Где на материке сосредоточены залежи рудных полезных ископаемых
Географические просторы африканского материка примечательны изобилием полезных ископаемых. Самые богатые рудные ископаемые источники расположились в южной и экваториальной частях континента. В северных и западных регионах также обнаружены залежи минералов и различных металлов, включая цветные и драгметаллы.
В целом африканский континент отличается и весьма широким разнообразием полезных ископаемых, большинство которых представлены месторождениями мирового значения. В плане международных поставок для металлургической промышленности ископаемые Африки представлены богатейшими рудами цветных и чёрных металлов.
Большим плюсом в этом контексте считаются минералы, включая магматические и осадочные полезные ископаемые, просторные залежи графита и угля, а также богатые месторождения природного газа и нефти. Но к числу основных и наиболее значимых в экономическом плане полезных ископаемых Африки всё же принято относить залежи алмазов и золота. Помимо прочего сегодня активно разрабатываются залежи редких урановых руд со средним содержанием урана в породах до 0,3%.
Если классифицировать все природные ископаемые ресурсы Африки с учётом их месторождения, то условно можно выделить несколько ключевых групп:
- горючие;
- цветные металлы;
- драгметаллы;
- драгоценные камни.
К первой группе преимущественно относятся нефть и каменный уголь, основные месторождения которых расположились не только на территории ЮАР, но также в Нигерии, Ливии и Алжире. Вторая группа представлена по большей части медной рудой, рудами сурьмы, марганца, олова, титана, алюминия и магния. Все эти полезные ископаемые в большинстве своём сосредоточены на территории Республики Конго, Камеруна, Замбии и ЮАР.
Драгметаллы, представленные в основном такими ценными металлами, как золото и платина, активно добываются в ЮАР. Здесь же сосредоточена большая часть добычи таких полезных ископаемых Африки, как драгоценные камни, в частности алмазов, которые относятся к последней из перечисленных групп. Добываемые алмазы широко применяются сегодня не только в ювелирном производстве, но также во многих промышленных отраслях.
Общие особенности и характеристики полезных ископаемых Африки
По характеру происхождения все полезные ископаемые, в частности те, месторождения которых нанесены на контурную карту полезных ископаемых, делятся на породы осадочного типа, а также метаморфические и магматические.
Существуют определённые закономерности, в соответствии с которыми все они размещены на территории африканского и других континентов. Как правило, магматические породы залегают в горных местностях, называемых складчатыми областями. Это обусловлено тем, что ценные руды образовались здесь из магмы и выделенных из неё горячих водных растворов.
Нередко ценные залежи образуются из излившейся наружу магмы, то есть, по сути, из застывшей лавы. Как правило, внедрение магматических слоёв образуется при условии активных тектонических передвижений, чем обусловлено расположение рудных ископаемых в складчатых областях.
Почему Африка богата рудными полезными ископаемыми?
Благодаря особым условиям формирования африканского плато в течение сотен тысяч лет множество рудных полезных ископаемых сосредоточились практически в каждой части континента, охватывая центральный, восточный, западный, северный и южный регионы.
Оруденение и сопутствующие ему процессы протекали по преимуществу в эпоху формирования древнейшей складчатости, а если точнее – это период начала палеозоя и докембрии. За счёт обнажения древнего платформенного фундамента в Южной и Экваториальной части Африки именно здесь и стали сосредотачиваться наиболее значимые рудные месторождения.
Какими полезными ископаемыми богата Южная Африка?
Если говорить о регионах Южной и Экваториальной Африки, здесь наблюдается сосредоточие самых богатых на Земле месторождений руды. Наиболее крупные хромитные залежи расположились в южной части Родезии, а на территории Нигерии активно разрабатываются месторождения вольфрама. Гана может похвастать изобилием марганцевых запасов, а остров Мадагаскар – крупнейшими залежами графитовых пород.
Ключевыми природными запасами полезных ископаемых на территории Южной Африки в экономическом плане считаются места добычи золота. В Южноафриканской республике сосредоточена основная часть золотых запасов, которые сформировались в кембрийскую эру.
Ветвь первенства по добыче олова, вольфрама, кобальта, свинца и меди в мире также принадлежит просторам южноафриканской республики. В этом регионе сосредоточены и урановые руды с относительно большим процентным содержанием урана (0,3%).
Какими полезными ископаемыми богата Северная Африка?
Больше всего на территории севера Африки, который не менее богат полезными ископаемыми, разрабатывается добыча таких металлов, как молибден, кобальт, свинец и цинк. Эти рудники сформировались в начальный период мезозоя, когда с географической точки зрения активно развивалось африканское плато.
