casa → Film Dove è più sicuro estrarre i minerali? Estrazione a cielo aperto. Cosa significa il termine "minerali"?

Dove è più sicuro estrarre i minerali? Estrazione a cielo aperto. Cosa significa il termine "minerali"?

ESTRAZIONE MINERALE (a. produzione di minerali, produzione di minerali, recupero di minerali; n. Gewinnung von nutzbaren Bodenschatzen; f. sfruttamento des mineraux ufiles; i. explotacion de minerales utiles) - processi di prodotti solidi, liquidi e gassosi che utilizzano mezzi tecnici. Il termine “estrazione mineraria” è utilizzato anche come categoria economica ed è espresso in unità di misura volumetriche o di peso: in relazione a - in m 3, - in m 3 / giorno (, e altri componenti - in tonnellate), non metallici materie prime - in tonnellate, - in, pietre semipreziose - in chilogrammi, (, ecc.) - in m3, materie prime per, vernici materie prime - in tonnellate, pietre decorative da rivestimento - in m 2. Il calcolo dei minerali estratti viene effettuato in cifre assolute ottenute dal deposito minerale, tenendo conto delle perdite (il cosiddetto prodotto commerciabile) e in termini di componente utile (metallo o). Quest'ultimo rende confrontabili i dati sull'estrazione di un minerale specifico da diversi giacimenti (cioè tiene conto del contenuto percentuale del componente prezioso nei minerali).

L'attività mineraria ha una storia millenaria (vedi). Il processo di estrazione mineraria consiste nell'estrazione di un componente prezioso in una forma relativamente pura (ad esempio petrolio, gas naturale, carbone, gemme ecc.) o nella forma (ad esempio minerale metallico) che viene successivamente lavorata.

Sulla terra viene effettuata l'estrazione mineraria e; nel mare - con pozzi di perforazione e speciali autonomi che raccolgono noduli dal fondo.

La stragrande maggioranza dei depositi di minerali solidi viene sviluppata utilizzando miniere e cave, nonché pozzi trivellati, convertendo artificialmente un certo numero di minerali solidi in uno stato mobile (liquido, gassoso) (nativo, salgemma, carbone, ecc.). Circa il 90% dei carboni marroni e il 20% dei carboni fossili, il 70% dei minerali metallici e il 95% dei materiali da costruzione non metallici vengono estratti nelle cave. I minerali liquidi e gassosi (petrolio, salamoie, acque sotterranee, gas naturale) vengono estratti utilizzando pozzi di perforazione, numerosi giacimenti petroliferi vengono sviluppati utilizzando miniere e l'estrazione mineraria viene utilizzata per estrarre sabbie sature di petrolio (oli "pesanti"). metodo aperto. Numerosi depositi utilizzano una combinazione di metodi di estrazione (a cielo aperto e miniera, miniera e pozzo trivellato). La scelta del metodo di estrazione è determinata principalmente dalle condizioni minerarie e geologiche dei minerali e da calcoli economici.

La produzione annuale di minerali solidi nel mondo è di circa 20 miliardi di tonnellate (compresi minerali non metallici - 13 miliardi di tonnellate), petrolio - circa 3 miliardi di tonnellate, minerali gassosi - 1,5 trilioni. m3 (1980). La portata dell’attività mineraria sta aumentando con lo sviluppo della produzione industriale, il progresso tecnologico e la crescita della popolazione. Della quantità totale di minerali estratti dalle viscere della terra nell'intera storia della civiltà umana, il volume predominante è stato estratto nel XX secolo (1901-80), incl. petrolio 99,5%, carbone 90%, 87%, oltre l'80%, 70%. La crescita dell'estrazione mineraria è assicurata dalla scoperta di nuovi giacimenti, dal coinvolgimento di giacimenti profondi nello sfruttamento e dallo sviluppo di minerali con basso contenuto di componenti utili. Una riserva importante per l'aumento del consumo industriale è il miglioramento delle tecnologie di lavorazione dei minerali, l'introduzione di rifiuti bassi e tecnologie senza rifiuti con lo smaltimento di tutti i componenti dell’ammasso roccioso estratto. I maggiori volumi di estrazione dei minerali provengono da sistemi meccanici (in alcuni casi automatizzati), sta aumentando l’importanza dei metodi fisico-chimici e biologici più avanzati, che consentono l’estrazione selettiva di metalli dai depositi direttamente negli ammassi rocciosi, senza interruzioni significative della loro continuità (ad esempio esempio,). L’estrazione mineraria è un processo ad alta intensità energetica. Le principali fonti di energia sono elettriche, combustibili liquidi, esplosivi. Il consumo di energia durante l'estrazione a cielo aperto è 10-30 volte inferiore rispetto a quello dell'estrazione mineraria.

L'estrazione mineraria è l'area più importante dell'attività umana, garantendo lo sviluppo delle forze produttive della società. Consultare tabella.

costituisce una parte importante dell’economia di molti paesi, inclusa la Russia. Oltre all'estrazione sotterranea, la sua parte importante è l'estrazione a cielo aperto, nel caso in cui i depositi si trovino relativamente superficiali. A questo scopo vengono utilizzati tecnologie moderne, vengono utilizzati molti tipi di attrezzature speciali da cava.

È difficile dire quando l'umanità abbia iniziato a sviluppare la prima cava della sua storia. Ma questo probabilmente è accaduto prima che venisse scavata la prima miniera: è molto più semplice estrarre minerali che si trovano direttamente sotto la superficie, o addirittura su di essa. In un modo o nell'altro, sarà vero che l'umanità si è evoluta insieme alla tecnologia per l'estrazione di minerali utili e materiali da costruzione. Durante lo sviluppo di una cava, milioni di tonnellate di roccia vengono rimosse e selezionate, il che non può che influenzare le condizioni della cava ambiente, almeno localmente. Tuttavia, il bisogno di minerali della civiltà, dal carbone ai metalli preziosi, cresce di secolo in secolo e, di conseguenza, la scala di produzione cresce.

