% -a. Ez elegendő ahhoz, hogy a szerves szén-dioxid szén-monoxidá alakuljon át, ami körülbelül 1650-szer nagyobb a jelenlegi értéknél. Az oxigén tartalékok folyamatosan frissülnek a növényi élet folyamatai miatt. Például 1 hektár erdei készlet évente mintegy 60 tonna oxigénnel. Az oxigén feltöltődik, és az atmoszférában a vízgőz lencse ultraibolya felosztásával.
A sósav és a vinil-klorid termelésének növekedésével a következő nemfém alapanyag - a klór - folyamatosan növekszik. A klór alapanyagai elégségesek. Hatalmas mennyiségű klór jelen van sóhelyeken és tengervízben, 1 tonna 30 kg nátrium-kloridot tartalmaz.
Növekvő gyakorlati jelentőséggel bír a társadalom fejlődése vált mesterséges építőanyagok :. Gipsz, cement, beton és egyéb szükséges anyagok ilyen anyagok (homok, kavics, zúzott kő, agyag, kavics, mészkő, dolomit) áll rendelkezésre a viszonylag nagy mennyiségben mindenütt. A probléma nem a nyersanyagok mennyisége, hanem területi helyzete.
A legtöbb vegyi anyag előállításához vízre van szükség. Oldószer, hűtőfolyadék és nyersanyagként szolgál oxigén és hidrogén előállítására. A vegyipar az ipari vállalkozások 25% -os teljes vízfogyasztásával az energia után második helyen szerepel.
Milyen bolygónk vízforrásai vannak? Óceánok, tengerek, folyók, tavak és jégtakaró a Föld felszínének 75% -át. Ha az összes vizet, képez egy becsült 1386 Mill. 3. m szét egyenletesen az a föld felszínén, a víz rétegvastagság lenne körülbelül 2700 m. A részesedése a friss víz egy víz tömege számlák csak 2,5%. Az édesvíznek csak egy kis részét fogyasztják el, ami folyamatos ciklusú. Ugyanakkor, a víz egyenlőtlenül vannak elosztva, és egy részük a használhatatlan állapotban közvetlen fogyasztásra, mert a nagy mennyiségű ásványi sók (amely meghatározza a természetes körülmények között), és mivel a magas fokú szennyeződést. Ezért a lakosság vízellátása a közlekedés, a tisztítás és a természetes vizek tisztaságának megőrzésével jár együtt.
A szén a tizenharmadik leggyakoribb a természetben. A földkéreg tömegének 0,087% -át, vagyis 20 000 bbl-ot, amelyből mintegy 99,5% a karbonátkőzetekben (kalcium és magnézium-karbonátok); 0,47% szén-dioxid a légkörben és vízben, 0,02% szén, olaj és gáz, 0,01% - a bioszférában.
A szénkészletek ésszerű felhasználása a következő feltételek teljesülése esetén lehetséges:
- a vegyipari technológiáknak biztosítaniuk kell az összes rendelkezésre álló szénanyagból származó különböző vegyületek szintézisét;
- a vegyipar számára óriási tartalommal kell rendelkeznie mindenféle karbonáttal;
- az energiaipar számára nem ajánlott a szerves fosszilis vegyü- letekhez kötődő szén használata.
Valójában mind az energiaipar, mind a vegyipar intenzíven fogyaszt fosszilis tüzelőanyagokat - főként szén, olaj és gáz. És az olaj és a gáz szénhidrogének előállítása sokkal gazdaságosabb, mint a szén. A petrolkémiai iparban a munkatermelékenység körülbelül 12-16-szor magasabb, mint a karbonátok kémiája.
A földgáz fogyasztása gyors ütemben növekszik. Ezt alkalmazzák energiatermelésre és házi használatra, valamint a nyers anyagot az ipari termelés a acetilén, formaldehid, a metanol, hidrogén-cianid, hidrogén, és m. P., közös földgázforrásai becsült 120 000B. M 3 közülük területén orosz Megállapította mintegy 80 000000000000 m3. 1500-ban a fogyasztás mlrdm 3 évente földgáz, megítélése szerint bizonyos tudósok, elég kb 80 éve. Más becslések szerint a földgáz kimerülése sokkal korábban érezhető.
A szén lesz az olaj és a földgáz, és a szénkémia lesz a vezető hely. Az elmúlt évtizedekben fejlesztettek hatékony módszereket a szénfeldolgozásra. Különösen egy módszert javasolnak a szénből származó motoros üzemanyagok hatékony előállítására, amely ötvözi az erőműveket és a vegyi üzemeket. A széntartalékok hatalmasak, de korlátozottak.