Северный регион также богат марганцем, а на территории Марокко и севера Сахары активно разрабатываются нефтяные месторождения. Территория от Ливии до Атласных гор богата залежами фосфоритов, которые всё чаще используются в современной химической промышленности и в металлургии. Количество добываемых фосфоритов в этих краях составляет больше половины всех запасов фосфоритов в мире.
Чем представлены полезные ископаемые западной Африки?
Нефть и каменный уголь – основное богатство, сосредоточившееся в Западной части африканского плато. В современной практике проводятся активные разработки новейших методик по добыче нефтяных ресурсов в этих краях.
Если рассматривать ключевые, наиболее крупные нефтяные месторождения, то больше всего их можно встретить в дельте реки Нигер. В западно-африканском регионе также активно добываются и разрабатываются руды цветных металлов, железа, олова, а также танталовые руды.
Западно-африканское побережье – весьма уникальный регион. Его уникальность заключается в расположении здесь особо крупных бассейнов природного газа. Благодаря стабильной добыче ископаемых в месторождениях западно-африканского региона в этой части континента хорошо развита промышленная сфера. За последний десяток лет ключевые полезные, ископаемые Западной Африки в виде цветных металлов, стали основным подспорьем для активного развития химпрома, металлургической и машиностроительной отраслей.
Полезные ископаемые Восточной Африки
Полезные ископаемые Восточной Африки представлены широким разнообразием цветных и драгметаллов. Эту часть континента нередко называют «медным поясом», который простирается от Катанги до Конго, пересекая Замбию и восточные государства, где сосредоточены богатые месторождения урана, марганца, золота, платины, кобальта и меди.
Недра восточного региона богаты крупными запасами рудных ископаемых. В умеренных количествах здесь регулярно добывается платина, золото, медь, марганец, никель, торий, ниобий и железо. Местами присутствуют уникальные месторождения пьезокварца, серы самородной, поваренной соли и солей калия, гипса и слюды.
Надо сказать, что этот регион недостаточно хорошо развит в экономическом и промышленном плане, что существенно усложняет и замедляет добычу большей части этих природных богатств.
Полезные ископаемые Центральной Африки
Условно экваториальная часть, богатая рудными месторождениями, делится на два региона:
- Северо-гвинейский;
- Впадина Конго.
На современные карты африканского континента, где добывают полезные ископаемые, нанесены точки, в которых расположились основные месторождения ключевых минеральных, магматических, метаморфических и осадочных пород для каждого региона. Согласно таким картам и соответствующим таблицам, количество добываемых и добытых полезных ископаемых весьма неравномерно на территории всей Африки.
Во многом такая неравномерность обусловлена недостаточной изученности недр тех или иных регионов, включая Западную и Центральную часть африканского континента. С другой стороны территории таких стран, как Заир, Камерун и Габон, изучены более досконально, что позволяет с успехом добывать здесь драгметаллы и прочие ископаемые в южной части региона.
Если же говорить о ведущих позициях по добыче полезных ископаемых в центральном регионе, то особо стоит отметить месторождения марганца, олова, меди, технического алмаза и кобальта.
Недра центральных территорий богаты крупными месторождениями драгоценных и редкоземельных металлов, включая золото, палладий и платину. Здесь также активно развивается добыча урановых руд. Не менее активно на шельфе ведутся поиски предполагаемых залежей нефти. На территории Анголы между тем уже сегодня активно добывается гранит, мрамор и алмазы, а также возрождаются места добычи урана, фосфоритов, бокситов, марганца и железа.
Нельзя представить жизнь человека без металлических предметов – техника, посуда, здания, все это изготовлено благодаря постоянному производству. Но где этот процесс берет свое начало? Изначально, для получения сырья, используются минеральные руды, которые добываются в карьерах и шахтах.
Руда – это минеральные ресурсы, которые имеют в составе большое количество металлов. Из нее выплавляют сплавы, которые в дальнейшем используются в производстве. Внешним видом они напоминают камни, на которых есть блестящие вкрапления. Некоторые люди даже не догадываются, как выглядит стальная ложка, прежде чем она попадает в плавильные печи для переработки руды. Полезные ископаемые залегают глубоко под землей, поэтому их добывают шахтным и карьерным способом.
Какие существуют виды рудных ископаемых
В мире насчитывается более 200 категорий металлической руды, по типу превалирующего компонента, но ученые выделили обширную классификацию. Она меньше, поэтому пользоваться ей намного удобнее.