Gli aspetti positivi dell'estrazione a cielo aperto includono fattori quali la semplicità del lavoro preparatorio (copertura e altro), la relativa sicurezza dei partecipanti al processo di produzione, i costi relativamente bassi del lavoro di rilevamento e dell'estrazione stessa e l'elevata produttività durante l'estrazione della roccia.

Tuttavia, oltre ai vantaggi, lo sviluppo aperto presenta anche degli svantaggi. Questi includono un gran numero di macchinari e attrezzature operanti nella cava, e quindi notevoli costi per la sua acquisizione e manutenzione. Man mano che la fossa si approfondisce, aumentano anche i costi per lo sviluppo dei depositi: consegnare la roccia a un impianto di lavorazione o a un punto di presmistamento richiede sempre più sforzi e percorsi sempre più lunghi per le attrezzature; quindi aumentano anche i costi della società di sviluppo.

Il ciclo tecnologico dell'estrazione a cielo aperto inizia con l'esplorazione geologica.

È necessario non solo trovare i giacimenti, ma anche valutarne il volume, la composizione rocciosa e la profondità per determinare la fattibilità dell'estrazione mineraria. Successivamente, vengono eseguiti lavori preliminari nel sito del futuro sviluppo, che comprendono il drenaggio (a volte l'irrigazione) del territorio, la posa delle comunicazioni (strade di accesso, elettricità, comunicazioni, Internet), lo sradicamento delle foreste e la costruzione di edifici amministrativi e ausiliari. È impossibile dire con certezza quanto tempo passi dal completamento dell'esplorazione geologica al completamento dei lavori preliminari: dipende dall'investimento nella futura cava, dalla natura della zona, da fattori climatici e meteorologici.

Quando si estraggono minerali all'aperto - siano essi depositi di carbone, manganese, minerali contenenti metalli - sono ampiamente utilizzati gli escavatori da cava - macchine ad azione ciclica, scarsamente collegate o che raccolgono rocce distrutte e le spostano in sequenza, interrompendo lo scavo mentre si sposta la roccia. L'apertura dei depositi, l'estrazione dei minerali ed il loro successivo caricamento sugli automezzi sono le principali funzioni di queste macchine. Insieme ai giganteschi escavatori a piedi multi-benna, alle macchine elettriche rotanti e a cavo, gli escavatori minerari idraulici su cingoli sono i più utilizzati nelle miniere a cielo aperto.
Un tipico esempio di macchine di questo tipo è la R9250. Dotato di benna da 15 metri cubi, è ideale per lavorare con dumper della classe 100 tonnellate. A seconda delle condizioni operative, il modello è dotato di una centrale elettrica diesel o elettrica con una capacità di 287 CV.La velocità di rotazione del motore rotativo è di 8 giri al minuto. La macchina può essere equipaggiata sia con retroescavatore che con retroescavatore ed è in grado di lavorare anche in condizioni estreme. basse temperature: fino a meno 40-50 gradi Celsius. L'R9250, come le altre macchine della famiglia di escavatori Liebherr, ha un baricentro basso e un'ampia profondità di scavo di 8,7 metri. Il peso totale del veicolo è di 253,5 tonnellate.

Lo sviluppo vero e proprio della cava inizia con le operazioni di sbancamento.

È necessario rimuovere lo strato superficiale, vuoto di roccia, sotto il quale si trovano i depositi minerali. Per fare ciò, il terreno viene rimosso a strati, a seguito dei quali si forma una cascata di sporgenze lungo il perimetro della futura cava. Se in precedenza le operazioni di perforazione e brillamento erano ampiamente utilizzate per questi scopi, oggi vengono utilizzate più spesso attrezzature speciali per le operazioni di smantellamento, principalmente escavatori e caricatori, e autocarri con cassone ribaltabile minerari vengono utilizzati per rimuovere la roccia di scarto. Quanto più sottile è lo strato superficiale, tanto più efficienti sono le operazioni di estrazione: l'efficienza dell'estrazione a cielo aperto è determinata dal rapporto tra la roccia di scarto spostata e il risultato dell'estrazione. Il numero di metri cubi di terreno rimosso viene diviso per il tonnellaggio del minerale rimosso.

Caricatore da cava
Possedendo dimensioni molto più imponenti rispetto ai loro omologhi edili, questi veicoli movimento terra gommati o cingolati hanno come corpo di lavoro principale una benna con una capacità fino a 10 metri cubi e più, incernierata all'estremità del braccio e scaricata in avanti. Le funzioni dei caricatori da cava includono lo strappo e il bulldozer, il taglio e il trasporto della roccia, nonché il caricamento nella parte posteriore di un autocarro con cassone ribaltabile.
Le macchine moderne di questo tipo hanno un peso operativo fino a 62 tonnellate. Oltre alla benna anteriore, come attrezzature sostituibili per i caricatori da cava vengono utilizzati una lama del bulldozer, un ripper, una piattaforma di sollevamento e altre unità.
Un brillante rappresentante della famiglia dei caricatori minerari: un modello di un famoso produttore giapponese di attrezzature speciali. Questa pala da miniera ha un peso operativo di 55 tonnellate ed è dotata di una benna da 7,03 metri cubi. Il propulsore SAS6D170E-7 originale da 529 cavalli della pala soddisfa gli standard ambientali Tier 4 Final. Secondo la società di sviluppo, il modello presenta una serie di miglioramenti rispetto alle generazioni precedenti di attrezzature Komatsu: in particolare, la WA600-8 ha migliorato significativamente la visibilità della cabina e il sedile dell'operatore è dotato di una funzione di riscaldamento.

La stessa tecnica viene utilizzata per l’estrazione diretta.