Mi várható a földgáz, az olaj és a szén gazdag erőforrásainak kimerülése után? Valószínűleg nagyobb figyelmet fordítanak a karbonátok kémiájára. A karbonátok kémiai átalakulása energetikailag elfogadhatóvá válik. Már léteznek módszerek az energiaköltségek csökkentésére a feldolgozás során. A fejlesztési szakaszban katalitikus módszer van arra, hogy a széndioxid CO levegőjét egyszerű szerves vegyületekké alakítsa magas hőmérséklet és nyomás nélkül. Ne felejtsd el, hogy a bioszférában 2 milliárd szén felhalmozódott. A Föld növényvilágát folyamatosan működő vegyipari gyárnak tekinthetjük, amely a Nap energiáját fogyasztja. Termékeik ésszerű kezelése hosszú ideig elegendő lehet. Ebben a tekintetben a fotoszintézis fontos természeti folyamatként a világ lakosságának egyre nagyobb tömegének szentelt figyelem középpontjává válik.
A Föld hasznos alapanyag-tartalékai a fogyasztásuk mai arányában gyorsan kimerülnek. Ugyanakkor az ipari vállalatok, városok és számos település nagy mennyiségű hulladékot gyűlik össze. A modern ipari és gazdasági vállalkozások egyik fő feladata az ipari ciklusban lévő hulladék bevonása, ami természetesen hozzájárul a természeti erőforrások megőrzéséhez.
A másodlagos nyersanyagok sokfélesége közül a fémek a fogyasztás szempontjából első helyen helyezkednek el. Ezek az iparág igényeinek jelentős részét fedik le. Némileg eltérő célokra a növényi faanyag valamivel több mint felét használják. Az erdőben az ágak, a csomók és a levelek maradnak, és a fűrészpor, forgácsok leggyakrabban a fafeldolgozó ipar hulladékát jelentik. A cellulóz előállítása során a fák teljes biomasszájának csak egynegyede jut el a végtermékbe, miközben számos nagyon értékes aromás vegyület elvész. E tekintetben a fafogyasztók egyik legfontosabb feladata a biomassza hatékonyabb feldolgozása. A fa az alapanyag, nem csak a papíripar számára, hanem a termelés épület és asztalosipari fűrészáru, fehérje tömeg, faszén, meg a gyógyszerek és így tovább. N. De még mindig egy viszonylag nagy tömegű fa előállítására használják papír és karton. A technológia a használt papír-feldolgozó és kartonból és újrahasznosítás különösen fontos :. 50 tonna papírhulladék takarít 120 ezer m3 fát és ezáltal gazdaságosabbá 500 hektár erdő .. Sajnos, egy ilyen értékes másodnyersanyag gyakran elhanyagolják.
Jelentős nyersanyag-potenciál a hamut és salak maradt a szén égése után. Csak kis mennyiségű ilyen hulladékot használnak fel, míg nagy mennyiségüket elhasználják. A hamu egy bizonyos részét például cement töltőanyagként lehet használni. Tehát 1,3 tonna füstgázból kivont barnaszénhulladék 1 tonna cementet cserél. Ezenkívül az ilyen hamu 5-30% vasoxidot, kb. 30% mészet és észrevehető mennyiségű kokszolási maradék szenet tartalmaz. A fémérc fő nyersanyagai a vasérc, a mész és a koksz. Következésképpen a vas és szilikát építőanyagok kivonása a hamutól és salak másodlagos nyersanyagaitól nagy gyakorlati jelentőségű.
Az olajfogyasztásból a gazdasági ciklusba 25-35% -ot ad vissza, bár újrafelhasználásuk szintje sokkal magasabb lehet.
Jelenleg nagy mennyiségű műanyag termék keletkezik. Azonban nem minden típusú műanyag újrahasznosítható. Ha polisztirol, polivinil-klorid és más műanyagok sikeresen visszatért az ipar (amelynek termelt különböző típusú bevonat) a poliuretán és a különböző szintetikus szálak nehezebb feldolgozása.
Összegyűjtése és feldolgozása másodlagos nyersanyag természetesen szükség egy jól meghatározott beruházás, de nem szabad elfelejteni, hogy a használata bizonyos típusú másodlagos nyersanyagok költsége még mindig olcsóbb, mint a nyersanyagok feldolgozása, t. E. Nyersanyag, felhalmozott hosszú ideig a Föld belsejében. Újrahasznosítása másodlagos nyersanyagok, vagyis, hogy egy új életet a régi dolgok, tárgyak és termékek, - .. Ez nem annak a jele, a szegénység, és a tanúsítvány elsősorban racionális gazdálkodás országos szinten.