Энциклопедии о полезных ископаемых для детей

Природные минеральные вещества, используемые в народном хозяйстве, называют полезными ископаемыми, а их скопления в недрах или на поверхности Земли — месторождениями. Полезные ископаемые бывают твердые, жидкие и газообразные. По области использования их делят на пять групп. Первую группу составляют топливно-энергетические минеральные ресурсы (уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы, уран). Во вторую входят руды металлов: черных (железо), цветных (медь, алюминий, цинк, олово), редких и благородных (ванадий, германий и др.). Третья группа — химическое сырье: сера, калийные соли, апатиты, фосфориты и т. д. Четвертая — строительные материалы, поделочные и драгоценные камни (гранит, мрамор, огнеупорное сырье, яшма, агат, алмаз и др.). Пятая — гидроминеральные полезные ископаемые (подземные пресные и минерализованные воды).

В недрах Земли имеется очень большое количество каменного угля — его предполагаемые запасы составляют, по некоторым данным, 15 трлн. т. Очень велики в недрах залежи железных руд. Имеются большие запасы горючих сланцев, торфа и природного газа. О масштабах добычи полезных ископаемых говорит такой факт: на каждого жителя нашей планеты их ежегодно добывают в среднем около 5—6 т.

В последние годы потребности в различных видах полезных ископаемых все увеличиваются.

Из разных мест геологи сообщают об открытии новых и новых месторождений полезных ископаемых. Достижения техники и технологии позволяют извлекать ценные вещества из самых бедных руд и самых труднодоступных месторождений.

Минеральные запасы недр не безграничны. И хотя природа может восстанавливать свои силы и в недрах Земли постоянно идет процесс образования, накопления минеральных богатств, темпы этого восстановления несоизмеримы, с сегодняшними темпами использования земных ресурсов.

Только за одни сутки в разнообразных печах и на электростанциях мира сжигают столько минерального топлива, сколько природа создавала в недрах за долгие, долгие годы. Сегодня подсчитаны общие запасы многих полезных ископаемых. С учетом темпов их добычи определены приблизительные сроки, в которые они могут быть исчерпаны.

По некоторым видам полезных ископаемых сроки эти невелики, поэтому отношение к минеральным богатствам должно быть очень бережным.

Необходимо повсеместно внедрять комплексное использование полезных ископаемых.

При таком способе использования полезных ископаемых всё, что поднято из недр Земли, подвергается комплексной переработке на горно-обогатительных и горно-металлургических комбинатах с помощью различных механических и физико-химических процессов. И на каждом этапе переработки извлекаются всё новые элементы. Отходы одного процесса служат ценным сырьем для другого.

В Советском Союзе есть уже много примеров этого комплексного метода добычи и переработки полезных ископаемых. На предприятиях цветной металлургии вместе с 12 основными цветными металлами из руды попутно извлекают еще 62 элемента. Так, вместе с медью и алюминием получают серебро, висмут, платину, платиноиды. Из месторождений природного газа начинают попутно добывать серу, гелий, а из угольных — редкие металлы. Даже пустую породу, которую приходится поднимать на поверхность, чтобы открыть доступ к ценным залежам, возможно использовать для изготовления строительных материалов.

Обогащение полезных ископаемых. Добытые из недр полезные ископаемые, как правило, нельзя сразу направить в металлургические печи или на тепловые электростанции. Уголь засорен кусками песчаника, известняка, глины; руды представляют собой твердую смесь минералов, самых разных веществ. Даже в богатой железной руде чистого железа редко бывает больше 50%, а в медных, свинцовых, оловянных, цинковых рудах — лишь считанные проценты или доли процентов этих важнейших металлов. Процесс выделения из полезных ископаемых наиболее ценного компонента, освобождение их от различных примесей называют обогащением.

Процесс обогащения руд начинается в мощных дробилках, где массивными стальными стержнями, конусами или шарами перемалывают, измельчают ископаемые, превращая крупные куски в мелкие.