Attualmente, per ragioni di fattibilità economica, molti processi vengono automatizzati: ad esempio, si stanno diffondendo sempre più autocarri con cassone ribaltabile senza equipaggio, che non necessitano di conducente e spesso non dispongono di cabina; Esistono anche strutture in cui il processo produttivo è controllato completamente da remoto (“smart quarry”). Con costi iniziali più elevati, questo approccio garantisce risparmi significativi sui salari del personale e, inoltre, garantisce la sicurezza della vita e della salute dei dipendenti dell'impresa mineraria. Tuttavia, anche il lavoro in una cava tecnicamente attrezzata è ancora considerato piuttosto difficile e talvolta estremo corpo umano e richiede quindi un'elevata stabilità fisica e psicologica. Allo stesso tempo, il danno al corpo umano derivante dal lavoro in una cava è molto inferiore rispetto a quello in una miniera e il livello di infortuni è significativamente inferiore.

I minerali estratti nella cava vengono frantumati e smistati sul posto o trasportati tramite autocarri con cassone ribaltabile ai punti di trasbordo e quindi agli impianti di lavorazione. La rimozione della roccia dalla cava viene effettuata tramite autocarri con cassone ribaltabile da cava; gli esemplari più capienti di queste attrezzature sono in grado di trasportare circa cinquecento tonnellate di carico - tuttavia, a causa delle sue dimensioni, queste attrezzature non possono essere spostate sulle strade pubbliche, quindi vengono solitamente consegnate al cantiere smontate, tramite ferrovia, autostrada o trasporto marittimo.

I metodi di perforazione e brillamento nelle miniere a cielo aperto vengono sempre più sostituiti dai surface miner, che consentono non solo l'estrazione del materiale, ma anche il caricamento diretto su camion o lo stoccaggio in discariche. Se l'autocarro con cassone ribaltabile è impegnato in altri lavori, la roccia tagliata dalla mietitrebbia viene alimentata lungo un trasportatore e scaricata in una discarica. Questo è esattamente il modo in cui funzionano le mietitrebbie dell'azienda. A seconda dell'angolo di rotazione del trasportatore, il materiale può essere immagazzinato in un unico deposito con 3-5 cicli di taglio della roccia. Il materiale viene quindi caricato nel cassone dell'autocarro con cassone ribaltabile utilizzando un caricatore da miniera. A seconda dell'altezza del cassonetto risultante è possibile caricare il materiale utilizzando un caricatore frontale.
I Surface Miner Wirtgen più produttivi per l'estrazione di rocce tenere e dure, i 4200SM, sono progettati per profondità di fresatura fino a 830 e 650 millimetri con una larghezza di fresatura di 4,2 metri. Oltre al loro compito principale - l'estrazione di carbone, calcare, bauxite, minerale di ferro, fosfati, scisti bituminosi, kimberlite, sale - questi minatori di superficie sono in grado di lavorare efficacemente nel settore edile, compresa la costruzione di strade. In particolare, queste macchine sono in grado di svolgere funzioni quali la posa di percorsi per la costruzione di strade e binari ferroviari, la fresatura di precisione di trincee, piani e pendii, la fresatura di canali, la formazione della base di un tunnel e il ripristino di strade.

Molti minerali preziosi vengono estratti utilizzando metodi a cielo aperto: carbone, ambra, marmo, diamanti: l'elenco potrebbe continuare per molto tempo. E lo sviluppo delle cave può durare da diversi anni a molti decenni. Ad esempio, lo sviluppo della cava di Bingham Canyon negli Stati Uniti, nello Utah, la cui profondità della fossa è attualmente di 1200 metri, è in corso dal 1863.

Le caratteristiche dell'estrazione sono influenzate da molti fattori; i minatori dicono che in linea di principio non esistono due cave identiche. Tuttavia, la maggior parte di queste strutture ne hanno un numero elementi comuni; tra questi - lato lavorativo e non lavorativo; fondo o suola: la piattaforma inferiore della sporgenza; contorni inferiori e superiori; panchine di copertura e sgombero; piattaforme (sotto il pendio, sopra il pendio); punto di raccolta della razza; comunicazioni di trasporto. Il perimetro della base della cava è determinato dalla comodità dell'estrazione della roccia e del caricamento negli autocarri con cassone ribaltabile della cava.

Gli autocarri con cassone ribaltabile minerario sono un tipo di veicolo fuoristrada di questo tipo utilizzato nelle miniere a cielo aperto. A causa delle loro dimensioni impressionanti, il loro utilizzo su strade pubbliche è impossibile e vengono consegnati al cantiere smontati. Il più appropriato per gli autocarri con cassone ribaltabile pesante è il modello a due assi, con scarico posteriore, trazione posteriore o integrale. Una sottoclasse separata di autocarri con cassone ribaltabile da miniera è costituita dai veicoli articolati, per i quali viene utilizzata la struttura a tre assi. Ad esempio, come quelli prodotti dall'azienda sudafricana Bell: un dumper articolato su cinque nel mondo esce dalla sua catena di montaggio. caratteristica principale Questa attrezzatura ha il peso più basso in tutte le classi di carico, ottenuto grazie all'uso di un telaio in lega di acciaio saldato ad alta resistenza e di componenti durevoli e dal peso ottimizzato. Altre caratteristiche includono potenti motori Mercedes Benz e trasmissioni con rallentatore integrale ZF e Allison. Uno dei modelli più popolari: il B50D con una disposizione delle ruote 6x6 e un peso proprio di 34,5 tonnellate, è in grado di trasportare 45,4 tonnellate di carico. È dotato di un motore diesel da 523 CV. e un serbatoio del carburante da 640 litri. Tra i sistemi di sicurezza dell'autocarro con cassone ribaltabile vale la pena notare il freno motore automatico, la funzione di rifornimento rapido del carburante con serranda a secco e il monitoraggio della pressione dei pneumatici e la protezione della cabina contro ribaltamenti e caduta di oggetti.

Come accennato in precedenza, l’attività mineraria non è vana per l’ambiente.

