Как человек использует нерудные полезные ископаемые
Нерудное сырье представляет минералы или горные породы не относящиеся к ископаемому топливу или металлам.
Применение
Нерудное сырье используется:
- как строительный материал: песок, гранит, известняк, глина, каолин, доломит, мрамор;
- для производства удобрений: апатиты, фосфориты, калийные соли;
- для химического производства: сера, графит, пирит, апатит, охра, киноварь;
- для металлургической промышленности: флюсы: известняки, кварциты, флюорит, доломит, магнезит, огнеупорная глина;
- технические кристаллы: алмаз, пьезокварц, исландский шпат;
- камни для бытового и промышленного применения: изумруд, агат, малахит, бирюза.
Недостаток сырья, каким являются, например, оловянные, хромовые, молибденовые, ванадиевые руды, также как и энергетического — нефть и уголь, вызывает крупные осложнения в мировой экономике. Цена рудных полезных ископаемых определяется их доступностью, местонахождением, энергетическими потребностями добычи и обработки, количеством металла в руде и т. д. Кроме того известно, что основные источники сырья в 21 веке не изменятся.
О недостатке нерудного сырья не пишут так часто, как о недостатке руд или энергетических ресурсов. Однако эти материалы не менее важны, чем руды, и там есть такие которые являются объектом интенсивных поисков. Некоторые ученые все-таки рассматривают и эти материалы если закончатся ресурсы на Земле.
По состоянию на сейчас нерудные материалы встречаются настолько часто, что в их добыче самую важную роль играют транспортные расходы.
К редким, встречающимся лишь в нескольких местах в мире, относятся алмазы, хотя в последнее время для нужд промышленности стали производиться искусственные алмазы промышленным способом.
Распространенным нерудным сырьем является известняк, используемый для производства извести и цемента, который встречается во многих геологических образованиях там, где находятся осадочные горные породы. Но и тут геологи встречаются с проблемами: не каждый известняк подходит для добычи и производства цемента или извести. Кроме того не всюду, где встречается подходящий для добычи известняк, можно нарушить пейзаж огромным открытым карьером. Многие геоморфологические образования, возникающие в известняковых областях – карстовые районы (известняк, мрамор, гипс, каменная соль) внешне весьма интересные и охраняются законом.
Обработка
Если рудные материалы в большинстве случаев нуждаются в обработке (дробление, плавление – после чего получается рудный концентрат), нерудное сырье в этом почти никогда не нуждается и используется в том состоянии в каком добывается.
Но хотя нерудного сырья всюду достаточно, существуют весьма строгие правила и требования к его качеству для дальнейшего использования. Так, для производства стекла нужен только кварцевый песок. Присутствие окислов железа, марганца или титана придают стеклу нежелательный оттенок. Даже размер отдельных песчинок должен быть одинаковым, иначе возникают трудности при плавлении.
Подобными технологическими критериями руководствуются и при использовании группы глинистых материалов, к которой относится каолин – для производства фарфора и глина – для производства керамики. Принимается в расчет водопоглощающая способность, пластичность, изменение цвета и формы при обжиге, температура обжига и другие свойства, оказывающие влияние на качество конечного продукта.
Добыча
Добыча строительного материала также относится к области нерудного сырья.
Ведь даже нахождение и добыча обыкновенного гравия для строительства дорог не так проста, как может показаться на первый взгляд.
Для современного строительства нужны твердые бетоны, поэтому особенно важно выбрать горные породы, являющиеся их основой. Такая порода должна быть на первый взгляд прочной, но если она содержит хотя бы незначительное количество сульфидов, то уже не подходит. Сульфиды под действием климатических условий разлагаются, образуя сульфаты и серную кислоту, не только неблагоприятно действующие на качество бетона, но и подкисляющую воду, которая становится агрессивной и может разъедать стальную арматуру бетона. Такие горные породы оказывают влияние также на качество воды и окружающую среду.
