ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химия и природные ресурсы из "Химия и современность - Пособие для учителя" Назначение любого химического производства — превратить природное сырье в необходимые для человека химические продукты. При осуществлении этих превращений расходуются как сырье, так и энергия. Общее количество перерабатываемого сырья измеряется многими миллиардами тонн, а темпы увеличения промышленной продукции составляют от 5 до 7% в год. Достаточно сказать, что в 1980 г. производство цемента достигло 900 млн. т, стали— 715 млн. т, чугуна — 510 млн. т, минеральных удобрений — около 500 млн. т, серной кислоты — 133 млн. т, синтетического аммиака — около 70 млн. т. [c.62] Согласно прогнозам мировое производство стали в 1990— 2000 гг. возрастет по сравнению с 1970—1980 гг. в 2 раза, меди — в 2,5 раза, а алюминия—почти в 3 раза. [c.62] При такггх масштабах производства быстро истощаются традиционные естественные источники сырья. Встает проблема использования менее ценного сырья, что ведет к большим расходам энергии и к усложнению технологии химического передела сырья в целевые продукты. Уже сейчас ни одна страна мира не располагает всеми видами сырья в необходимых количествах. [c.62] Советский Союз занимает первое место в Ире по запасам железа, марганца, хрома, свинца и платины и второе место — по запасам золота, меди, цинка, никеля, титана, вольфрама и кадмия. [c.62] Намного хуже положение в США, где одна треть потребностей в марганце, кобальте, хроме, олове и 90 /о потребностей в алюминиевом сырье удовлетворяются за счет импорта. [c.62] Уже сейчас можно сказать, что эти прогнозы не оправдались. Но нельзя сбрасывать со счета, что резервы химических элементов на земле неизменны и ум ньшается быстрыми темпами та часть содержащих их природных ресурсов, которую выгодно в настоящее время использовать в качестве сырья. [c.62] Разумеется, что расчеты на основе данных таблицы указывают, когда произойдет полное истощение рудных запасов, если не будут приняты соответствующие меры. По значению ИИР можно выделить две группы металлов. К одной из них относятся практически все цветные и благородные металлы с ИИР 1,7% (золото, ртуть, олово, серебро, цинк, свинец, вольфрам, уран, медь, сурьма), а ко второй — черные металлы и алюминий с ИИР 1,3% (а также молибден, марганец, кобальт, никель, титан, железо, хром и калий). [c.64] Интересно отметить, что в связи с развитием атомной энергетики появляется новый источник сырья. К 2000 г. более половины производимых благородных металлов составят родий и палладий, выделенные из радиоактивных отходов ядерных реакторов. [c.64] Что касается неметаллов, применяемых в отличие от металлов чаще всего в форме химических соединений, то с их ресурсами дело обстоит намного лучше. В качестве сырья для получения неметаллов используются как простые неметаллические вещества (кислород, сера, азот), так и соединения (карбонаты, хлориды, асбест, гранит, фосфаты, песок, гравий, вода и др.). [c.64] Атмосферный кислород составляет лишь 0,013% от его общего количества, но и это в 1650 раз превосходит массу кислорода, необходимую для окисления всех органических веществ. [c.64] Запасы карбонатов, песка и глины, используемых в основном у производстве строительных материалов — цемента, бетона, стек- ла, значительны, и ограничения по их расходованию связаны лишь с необходимостью транспортировки. [c.65] Проблема обеспечения пресной водой обусловлена не ее ограниченным количеством, а неравномерностью распределения на земной поверхности и загрязненностью большей ее части. Химическая промышленность потребляет львиную долю расходуемой воды в качестве реагента, растворителя и в теплообменной аппаратуре. Поэтому необходима очистка сточных вод, а также внедрение водно-экономичных методов охлаждения и разработка технологических методов замкнутой циркуляции воды. [c.65] в условиях всевозрастающих расходов различных видов сырья возникает необходимость поиска новых их резервов. К их числу относятся разработка дополнительных источников сырья в литосфере, гидросфере и атмосфере переход к эксплуатации более бедных месторождений разработка эффективных методов рециркуляции металлов и других материалов использование альтернативных материалов. [c.65] Рассмотрим последовательно эти источники расширения резервов сырья. [c.65] Литосфера — это часть Земли, из которой до настоящего времени черпались все сырьевые ресурсы. Большинство известных рудных месторождений было обнаружено благодаря тому, что они имели выход на поверхность Земли, Такие открытия в будущем возможны лишь в мало исследованных районах, например в Восточной Сибири, на Крайнем Севере, и в труднодоступных горных районах. Поскольку наиболее богатые и обширные поверхностные месторождения руд уже открыты, основные усилия будут направлены на поиск так называемых слепых месторождений, не выходящих на поверхность. В этом поиске важнейшую роль должни играть геохимические методы разведки, которые включают химические анализы проб почвы, природных вод, растительности и органов животных (печень рыбы) на искомые или сопутствующие элементы. Например, уран сопутствует фосфору, и это обстоятельство позволило обнаружить на Кубе богатейшие месторождения фосфоритов. Возможности геохимической разведки значительно расширились после разработки новых методов анализа, в частности метода атомной абсорбции. [c.65] В водах морей и океанов нашей планеты растворе о 4,5 млрд. т урана и 6 млрд. т золота (по 1,5 т на каждого человека земли). К сожалению, концентрация этих металлов очень мала, и достаточно рентабельная технология их извлечения пока неизвестна. Возможно, что она будет сопутствовать процессам опреснения морской воды, когда такие процессы станут осуществлять в промышленных масштабах. [c.66] Открытым способом добывают и еще будут добывать длительное время лишь осадочные материалы — оксиды железа, алюминия, титана. Подземная добыча с помощью наклонных или вертикальных туннелей представляет большие технические трудности. Оказалось, что проще послать космонавтов для отбора лунного грунта на расстояние 400 тыс. км в космос, чем прорыть туннель глубиной 4 км. [c.66] Способы добычи — откачивание растворов и суспензий через буровые скважины и подземное выщелачивание — исключительно перспективны и уже сейчас широко используются для добычи нефти и серы. К сожалению, современные методы бурения (например, алмазный или ударный) ограничены из-за технических сложностей, и на смену им, по-видимому, придут методы с использованием взрыва, ультразвука, электрического поля, с помощью которых можно будет бурить скважины для перекачивания гидротермальных растворов. [c.66] Вернуться к основной статье