La costruzione di una cava distrugge il paesaggio che si è formato nel corso di secoli, e talvolta addirittura di millenni. Molti ettari di foreste vengono sradicati, i laghi vengono prosciugati, vengono effettuate operazioni di esplosione e il livello delle falde acquifere cambia. Migliaia di metri cubi di terreno che potrebbero essere utilizzati per scopi agricoli vengono trasformati in discariche durante le operazioni di smantellamento. Dipende da Composizione chimica le discariche di terreno possono contenere elementi pericolosi non solo per la flora e la fauna, ma anche per la salute delle popolazioni che vivono nelle vicinanze aree popolate. Anche i loro residenti ne soffrono alto livello rumore, inquinamento delle acque reflue ed emissioni di monossido di carbonio provenienti da motori di macchinari e attrezzature speciali.

Nonostante il fatto che l’estrazione a cielo aperto causi danni significativi all’ambiente, effetti dannosi può essere minimizzato. Per fare ciò, spesso le cave estratte vengono riempite d'acqua, creando invasi artificiali, e si procede alla bonifica delle zone circostanti, piantandole con alberi e arbusti. Per quanto riguarda le rocce di scarico, da esse spesso si ottengono fertilizzanti minerali, allumina e anche alcuni tipi di materiali da costruzione. Tutte queste misure consentono non solo di compensare parzialmente i danni causati alla natura dalle attività minerarie a cielo aperto, ma spesso anche di ottenere benefici economici. Nel mondo, il numero di imprese specializzate nella ricoltivazione del territorio delle cave estratte e nella lavorazione dei rifiuti minerari cresce di anno in anno.

Le cave, le miniere a cielo aperto dove viene estratto il carbone e le cave consentono alle persone di ottenere ogni anno milioni di tonnellate di preziosi materiali naturali. Nella sola Russia, più di 4/5 del volume totale di minerale di ferro e materie prime chimiche minerarie, fino a 2/3 di minerali metallici non ferrosi, quasi l'intero volume di minerali non metallici e rocce da costruzione, più di un si ottiene un terzo del carbone e nel prossimo futuro si prevede di aumentare la quota della sua produzione fino al 56-60%. Grazie alla sua elevata efficienza economica, l'estrazione a cielo aperto prevale anche in numerosi altri paesi con importanti giacimenti minerari: Stati Uniti, Canada, Australia e Cina.

Spesso la lavorazione primaria dei minerali viene effettuata direttamente nel sito di estrazione. A questo scopo vengono utilizzate varie cose. Ad esempio, i frantoi ad urto primari e secondari ad albero orizzontale Telsmith sono particolarmente adatti per la lavorazione del calcare e di altri materiali poco abrasivi. Sono progettati con un ampio margine di sicurezza e hanno un rotore solido e massiccio, che è il loro principale vantaggio rispetto agli analoghi sul mercato, nonché una grande camera di frantumazione, che garantisce un'elevata produttività e una forma cubica del materiale al Uscita. Il più produttivo dei frantoi per la frantumazione primaria è il Telsmith 6071 con una potenza di 800-1500 CV, che ha una capacità di 1000-2100 tonnellate all'ora. Il frantoio con un peso operativo di 89 tonnellate è progettato per una dimensione massima del pezzo in entrata di 1422 mm. Tra i frantoi per la frantumazione secondaria, il più produttivo è il Telsmith 5263 con motorizzazione da 300 hp; la sua produttività raggiunge le 320 tonnellate all'ora. Questo modello è progettato per una dimensione massima del pezzo in entrata pari a 406 mm; peso del frantoio - 22 tonnellate.

Amici, ciao a tutti. Oggi vi parlerò di quali metodi di estrazione esistono e del loro impatto sull'ambiente, ma prima di tutto questi metodi dipendono dai minerali stessi, dalle loro proprietà fisiche e chimiche, dall'ubicazione e dallo sviluppo del progresso tecnologico.

Fino a poco tempo fa, l'estrazione delle risorse naturali veniva effettuata manualmente, il che richiedeva un grande sforzo fisico e notevoli costi di manodopera, e di per sé aveva una produttività del lavoro piuttosto bassa.

Nelle condizioni moderne, tutto è cambiato radicalmente: con lo sviluppo di potenti mezzi tecnici e l'uso di macchine speciali, il costo del lavoro è diminuito e la produttività e i volumi di estrazione dei minerali sono aumentati in modo significativo.

Metodi e tecnologie di base per l'estrazione delle risorse naturali

Tutto ciò che è solido, liquido e gassoso sul nostro pianeta è distribuito in modo non uniforme e si trova in superficie o nelle profondità del sottosuolo e, a seconda della posizione e della presenza, per la loro estrazione viene utilizzato l'uno o l'altro metodo. le risorse naturali possono essere considerate:

percorso aperto o percorso di carriera,
metodo chiuso o metodo sotterraneo o in miniera,
metodo combinato o metodo sotterraneo aperto,
metodo geotecnologico o metodo del pozzo,
metodo di dragaggio.

Tutti questi metodi hanno sia vantaggi che svantaggi, quindi la tecnologia mineraria a cielo aperto prevede la creazione di pozzi profondi sotto forma di grandi cave o tagli nei siti di sviluppo ed estrazione di risorse naturali, le cui dimensioni dipendono dal profondità e lunghezza relativamente piccole, nonché letti fossili energetici.
Il vantaggio di questo metodo di estrazione è la sua relativa economicità, la massima produttività e intensità di lavoro, condizioni di lavoro sicure, mentre gli svantaggi sono una forte diminuzione della qualità delle materie prime a causa del contenuto di una grande quantità di roccia di scarto e negativi conseguenze per l’ambiente.

Edilizia naturale e materie prime industriali come -

calcare e gesso,
sabbia e argilla,
torba e carbone,
rame e piombo,
molibdeno e nichel,
stagno e tungsteno,
cromo e manganese,
zinco e ferro.

I minerali solidi situati a una profondità sufficientemente grande vengono estratti sottoterra, ad es. metodo chiuso, in cui vengono costruite miniere sotterranee.
Lo svantaggio di questo metodo è l’enorme rischio per i minatori, associato al collasso e alla contaminazione da gas, e quindi al pericolo di esplosione.

Minerali, polimetalli e materie prime minerali vengono solitamente estratti in questo modo.

ad esempio:

rame e oro,
tungsteno e ferro,
e sali minerali.