Очевидно, что значение нерудного сырья в деятельности человека несколько занижено.
Нерудные строительные материалы чрезвычайно популярны. Единственный источник их получения – добыча и дальнейшая переработка различных видов горных пород вулканического и осадочного происхождения.
К нерудным материалам относятся:
- щебень;
- песок;
- гравий;
- керамзит.
Эти четыре вида строительных нерудных материалов пользуются большим спросом. Благодаря своим свойствам и характеристикам они нашли себе применение во многих отраслях. Это возведение автомобильной и железнодорожной инфраструктуры, производство железобетонных конструкций, сооружение мостов и промышленных комплексов, а также множество прочих сфер гражданского и индустриального строительства.
Для того чтобы раздробить скалу, применяют всевозможные дробилки. Самый популярный и экономный вид – щековая дробилка. Она расщепляет горную породу между своими рабочими поверхностями.
ЩЕБЕНЬ
Это самый широко применяемый строительный нерудный материал. Он бывает трех видов:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый.
Гранитный щебень – это самый прочный вид. Он добывается из твердой скальной породы – гранита. Большие глыбы этого материала сначала дробят на более мелкие куски, нередко даже путем подрывных работ, а затем уже размельчают на фракции различных размеров. Благодаря своей стойкости к механическим нагрузкам, гранитный щебень является лидером по использованию при укладке дорожной инфраструктуры.
Гравийный щебень менее прочен, в силу чего цена на него ниже. Материал получают посредством измельчения гравийных горных образований. Чаще всего применение гравийного щебня обусловлено только одним фактором – необходимостью удешевления строительных работ с учетом потери прочности построек.
Идущий третьим в списке нерудных материалов, щебень из известняка очень популярен из-за своей низкой стоимости. Это далеко не самый прочный и твердый материал, поэтому он нашел себе применение по большей части в народном хозяйстве в качестве компонента минеральных удобрений. Нередко известняковый щебень используется в полиграфии, а также при создании портландцемента.
ГРАВИЙ
Еще один завсегдатай строительных площадок – гравий. Он бывает горного, речного и морского происхождения и образуется в результате естественного распада горных пластов. Материал, добытый в реках или морях, имеет обтекаемые и сглаженные формы. Это дает ему преимущество при обустройстве детских площадок, пляжей и бассейнов. Что касается горного гравия, то у него более резкие формы и много плоских граней. Это делает его идеальным элементом для составления бетонных смесей, потому что подобная многогранность в разы увеличивает площадь соприкосновения цемента и камня.
Гравий – сыпучий материал, поэтому дорожки из него требуют бордюров
ПЕСОК
Без него не обходится практически ни один вид строительных работ. Песокотносится к осадочным породам нерудных материалов. Основные способы его добычи – это карьерные разработки. Материал можно также добывать и в местах естественного скопления воды, но такой метод очень дорог. Поэтому наиболее популярен песок, добываемый в карьерах и имеющий более низкую стоимость. Данный строительный материал используется в основном для приготовления бетонных смесей, входя в них в очень больших пропорциях в качестве наполнителя.
Речной и морской песок, несмотря на свою высокую стоимость, имеет неоспоримое достоинство – он очень чистый и практически не имеет посторонних примесей. Поэтому данный вид песка является гарантом надежной и крепкой бетонной смеси, используемой при ответственном строительстве.
Речной песок также используют в сельском хозяйстве для подготовки грунтовых смесей
КЕРАМЗИТ – САМЫЙ ЛЕГКИЙ ИЗ ВСЕХ
Керамзит получают путем обжига глиняной породы. Он может быть как гладкой формы, так и с острыми углами. Главной сферой применения данного нерудного материала является изготовление облегченных бетонных конструкций, в которых керамзит выступает в роли основного наполнителя. Помимо этого, его используют в декоративных целях и в качестве теплоизолирующей подсыпки. Нередко, применяя дробление, из керамзита делают песок, так же находящий себе применение в некоторых областях строительства.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вот основные категории подразделения нерудных материалов:
- плотность;
- происхождение;
- форма и размер фракций.