Стандартная классификация видов металлических руд, которая общепринята всеми странами выглядит так:
- Черные
- Цветные
- Драгоценные
- Редкие
Еще есть классификация по насыщенности – богатые и бедные. Она считается по количеству металлической части в руде. В железной – богатые от 50%, бедные от 20%. Цветные металлы добывать намного сложнее, а богатыми породы считаются от 6%. Бедные полезные ископаемые относятся к нерудным, ведь порода может оказаться источником силикатов, кремния или серы.
Цветная металлургия – одна из самых опасных для экологии Земли. Во время производства в воздух выбрасывается огромное количество вредных химических веществ, поэтому такие предприятия располагаются в дали от городов.
Железная руда – основа основ
Железная руда – это горная или вулканическая порода, которая имеет в своем составе большое количество метала, а ее переработка на производстве выгодна. Другими словами, если в камне меньше 20% железа, он не может считаться металлической рудой. Ее используют для выплавки металлов – стали, чугуна, сплавов.
Образуется железная руда тремя путями:
- Магматический;
- Метаморфизм;
- Осадочный.
Первый объясняется тем, что во время извержения вулканов, металлы расплавляются и смешиваются с горными породами, а вследствие текучести магмы, они вырываются на поверхность и застывают. Большинство примесей, которые имеют низкую огнеупорность, выгорают при высоких температурах, поэтому процент содержания железа в таких рудах очень высокий. Магматические полезные ископаемые – самые распространенные в мире, их месторождения находят в окрестностях вулканов, что потухли еще несколько тысячелетий назад.
Метаморфический процесс – это тоже следствие высоких температур. Вещества, которые находятся на большой глубине, подвергаются воздействию давления и нагревания, в результате чего, их кристаллическая структура меняется. Пласты, где залегают рудные полезные ископаемые, выходят на поверхность во время движения тектонических плит. Также, горные образования, под которыми залегают полезные ископаемые, со временем разрушаются, что облегчает добычу ценных материалов.
Главную роль в осадочном процессе образования железной руды играют ветер и вода, вод воздействием которых хрупкая горная порода вымывается, остаются только металлические костяки – железняк. Процентное содержание металла в этой руде самое большое, но, встречается он намного реже.
Подобный механизм осаждения имеет и золото, которое вымывалось из горной породы проточными водами. Этот процесс стал причиной золотой лихорадки в США. Сейчас небольшие страны занимаются подобным способом добычи драгоценного метала.
Добывать руду в промышленных масштабах начали еще до нашей эры. Этот процесс археологи отслеживали очень долго. Изначально, человек научился обрабатывать изначально бронзовую руду, затем железную и драгоценные металлы.
Добыча рудных полезных ископаемых позволила человеку развивать технологии, оружие, строительство и другие сферы.
Современное производство металла из руды
Руда представляет собой камень, в котором большое количество силикатов. Чтобы отсортировать богатые камни и пустую породу, используют электромагнитный сепаратор. Для отделения метала от руды, она дробится на мелкие части и обрабатывается химикатами. Этот процесс называется обогащением.
Очистка руд черных металлов
Есть несколько способов очистить руду – магнитными устройствами, кислотами, вибрационным методом, но сейчас, чаще всего используют флотацию. Для этого используют тяжелые жидкости и суспензии. Сосуд, куда помещается измельченная руда, наполняется раствором, и через него подается большой напор воздуха под давлением, в результате чего, металл с пеной поднимается вверх, а пустая порода осаждается на дно. Для выплавки металла из руды необходимы высокие температуры, в которых сгорают мелкие частички породы.
Это самый простой и быстрый способ обогащения, он не требует большого количества операций, и относительно дешевый. Получившиеся металлические частицы расплавляют в доменных или сталеплавильных печах, делая заготовки для дальнейшего использования в производстве.
Существует и нехимическая очистка – в вибрационных бункерах, где с помощью больших частот колебания, разрушается горная порода, превращаясь в песок она просыпается сквозь сито, а на поверхности остаются частички металла. Но это не всегда помогает полностью отделить породу от железняка, поэтому его комбинируют с химическим методом.
В доменных печах выплавляются чугунные заготовки для производства, чтобы из него получилась сталь, к нему добавляют примеси других сплавов, металлолом.
Обычно, заводы располагают в местах, где залегают полезные ископаемые, чтобы не терять время на перевозку.