Se il metodo di estrazione aperto e chiuso non è adatto per un dato giacimento di materie prime industriali, viene utilizzato un metodo combinato aperto-sotterraneo, in cui le materie prime dagli strati superiori vengono prima estratte con il metodo aperto, quindi le rimanenti riserve di i minerali metallici situati a una profondità sufficientemente ampia vengono lavorati utilizzando il metodo minerario. .

I vantaggi di questo metodo sono grandi volumi di estrazione di materie prime naturali e molti metalli non ferrosi e diamanti vengono solitamente estratti in questo modo.

Il metodo geotecnologico o del pozzo viene utilizzato nell'estrazione di tipi speciali di materie prime che si trovano allo stato gassoso o liquido utilizzando una procedura come la perforazione di pozzi profondi, dove, utilizzando il metodo fisico-chimico di sedimentazione, lisciviazione e fusione, i minerali provenienti attraverso dei tubi vengono estratti dalle viscere della terra fino alla superficie.

Questo metodo si ottiene solitamente:

gas e petrolio,
zolfo e litio,
fosforo e uranio.

E infine, un metodo di dragaggio separato, in cui l'impresa mineraria effettua contemporaneamente sia l'estrazione delle materie prime che il suo arricchimento, ovvero, con l'ausilio di attrezzature speciali, avviene la separazione primaria della roccia preziosa dalla roccia di scarto che l'accompagna.

I depositi placer vengono solitamente sviluppati in questo modo:

oro e diamanti,
platinoidi e cassiterite.

Impatto sull'ambiente dell'estrazione di materie prime utili

L'estrazione mineraria con qualsiasi metodo non può che avere un impatto negativo sull'ambiente, poiché occupa enormi aree di terreno economico, raggiungendo talvolta decine di migliaia di chilometri quadrati.
Un tale carico tecnogenico sull'ambiente naturale interrompe il corso naturale di autoregolamentazione dei processi vitali nell'ambiente e talvolta porta al suo rapido degrado.

Di norma, i chernozem del suolo più produttivi si trovano sotto il loro sviluppo:

campi e terreni coltivabili,
foreste e bacini artificiali,
strade e insediamenti.

La produzione mineraria inizia con i preparativi lavori di pulizia, dove tutte le barriere artificiali vengono rimosse dall'area, in questo modo:

Le foreste perenni con specie arboree pregiate vengono abbattute,
bacini idrici secolari sotto forma di paludi, fiumi e laghi vengono prosciugati,
I servizi sono realizzati sotto forma di fossati di drenaggio e strade di accesso.

Successivamente viene effettuato il lavoro di strippaggio, il cui scopo è quello di rimuovere strato dopo strato e spostare la roccia di scarto in discariche, il che apre l'accesso alle risorse naturali stesse:

si estrae roccia tenera e leggera utilizzando bulldozer e macchine movimento terra,
la roccia e la roccia dura vengono prima sabbiate utilizzando attrezzature di perforazione e brillamento, quindi estratte utilizzando escavatori e raschiatori,

i minerali già esposti vengono estratti e caricati su veicoli speciali: autocarri con cassone ribaltabile minerario,

che trasportano le materie prime estratte agli impianti di lavorazione e agli impianti metallurgici.

L'estrazione di materie prime naturali ha anche conseguenze negative per l'ambiente come la contaminazione del suolo, dell'acqua e dell'aria con elementi chimici provenienti dalle discariche, che ha un effetto dannoso sia sulle piante che sulle piante. mondo animale di questa zona.

Questo impatto negativo ha un impatto negativo sull’ambiente e sulla salute delle persone che vivono nelle zone vicine, aumentando l’incidenza di malattie nella popolazione locale.

Pertanto, durante lo sviluppo dei giacimenti minerari, sono necessarie attività regolari come osservazioni e monitoraggio ambientale.
È possibile ridurre in futuro l’impatto negativo sull’ambiente migliorando i metodi di sviluppo, nonché bonificando queste terre, restituendole e riportandole al loro stato originale, ma ciò richiede ingenti risorse finanziarie e un intervallo di tempo considerevole.

Pertanto, le imprese minerarie, in conformità con la legge sulla tutela del sottosuolo e dell'ambiente, sono obbligate, dopo tutti i lavori effettuati sull'estrazione delle materie prime, a garantire il ripristino del paesaggio naturale dell'area, dove piantano a proprie spese foreste e successivamente creare aree ricreative, nonché ripristinare lo strato fertile del suolo, coinvolgendolo nel turnover agricolo

Spero che il mio articolo sui metodi di mining ti sia piaciuto e che tu abbia imparato molto da esso. Forse conosci alcuni nuovi modi per estrarre materie prime naturali. Raccontamelo nei commenti all'articolo, sarò curioso di conoscerli. Permettetemi di salutarvi e di rivedervi, cari amici.

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Minerali sedimentari più tipico per le piattaforme, poiché la copertura della piattaforma si trova lì. Si tratta principalmente di minerali e combustibili non metallici, tra i quali il ruolo principale è svolto dal carbone e dagli scisti bituminosi. Si sono formati da resti di piante e animali accumulati nelle parti costiere di mari poco profondi e in condizioni di terreni lacustri-paludosi. Questi abbondanti resti organici potevano accumularsi solo in condizioni sufficientemente umide e calde favorevoli allo sviluppo rigoglioso. In condizioni calde e secche, nei mari poco profondi e nelle lagune costiere, si accumulano sali che vengono utilizzati come materie prime.