Плотный материал – тот, у которого его масса в одном кубическом сантиметре составляет более одного грамма. Если этот параметр меньше грамма, то такой материал называют пористым.
По происхождению нерудные материалы бывают двух видов: природные и искусственные. По форме и размеру классификация сводится к следующему. Если фракция больше 5 мм, то это крупный материал. Форма нерудных материалов может быть либо округлой и обтекаемой, либо со множеством сколов и плоских граней.
Нерудные полезные ископаемые – ископаемые, которые не имеют в своем составе металла или его процентное содержание очень низкое. В мире очень большое количество подобного сырья спрятано в недрах земли, а количество сфер его применения колоссальное. Их используют в технической, строительной, ювелирной, химической промышленности и в металлургии. Исторически сложилось так, что из этой категории вынесли жидкости и газы, что также относятся к нерудным ископаемым, остались только твердые материалы, в составе которых нет металла.
Классификация нерудных полезных ископаемых
Неметаллические ископаемые очень разнородны, поэтому их чрезвычайно сложно распределить по группам, создавая единую классификацию. К ним относится горнорудное, химическое сырье, строительные материалы и поделочные камни (драгоценные, полудрагоценные).
Более детальную классификацию видов полезных ископаемых предложил ученый Н.И. Ерёмина, разделив их по областям применения. Сюда входят такие материалы, как:
- Стекольно-керамические;
- Химические;
- Агрохимические;
- Камни для изготовления украшений;
- Металлургические;
- Цементные;
- Технические;
- Пьезооптические;
- Теплоизоляционное сырье.
Человек использует неметаллические полезные ископаемые каждый день – поваренная соль, драгоценности, нитратные или фосфатные удобрения и тд. Благодаря добыче этого сырья стало возможно строительство домов, производство техники, лечение некоторых заболеваний, создание косметики.
Несмотря на огромное количество неметаллических полезных ископаемых, есть несколько материалов, без которых человеку было бы обходиться чрезвычайно сложно.
Самые распространенные неметаллические ископаемые
Песок – это сырье для производства стекла, строительный материал, он содержит в себе много органических соединений и используется в больших количествах по всей планете. Для его добычи роются песчаные карьеры, используется огромное количество оборудования. Это многофункциональное нерудное ископаемое, без которого невозможно было бы строить здания, создавать изделия из стекла, развиваться в области техники.
Еще одно неметаллическое полезное ископаемое, которое распространено в мире – глина. Она используется в строительстве, изготовлении посуды и лечебных целях. Некоторые виды используют как красители в текстильной и даже пищевой промышленности. Благодаря большой пластичности и вязкости, она отлично подходит для изготовления посуды, фарфоровых и фаянсовых изделий. Из-за минерального состава, зеленую, черную и белую глину используют для лечебных целей. Она обладает отличными противовоспалительными и асептическими свойствами.
Сейчас практически все дороги покрыты асфальтом, благодаря которому можно комфортно передвигаться. Но, мало кто знает, что это полезное ископаемое используется не только в автодоре, но и в производстве электротехники, резины, лаков для гидроизоляции. Нерудные месторождения асфальта были найдены на берегах Мертвого моря – это огромные глыбы хрупкого черного материала. Его пластичность достигается благодаря смешиванию с минеральными веществами.
Одним из самых широко использующихся неметаллических полезных ископаемых по праву можно назвать алмаз. Он применяется не только в ювелирном искусстве, но и в строительстве. Камень очень плотный, что позволяет использовать его для бурения скважин, обработки металлов, в качестве хирургических инструментов. Благодаря его использованию, человечество получило возможность исследовать недра земли максимально глубоко.