Второй этап — сортировка перемолотых полезных ископаемых по крупности. Измельченную руду, уголь просеивают на вибрирующих решетах и ситах с «оконцами» разной величины. Крупные куски отправляют снова на дробление, остальное поступает на заключительную стадию обогащения.

На заключительной стадии крупинки ценных минералов отделяют благодаря их особым, только им присущим свойствам. Если они тяжелее других, применяют так называемый гравитационный способ. Различные по плотности минералы разделяют также в центрифуге, например отделяют алмазы от их менее ценных спутников. Многие металлические руды обогащают магнитной сепарацией, используя способность металлов притягиваться к магниту. На различной способности минералов проводить электрический ток основана электрическая сепарация.

Каждый минерал обладает своим особым цветом, блеском, формой, коэффициентом трения, по-разному взаимодействует с кислотами и щелочами. Все это используют при обогащении различных полезных ископаемых.

Самый распространенный способ обогащения — флотация (от французского flotation — плавание) — основан на различии в смачиваемости веществ водой. Хорошо смачивающиеся вещества называются гидрофильными, не смачивающиеся водой — гидрофобными. Гидрофобные вещества собирают вокруг себя пузырьки воздуха и поднимаются на поверхность. На этом их свойстве и основана работа флотационной машины. В ее больших резервуарах измельченную руду смешивают с водой, в которую добавляют особые вещества — пенообразователи. Сквозь эту смесь прогоняют воздух. Образуется огромное количество пены — мельчайших воздушных пузырьков. Они прилипают к частицам меди, серебра или свинца, но не прилипают к зернам примесей. Пустая порода тонет, а нужные частицы, хотя они и тяжелее, всплывают вместе с пеной. Главное достоинство флотации в том, что она позволяет выделить из руды любые содержащиеся в ней минералы.

.

В программе школьного курса окружающего мира заложено умение отличать гранит от мрамора, а кварц от известняка. Оно даже проверяется в итоговых тестах. Конечно, это не спецкурс по геологии, но к концу начальной школы дети должны ориентироваться в разнообразии камней, понимать их цикл существования, их роль в жизни человека, различия в использовании. Лучший способ изучить эту тему – практический, конечно. Не просто запоминать картинки в учебнике и верить на слово, что слюда блестит, а иметь возможность подержать ее в руках и подставить лучам солнца… Завести домашнюю геологическую лабораторию не сложно и даже не особо дорого. Рассказываем, что для этого нужно, где брать образцы для коллекций и какие первоначальные исследования можно проводить над камнями.

Фото: https://www.thehandmadehome.net/2015/05/geology-for-kids/

Какие камни нужны для коллекции?

Самые разные, какие только доступны вам в природе и в продаже. Под камнями мы подразумеваем небольшие образцы размером в несколько сантиметров, а не булыжники. Вот, например, список камней, с которыми дети знакомятся по курсу окружающего мира (согласно Атласу-определителю Плешакова):

аметист, антрацит,

бирюза, бурый уголь,

галит, голубой кварц, горный хрусталь, гранит

жемчуг

известняк

кальцит, каменный уголь, кварц, коралл, кремень

малахит, мел, молочный кварц, мрамор

пемза, песчаник, полевой шпат

ракушечник, розовый кварц

слюда

торф

янтарь

Конечно, это не обязательный список. Если нет возможности познакомиться с бирюзой или ракушечником в реальности – не страшно. В вашей коллекции могут быть и другие камни, которых нет в планах уроков, например, региональные экспонаты.

Где искать камни?

Изучите историю вашего региона и выясните, какие породы характерны для него. Например, в Алтайском крае есть ревневская яшма, из которой в 1843 году была изготовлена Царь-ваза (вы можете ее увидеть в Эрмитаже). Этот вид яшмы существует только на Алтае. Но несмотря на свою уникальность, его образцы можно совсем недорого приобрести у ремесленников или на Колыванском заводе. Таким образом, у вас в коллекции появятся не просто камни, а настоящие истории, рассказанные камнями.