Estrazione

Esistono diversi modi estrazione. Innanzitutto, questo è un metodo aperto in cui le rocce vengono estratte nelle cave. È economicamente più vantaggioso, poiché aiuta a ottenere un prodotto più economico. Tuttavia, una cava abbandonata può causare la formazione di un'ampia rete. Il metodo di estrazione del carbone in miniera richiede grandi spese ed è quindi più costoso. Il metodo più economico per produrre petrolio è quello a flusso, quando il petrolio sale attraverso un pozzo sotto i gas petroliferi. Anche il metodo di estrazione con pompaggio è comune. Esistono anche metodi speciali di estrazione mineraria. Si chiamano geotecnologici. Con il loro aiuto, il minerale viene estratto dalle profondità della Terra. Questo viene fatto scaricando acqua calda, soluzioni in strati contenenti i minerali necessari. Altri pozzi pompano la soluzione risultante e separano il componente prezioso.

Il bisogno di minerali è in costante crescita, la produzione è in aumento, ma i minerali sono esauribili Risorse naturali, quindi è necessario spenderli in modo più economico e completo.

Esistono diversi modi per farlo:

ridurre le perdite di minerali durante la loro estrazione;
estrazione più completa di tutti i componenti utili dalla roccia;
uso integrato delle risorse minerarie;
cercare nuovi giacimenti più promettenti.

Pertanto, la direzione principale nell'uso dei minerali nei prossimi anni non dovrebbe essere un aumento del volume della loro produzione, ma un uso più razionale.

Nelle moderne ricerche di risorse minerali, è necessario utilizzare non solo la tecnologia più recente e sensibili, ma anche una previsione scientifica per la ricerca dei giacimenti, che aiuta a condurre su base scientifica un'esplorazione mirata del sottosuolo. Fu grazie a tali metodi che i depositi di diamanti in Yakutia furono prima previsti scientificamente e poi scoperti. Una previsione scientifica si basa sulla conoscenza delle connessioni e delle condizioni per la formazione dei minerali.

Breve descrizione dei principali minerali

Il più duro di tutti i minerali. La sua composizione è carbonio puro. Si trova nei placer e come inclusioni nelle rocce. I diamanti sono incolori, ma si trovano anche in vari colori. Un diamante tagliato è chiamato diamante. Il suo peso è solitamente misurato in carati (1 carato = 0,2 g). Il diamante più grande è stato trovato a Yuzhnaya: pesava più di 3.000 carati. La maggior parte dei diamanti viene estratta in Africa (il 98% della produzione nel mondo capitalista). In Russia, grandi giacimenti di diamanti si trovano in Yakutia. I cristalli trasparenti vengono utilizzati per realizzare pietre preziose. Prima del 1430, i diamanti erano considerati pietre preziose comuni. La trendsetter per loro è stata la francese Agnes Sorel. A causa della loro durezza, i diamanti opachi vengono utilizzati industrialmente per il taglio e l'incisione, nonché per la lucidatura del vetro e della pietra.

Un metallo morbido e malleabile, di colore giallo, pesante e non si ossida all'aria. In natura si trova prevalentemente nella sua forma pura (pepite). La pepita più grande, del peso di 69,7 kg, è stata trovata in Australia.

L'oro si trova anche sotto forma di placer: questo è il risultato dell'erosione del deposito, quando i granelli d'oro vengono rilasciati e portati via, formando placer. L'oro viene utilizzato nella produzione di strumenti di precisione e vari gioielli. In Russia l’oro giace dentro e fuori. All'estero - in Canada, . Poiché in natura l'oro è presente in piccole quantità e la sua estrazione comporta costi elevati, è considerato un metallo prezioso.

Platino(dallo spagnolo plata - argento) - metallo prezioso dal colore bianco al grigio acciaio. È caratterizzato da refrattarietà, resistenza alle influenze chimiche e conduttività elettrica. Viene estratto principalmente nei giacimenti. Viene utilizzato per la produzione di vetreria chimica, nell'ingegneria elettrica, nella gioielleria e nell'odontoiatria. In Russia, il platino viene estratto negli Urali e in Siberia orientale. All'estero - in Sud Africa.

Gemme(gemme) - corpi minerali con bel colore, brillantezza, durezza e trasparenza. Si dividono in due gruppi: pietre da taglio e pietre semipreziose. Il primo gruppo comprende diamante, rubino, zaffiro, smeraldo, ametista e acquamarina. Il secondo gruppo comprende malachite, diaspro e cristallo di rocca. Tutte le pietre preziose, di regola, sono di origine ignea. Tuttavia, perle, ambra e corallo sono minerali di origine organica. Le pietre preziose vengono utilizzate in gioielleria e per scopi tecnici.

Tufi- rocce di varia origine. Il tufo calcareo è una roccia porosa formata dalla precipitazione del carbonato di calcio dalle sorgenti. Questo tufo viene utilizzato per produrre cemento e calce. Tufo vulcanico - cementato. I tufi sono usati come materiale da costruzione. Ha colori diversi.

Mica- rocce che hanno la capacità di dividersi in strati sottili con superficie liscia; trovati come impurità nelle rocce sedimentarie. Varie miche vengono utilizzate come buon isolante elettrico, per la fabbricazione di finestre nei forni metallurgici e nell'industria elettrica e radiofonica. In Russia, la mica viene estratta nella Siberia orientale, in. Lo sviluppo industriale dei depositi di mica viene effettuato in Ucraina, negli Stati Uniti, .

Marmo- roccia cristallina formata a seguito del metamorfismo del calcare. È disponibile in diversi colori. Il marmo è utilizzato come materiale da costruzione per rivestimenti murali, architettura e scultura. In Russia ci sono molti dei suoi giacimenti negli Urali e nel Caucaso. All'estero si estrae il marmo più famoso.

Amianto(Greco inestinguibile) - gruppo di rocce fibrose ignifughe che si dividono in morbide fibre di colore giallo-verdastro o quasi bianco. Si presenta sotto forma di vene (una vena è un corpo minerale che riempie una fessura, di solito ha una forma a piastra, che va verticalmente a grandi profondità. La lunghezza delle vene raggiunge due o più chilometri), tra rocce ignee e sedimentarie . Utilizzato per la produzione di tessuti speciali (isolamento antincendio), teloni, materiali per coperture resistenti al fuoco, nonché materiali per l'isolamento termico. In Russia, l'estrazione dell'amianto viene effettuata negli Urali, in Russia e all'estero, in e in altri paesi.