Сера – еще одно неметаллическое полезное ископаемое, получившее широкое применение в быту человека. Она используется в химическом производстве для создания серной кислоты. Соединения серы можно найти в головках спичек, но ее содержание в них только 4,5%. Благодаря этому материалу, были совершены тысячи научных открытий, что помогли ускорить технический прогресс человечества.
Интересные факты о неметаллических ископаемых
В природе существует уникальный нерудный минерал – обсидиан или вулканическое стекло. Оно использовалось еще за долго до изобретения стеклянных изделий в качестве сырья для первых хирургических инструментов. Они были прочными и надежными, их не нужно было постоянно затачивать, а благодаря асептическим свойствам риск заражения был немного меньше.
Торф – это распространенное горючее полезное ископаемое используется не только для того, чтобы отапливать помещения, но и оказалось прекрасным консервантом. Тела, которые находят в торфяных залежах, подверглись естественной мумификации, и являются ценностью для археологов. Благодаря сохраняющим свойствам торфа, можно в точности воспроизвести внешность человека. Также, в нем находили останки животных, которые вымерли тысячи лет назад, что является чрезвычайно важным для археологов.
В мире существует не только естественный алмаз. Его синтетический аналог намного прочнее, но имеет более низкую стоимость и используется только в промышленных целях. Плотность этой неметаллической руды обуславливается правильностью кристаллической решетки, что возможно воспроизвести в лабораторных условиях. В естественном минерале атомы углерода расположены более хаотично.
В Тринидаде расположено озеро естественного асфальта, который накапливается на его поверхности и застывает. По рассказам местных жителей, ходить по нему очень опасно, ведь некоторые места, которые еще день назад были твердыми, как камень, превращаются в жидкие, затягивающие колодцы. Здесь добывается огромное количество сырья для строительства дорожного покрытия и производства резины.
Природа создала уникальные материалы, которыми мы пользуемся каждый день. Невозможно представить свою жизнь без неметаллических полезных ископаемых. Ученые постоянно трудятся над созданием синтетических аналогов, ищут новые месторождения ценного сырья, ведь всем запасам приходит конец. Добыча неметаллических руд в больших масштабах может не только повлиять на сейсмическую активность, но и привести к изменениям экосистемы земли.
Доброго всем дня, сегодня друзья я расскажу вам, что такое неметаллические, а значит нерудные полезные ископаемые, к которым относятся как различные минералы, так и другие горные породы.
Эти природные ресурсы в последнее время получили достаточно широкое распространение как в строительстве и народном хозяйстве, так и в других различных отраслям нашей промышленности и даже в ювелирном деле.
Осадочные породы для производства и хозяйственных нужд
За последние годы нерудные ископаемые по своей стоимости сырья и объему добычи намного опережают рудные ископаемые, так как с ростом технического прогресса изменилась сама специфика технологии их переработки и способы добычи.
Главной отличительной особенностью нерудного сырья этих ископаемых является его взаимозаменяемость, то есть один вид можно легко заменить другим.
Так гальку можно заменить щебнем, а песок заменить обычным песчаником.
Разнообразие свойств самого распространенного вида нерудных полезных ископаемых позволяет использовать их как:
- для металлургического производства в качестве флюсов и огнеупорных материалов,
- для производства минеральных удобрений и красок,
- для производства украшений и ювелирных изделий,
- для химического производства и технических нужд,
- для энергетики и строительных нужд,
в качестве таких природных материалов и сырья, как:
- абразивный корунд и исландский шпат,
- самородная сера и калийные соли,
- твердый гранит и белоснежный мрамор,
- огнеупорные глины и поваренная соль,
- поделочные камни и драгоценные минералы,
- природный песок и горючая нефть,
все эти осадочные породы расположены в платформенных и складчатых областях, и используются повсеместно в естественном виде.
Классификация нерудных ископаемых по группам
Нерудные полезные ископаемые как отдельная группа природного сырья весьма разнообразна, поэтому производится по двум типам параметров – по области использования и геологическому происхождению.