Очистка руд цветных металлов
Цветные металлы намного реже встречаются в природе, по сравнению с черными. Их можно разделить на тяжелые (медь, бронза, свинец, никель, цинк, кобальт) и легкие (титан, алюминий, магний).
Один из самых распространенных примеров полезных ископаемых – алюминий. Бокситы и нефелиновые руды, они обрабатываются, в результате чего образуется глинозем – белый порошок, похожий на крахмал. Его химический состав – Al2O3. Чистый алюминий получают методом электролиза, когда под воздействием направленного тока, молекула преобразуется в катионы – Al+ и O-. Они оседают на противоположно заряженных электродах, в результате чего и получается чистый алюминий.
Извлеченный из глинозема металл, заливают в миксер, где происходит его смешивание с другими материалами, для придания ему нужных пластических свойств. Из полученного состава отливают алюминиевые чушки, которые отправляются на различные производства для дальнейшего использования.
Медь выделяется из медносульфидного концентрата, добываемый на рудниках. В его состав входит огромное количество металлов. Для отделения чистого материала, на металлургических предприятиях, используют пиротехнологии, которые предусматривают применение высоких температур. Механизм получения меди не отличается от переработки черной руды – используется метод осаждения – фторирование. В дальнейшем, концентрат отправляется на завод, где и происходит его дальнейшее очищение от примесей. Его переплавляют под воздействием высоких температур, для получения черновой меди.
Более чистый продукт получают путем электролиза.
После этой процедуры остается шлам, который содержит в себе небольшие частицы драгоценных металлов (платина и золото). Этот продукт также перерабатывают, для получения чистого сырья, но их концентрация в отходах незначительная.
Более редкие металлы получают чаще всего химическим и электролитным путем. Они относятся к рудным полезным ископаемым, но их извлечение – сложный процесс. Например, титан. В природе он встречается только в виде химических соединений, черной руде и других горных породах. Материал, в котором содержится титан называется ильменит, в его состав входит и оксид железа, отделить от которого сырье достаточно сложно. Изначально, он отправляется в плавильные печи вместе с углем, где и происходит разделение смеси на чугун и диоксид титана.
Для его разделения проводят хлорирование, в результате чего, получают тетрахлорид титана, это соединение уже не такое прочное, как с кислородом, поэтому из него легко получить чистый метал. Делают это с помощью магния – реакция называется восстановление. В процессе производства получается титановая губка, которая переплавляется на производствах для изготовления деталей самолетов, ракет и других деталей.
Мировые запасы руды
Руда, которая содержит металлы, очень важна для производства и технического прогресса человечества. По подсчетам ученых, на сегодняшний день в Земле содержится около 800 миллиардов тон железной руды. 80% всех залежей содержат бедные руды, в которых небольшое количество металла, а процесс их переработки достаточно трудоемкий.
Насчитывается несколько стран, на территории которых расположены богатые рудники. Например, в Китае – 8% от всего мирового запаса.
Одни из самых богатых стран – Россия (18%), Бразилия (17%), Австралия (14%), Украина (11%). Несмотря на эти цифры, Китай является бесспорным лидером производства черных металлов. Количество цветных металлов гораздо меньше, а их распространение подсчитывают по поясам – это большие бассейны, которые вытянуты на сотни километров.
Алюминиевых рудных ресурсов больше всего в Южной Америке и Австралии. Медные находятся в окрестности Кольдирьеров и Анд, поэтому мировое первенство по добычи этого метала принадлежит Чили. Второй по размерам пояс находится в Африке, на территории Замбии. В основном рудные полезные ископаемые залегают в местах высокой тектонической активности, изучая которые, аналитики проводят поиски новых месторождений. Россия в этом списке стоит на третьем месте.
Карта рудных полезных ископаемых составляется на основе аналитических исследований. Ученые изучают географические и исторические данные местности, оценивают близость к тектоническим разломам. Чаще всего, большие пласты скоплений руды находят в местах вулканической активности, где магма выходила на поверхность, вынося с собой огромное количество расплавленных металлов. При застывании они остались сверху, что облегчает добычу полезных ископаемых.
Добыча металлов иногда вредит экологической системе земли. Например, при закрытии медного карьера в США, его затопило водой, которая смешалась с химикатами, и является опасной для жизни. В окрестностях нет животных, там живут только устойчивые водоросли, которые адаптировались к агрессивной среде.
Рудные и нерудные полезные ископаемые постепенно истощаются, поэтому ученые разрабатывают новые способы получения сырья для производства. Некоторые редкие металлы синтезируют посредством воздействия химических элементов, но их количество уступает карьерному и шахтному способу добычи.