Asfalto(resina) - una roccia fragile e resinosa di colore marrone o nero, che è una miscela di idrocarburi. L'asfalto si scioglie facilmente, brucia con una fiamma fumosa ed è il prodotto dell'alterazione di alcuni tipi di olio, da cui alcune sostanze sono evaporate. L'asfalto spesso penetra nelle arenarie, nei calcari e nella marna. Trova impiego come materiale da costruzione per pavimentazioni stradali, nell'elettrotecnica e nell'industria della gomma, per la preparazione di vernici e miscele per impermeabilizzazioni. I principali depositi di asfalto in Russia sono la regione di Ukhta, all'estero - in Francia.

Apatità- minerali ricchi di sali di fosforo, verde, grigio e altri colori; si trova tra varie rocce ignee, in alcuni luoghi formando grandi accumuli. Le apatiti vengono utilizzate principalmente per la produzione di fertilizzanti fosfatici, vengono utilizzate anche nell'industria della ceramica. In Russia, i maggiori giacimenti di apatite si trovano a. All'estero vengono estratti nella Repubblica del Sud Africa.

Fosforiti- Rocce sedimentarie ricche di composti di fosforo che formano grani nella roccia o legano insieme vari minerali in una roccia densa. Il colore dei fosforiti è grigio scuro. Loro, come le apatiti, vengono utilizzati per produrre fertilizzanti fosfatici. In Russia, i depositi di fosforite sono comuni nelle regioni di Mosca e Kirov. All'estero vengono estratti negli Stati Uniti (penisola della Florida) e.

Minerali di alluminio- minerali e rocce utilizzate per produrre alluminio. I principali minerali di alluminio sono bauxite, nefelina e alunite.

Bauxite(il nome deriva dalla zona di Beau nel sud della Francia) - rocce sedimentarie di colore rosso o marrone. 1/3 delle riserve mondiali si trovano nel nord e il paese è uno dei paesi leader nella loro produzione. In Russia si estrae la bauxite. Il componente principale della bauxite è l'ossido di alluminio.

Aluniti(il nome deriva dalla parola alun - allume (francese) - minerali che contengono alluminio, potassio e altre inclusioni. Il minerale di alunite può essere una materia prima per la produzione non solo di alluminio, ma anche fertilizzanti di potassio e acido solforico. Esistono depositi di alunite negli Stati Uniti, in Cina, Ucraina e altri paesi.

Nefelini(il nome deriva dal greco "nephele", che significa nuvola) - minerali di composizione complessa, di colore grigio o verde, contenenti una quantità significativa di alluminio. Fanno parte delle rocce ignee. In Russia, le nefeline vengono estratte nella e nella Siberia orientale. L'alluminio ottenuto da questi minerali è un metallo tenero, produce leghe forti ed è ampiamente utilizzato nella produzione di articoli per la casa.

Minerali di ferro- accumuli minerali naturali contenenti ferro. Sono vari nella composizione mineralogica, nella quantità di ferro in essi contenuta e in varie impurità. Le impurità possono essere preziose (cromo manganese, cobalto, nichel) e dannose (zolfo, fosforo, arsenico). I principali sono il minerale di ferro bruno, il minerale di ferro rosso e il minerale di ferro magnetico.

Minerale di ferro marrone, o limonite, è una miscela di diversi minerali contenenti ferro con una miscela di sostanze argillose. Ha un colore marrone, giallo-marrone o nero. Si trova più spesso nelle rocce sedimentarie. Se il minerale di ferro marrone è uno dei più comuni minerali di ferro- hanno un contenuto di ferro almeno del 30%, quindi sono considerati industriali. I principali giacimenti si trovano in Russia (Ural, Lipetsk), Ucraina (), Francia (Lorena), su.

Ematite, o ematite, è un minerale dal rosso-marrone al nero contenente fino al 65% di ferro.

Si trova in varie rocce sotto forma di cristalli e lamelle sottili. Talvolta forma grappoli sotto forma di masse dure o terrose di colore rosso vivo. I principali giacimenti di minerale di ferro rosso si trovano in Russia (KMA), Ucraina (Krivoy Rog), Stati Uniti, Brasile, Kazakistan, Canada, Svezia.

Minerale di ferro magnetico, o magnetite, è un minerale nero contenente il 50-60% di ferro. Questo è minerale di ferro di alta qualità. Composto da ferro e ossigeno, altamente magnetico. Si presenta sotto forma di cristalli, inclusioni e masse solide. I principali giacimenti si trovano in Russia (Ural, KMA, Siberia), Ucraina (Krivoy Rog), Svezia e Stati Uniti.

Minerali di manganese- composti minerali contenenti manganese, la cui proprietà principale è quella di conferire malleabilità e durezza all'acciaio e alla ghisa. La metallurgia moderna è impensabile senza manganese: viene fusa una lega speciale: il ferromanganese, contenente fino all'80% di manganese, che viene utilizzata per fondere acciaio di alta qualità. Inoltre, il manganese è necessario per la crescita e lo sviluppo degli animali ed è un microfertilizzante. I principali giacimenti di minerale si trovano in Ucraina (Nikolskoye), India, Brasile e Repubblica del Sud Africa.

Minerali di stagno- numerosi minerali contenenti stagno. Sono in fase di sviluppo minerali di stagno con un contenuto di stagno pari o superiore all'1-2%. Questi minerali richiedono un arricchimento, aumentando il componente prezioso e separando le rocce di scarto, quindi vengono utilizzati minerali per la fusione, il cui contenuto di stagno è stato aumentato al 55%. Lo stagno non si ossida, motivo per cui è ampiamente utilizzato nell'industria conserviera. In Russia, i minerali di stagno si trovano nella Siberia orientale e oltre, e all'estero vengono estratti in Indonesia, sulla penisola.

Minerali di nichel- composti minerali contenenti nichel. Non si ossida all'aria. L'aggiunta di nichel agli acciai ne aumenta notevolmente l'elasticità. Il nichel puro viene utilizzato nell'ingegneria meccanica. In Russia si estrae nella penisola di Kola, negli Urali e nella Siberia orientale; all'estero - in Canada, in Brasile.