Что касается геологического происхождения, то эта группа платформенно-складчатых ископаемых в основном сформировалась путем длительного и многовекового метаморфического процесса образования минералов и горных пород под воздействием химического влияния высокой температуры и давления магмы земли.
Дальнейшего его накопления и осаждения в условиях теплого климата палеозоя на дне древних мелководных морей, при изменении физиологического состояния различных водных организмов и их структурно-текстурных преобразований.
Если рассматривать область использования нерудных ископаемых, то тут явно можно выделить четыре группы таких образований:
- горно-химическое сырье для удобрений – галит и самородная сера, карналлит и природная соль, полигалит и серный колчедан, апатит и барит, сильвинит и боросиликаты, бишофит и селитры, целестин и другие,
- горно-металлургическое сырье: для огнеупоров – доломит и кварциты, огнеупорные глины и магнезит, для флюсов – кварцит и известняк, флюорит и доломит, для формовки – пески и глины, для термической агломерации путем спекания – бентонитовые глины,
- строительные материалы – известняк и гранит, мрамор и песчаники, мел и гравий, диорит и кварцит, туфы и лабрадорит,
- ювелирные поделочные и драгоценные камни – янтарь и алмаз, яшма и топаз, рубин и бирюза, изумруд и малахит, агат и другие, а также самородный минерал графит, силикатный тальк и тонковолокнистый асбест.
Все эти группы природных образований получили широкое распространение не только в нашей стране, но и по всему миру.
История применения нерудных ископаемых в нашей стране
В связи с тем, что большинство нерудных образований не требуют особой обработки, поэтому их начали использовать в естественном виде еще в Древней Руси.
Так податливый известняк использовался при строительстве храмов и крепостных стен, а прочный цветной мрамор применяли для облицовки зданий.
Пожалуй, самым красивым материалом с богатой палитрой декора является ценная яшма, которую используют в нашей стране в качестве архитектурного оформления сооружений и интерьеров, в том числе и подземных станций метрополитенов.
Такие осадочные вещества как фосфор и азот, торф и калий не зря называют работники сельского хозяйства сырьем плодородия, поскольку повсеместно используются в агропромышленном производстве.
В качестве минерального удобрения они прекрасно повышают плодородие почв, в результате чего сельскохозяйственные культуры дают высокие урожаи.
Универсальным осадочным минералом считается горный доломит, который в результате метаморфической перекристаллизации способен превратиться в доломитовый мрамор.
Тонкомолотый доломит является превосходным средством в борьбе с насекомыми вредителями, так как его абразивная фракция способствует разрушению хитинового покрова насекомых. Доломитовая мука — прекрасный известковый раскислитель почвы.
Самое распространенное нерудное полезное ископаемое галит или калийные соли, которые способствуют росту растения, заставляя его лучше переносить сильную засуху и крепкий мороз.
Из красивых поделочных камней и драгоценных минералов во все времена мастера ремесленники делали превосходные украшения, а такие их базовые минеральные компоненты как алмаз и изумруд наравне с золотом и серебром отмечены в истории человечества периодами соответствующих лихорадок.
И в самом конце мне хотелось бы вскользь упомянуть о нерудном, а скорее жидком живом источнике всего живого на нашей земле — о природной воде, которая используется во всем мире повсеместно.
Ведь если безмерные чистейшие запасы воды иссякнут, то наша планета земля станет безжизненной, а сама жизнь на ней тут же прекратится.
Поэтому давайте же беречь и ценить все сказочные богатства, что дала нам в безвозмездное пользование наша щедрая природа.
А на сегодня это все. Надеюсь, вам понравилась моя статья о сказочных богатствах нашей природы, из которой вы узнали какие полезные ископаемые относятся к нерудным, где применяются и как классифицируются. Может быть, и вам приходилось использовать их, поделитесь вашими результатами в комментарии к этой статье. А теперь разрешите с вами попрощаться и до новых встреч.
Предлагаю Вам подписаться на обновления блога. Здесь вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.