Недорогие поделочные камни можно покупать не только у местных мастеров, но и через интернет. Некоторые отдают и бесплатно самые маленькие или бракованные образцы. Можно сразу купить готовый набор камней в специализированном интернет-магазине или заказать составленную по вашему списку коллекцию. Это не так дорого, как может показаться. Посмотрите цены тут и тут. Можно найти и другие магазины.

Фото: https://buggyandbuddy.com/rock-exploration-center/

Как изучать камни?

Если в вашем городе есть геологический кружок, предложите ребенку посещать его. На занятиях в таких кружках дети под руководством специалистов знакомятся с геологией и ее разделами. Обучение проходит в виде лекционных и практических занятий, часто устраиваются выезды на интересные геологические места, дети посещают специализированные музеи и выставки. В каждой поездке на геологическую практику у ребят имеется возможность самостоятельно найти какие-то породы и забрать образцы к себе в коллекцию.

Если кружка нет, можно проводить некоторые опыты и исследования и в домашних условиях. Причем, обойтись можно самыми простыми вещами для начала: лупой, фонариком, весами. С их помощью можно взвесить все образцы и определить самые тяжелые и самые легкие камни, обратите внимание ребенка, что одинаковые по размеру камни не обязательно будут одинаково весить. Камни можно изучить под лупой на вкрапления, понаблюдать за их свойствами при погружении в воду, уксус (например, вокруг известняка будут образовываться пузырьки воздуха). Приобретите для опытов лабораторные очки – все дети их обожают, к тому же они действительно не будут лишними. Опыт с уксусом проводите на свежем воздухе, чтобы ребенок не дышал его парами. Свои наблюдения можно записывать в специальный «журнал юного геолога» (дневник вольной формы), вклеивать в него фотографии, делать зарисовки.

Обзаведитесь хорошими атласами для определения камней. Дети часто приносят камни с улицы и хотят скорее узнать, что интересного в этот раз попалось им в руки. Атласы в этом могут помочь. Не будут лишними у вас дома качественные книги по геологии для детей: из них можно узнать много интересного – историю камней, их значение, применение, особенности.

Если увлечение геологией выходит на новый уровень, можно задуматься о приобретении специальных приборов: шкалы Мооса или карандашей определения твердости камней, лупы черного поля (она позволяет заглянуть внутрь прозрачных камней и увидеть всевозможные включения в них) и других полезных для геологов вещей.

Посмотрите вместе с ребенком видеокурсы по геологии. Проект «Наукасити» создал два таких: один для младшеклассников, другой – для детей постарше.

= Геология детям с Александрой Корниловой

Начальный курс для детей, знакомящихся с геологией. Курс состоит из 21 видеозанятия и рассказывает о том, что такое геология, минералы, сульфиды, окислы, силикаты, карбонаты, горные породы, поделочные камни, что такое геохимия, геммология, палеонтология и многое-многое другое. Со-ведущим курса является симпатичная мягкая игрушка, что располагает к себе детей, а простые объяснения сложных вещей делают этот курс действительно важным в самообразовании юного геолога. Предлагаем посмотреть первое занятие. Остальные – по ссылке .

= Геология с Евгением Лалаевым

Ребята познакомятся с объектами изучения геологии, узнают, какие разделы существуют у этой науки, научатся определять типы минералов по 6 признакам, типы камней по 3 признакам, узнают, что такое геологический разрез и научатся строить его самостоятельно, узнают о типах складок земной поверхности и разломов горных пород. Предлагаем посмотреть первое занятие курса, остальные – на канале.

К теме геологии мы обязательно вернемся, и поделимся с вами простыми опытами в домашних условиях, которые можно проводить даже с дошкольниками. Подписывайтесь на нас и вы ничего не пропустите!

– Редакция «Дети дома. Дети в школе»