Minerali di uranio-radio- accumuli minerali contenenti uranio. Il radio è un prodotto del decadimento radioattivo dell'uranio. Il contenuto di radio nei minerali di uranio è trascurabile: fino a 300 mg per 1 tonnellata di minerale. Avere Grande importanza, poiché la fissione nucleare di ogni grammo di uranio può produrre 2 milioni di volte più energia rispetto alla combustione di 1 grammo di combustibile, quindi vengono utilizzati come combustibile nelle centrali nucleari per generare elettricità a basso costo. I minerali di uranio-radio vengono estratti in Russia, Stati Uniti, Cina, Canada, Congo e altri paesi del mondo.

Estrazione- il processo di estrazione di minerali solidi, liquidi e gassosi dalle viscere della Terra mediante mezzi tecnici.

Processo di estrazione mineraria

L'estrazione mineraria viene effettuata in due tipi principali di operazioni minerarie: aperte e chiuse.

I minerali solidi vengono estratti attraverso l'estrazione a cielo aperto.

Nell'estrazione mineraria sotterranea, l'estrazione viene effettuata da miniere sotterranee oppure i minerali vengono estratti attraverso i pozzi. Quest'ultimo metodo viene utilizzato per l'estrazione di tutti i minerali liquidi e gassosi, nonché di minerali solidi, quando il deposito è esposto a uno dei metodi fisici e chimici (ad esempio, dissoluzione sotterranea, lisciviazione sotterranea, estrazione idraulica da pozzi trivellati, carbone sotterraneo gassificazione).

Si sta sviluppando una direzione relativa all'uso di microrganismi per l'estrazione di minerali (lisciviazione batterica.

Un posto speciale è occupato dallo sviluppo dei giacimenti minerari situati sul fondo dell'Oceano Mondiale e dall'estrazione di minerali dall'acqua di mare.

Il processo di estrazione consiste nell'estrazione di componenti preziosi in forma relativamente pura (gas naturali infiammabili, oli, carboni, salgemma, pietre preziose, sabbie e pietre da costruzione, argille e altri) o sotto forma di ammasso roccioso (un caso speciale di cui minerali metallici), che subisce un'ulteriore lavorazione. L'attività mineraria è accompagnata dall'apertura del corpo geologico che la contiene. In questo caso, la massa rocciosa sterile - roccia ricoperta - viene rimossa dalle profondità.

Metodi di estrazione mineraria

L'estrazione mineraria viene effettuata in cinque modi principali: a cielo aperto (cava), sotterraneo (miniera), combinato, idrotecnologico (pozzo trivellato) e draga.

La stragrande maggioranza dei minerali solidi viene estratta dal sottosuolo utilizzando il metodo a cielo aperto (cava), che è più produttivo ed economico rispetto al metodo in miniera. I vantaggi del metodo di cava terminano quando la profondità delle riserve supera i 300 m e il rapporto di stripping (il rapporto tra la massa del minerale estratto e la massa delle rocce di scarto) è superiore a 8. Un altro svantaggio del metodo di estrazione della cava è l’aumento dei valori di diluizione del minerale (la quantità di roccia di scarto che entra nel minerale durante l’estrazione) e le sue perdite in profondità.

I valori medi delle perdite di componenti utili nel sottosuolo durante l'estrazione in cava in Russia riguardano carbone - 11%, cromite - 25%, minerali di piombo-zinco e ferro - 10% ciascuno, tungsteno e molibdeno - 14% ciascuno, stagno -7%.

La diluizione dei minerali durante l'estrazione in cava è generalmente piuttosto elevata, dal 5-8 al 20% e può raggiungere il 60% (vale a dire, il contenuto di componenti utili nel minerale commerciale è ridotto di oltre una volta e mezza). Una maggiore diluizione dei minerali riduce la qualità dei minerali effetti dannosi per il processo di ulteriore arricchimento del minerale.

Il metodo di cava viene utilizzato per l'estrazione di carbone (95% termico e 35% coke), materie prime non metalliche (industriali), molibdeno, rame-zinco, rame-nichel, ferro e altri tipi di minerali (quota di circa 70%) .

Il metodo di estrazione sotterranea o in miniera viene utilizzato per l'estrazione di minerali di oro, rame, polimetalli, ferro, tungsteno, carbone, ad es. per tipologie piuttosto costose di materie prime minerali, che si presentano sotto forma di vene sottili, strati, zone mineralizzate.

Il metodo di estrazione combinata viene utilizzato per l'estrazione di riserve minerarie con un'ampia estensione ipsometrica di giacimenti minerari. Con questo metodo, in primo luogo, le riserve degli orizzonti superiori vengono rimosse dal sottosuolo mediante estrazione a cielo aperto, quindi, dopo l'estrazione, le riserve minerali profonde vengono raffinate utilizzando il metodo minerario. Un tipico esempio dell'uso di questo metodo di estrazione sono i tubi di kimberlite contenenti diamanti.

Il metodo geotecnologico o di estrazione in pozzo viene utilizzato per estrarre specifici tipi di minerali che hanno uno stato liquido e gassoso (petrolio, gas, salamoie minerali e acqua dolce) o quelli che possono trasformarsi in questo stato con l'aiuto di semplici manipolazioni. Ad esempio, la lisciviazione dei minerali di uranio e fosforo con acido solforico nel sottosuolo; completamento delle perdite di minerali e minerali di bassa qualità nei contorni delle cave esaurite (rame, uranio, ecc.). A volte viene utilizzata la fusione sotterranea di zolfo e paraffine refrattarie con vapore.

Il metodo di dragaggio si distingue come un tipo separato, poiché combina contemporaneamente i processi di estrazione e arricchimento. Il metodo del dragaggio viene utilizzato nello sviluppo di depositi di oro, metalli del gruppo del platino, diamanti, cassiterite, ecc.

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