В чем заключается рациональное использование минеральных ресурсов
Правила рационального использования минеральных ресурсов.
Для предотвращения исчерпания минеральных природных ресурсов необходимо соблюдать принципы их рационального, экономного использования в любой хозяйственной деятельности: ( Принцип « Используй, охраняя и охраняй, используя»)
1.Создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых (в том числе и космические методы исследования).
2.Ресурсосберегающие методы добычи.
3.Комплексное (наиболее полное) использование минерального сырья.
4.Сокращение потерь полезных ископаемых на всех этапах освоения и использования запасов недр.
6.Сокращение отходов производства.
7.Использование вторичных ресурсов.
4.Безотходные (малоотходные) технологии.
Безотходная (малоотходная) технология — направлена на получение продукта практически без отходов или при малом их количестве.
Малоотходная технология должна обеспечивать:
-переработку сырья с использованием всех его компонентов;
-создание новых видов продукции с учетом ее повторного использования;
-использование замкнутых циклов.
1. Почему часто преобладает нерациональный подход к использованию природных ресурсов?
2. Что такое «генетические ресурсы» и в чем их значение для человека?
3. Какие меры необходимо предпринять для предотвращения исчерпания
природных ресурсов?
4.Назовите основные правила рационального использования минеральных
ресурсов?
В чем заключается рациональное использование минеральных ресурсов
Полезные ископаемые, извлекаемые из недр, называются минеральным сырьем. С повышением уровня жизни и развитием научно-технического прогресса потребности общества в минеральном сырье неуклонно возрастают. Постоянно расширяется количество полезных ископаемых, вовлекаемых в промышленное использование.
В древние времена человек довольствовался лишь 18 химическими элементами. Но с развитием науки и техники список используемых полезных ископаемых постоянно расширялся. К XVII в. человечеству требовалось уже 25 элементов, в XVIII в. — 29, в XIX в.— 47 и в середине XX в.— 80 элементов. Для удовлетворения неизменно возрастающей потребности общества из недр Земли извлекается огромное количество разнообразных полезных ископаемых и их руд. Так, в 60-х годах XIX в. во всем мире добывалось ежегодно около 225 млн. т важнейших минеральных веществ (угля и руд, содержащих железо, золото, серебро, цветные металлы). А в середине 60-х годов XX в. ежегодная общемировая добыча минерального сырья достигла примерно 10 млрд., т. е. за сто лет она увеличилась в 44—45 раз.
Добыча минерального сырья значительно опережает рост населения. Так, в период с 1950 по 1970 г. население земного шара увеличилось с 2,5 до 3,6 млрд, человек, т. е. примерно в полтора раза. За это время потребление каменных и бурых углей, железных и марганцевых руд, калийных солей и фосфатов возросло на земном шаре в 2—3 раза. Потребление нефти увеличилось в 4 раза, природного газа — в 5 раз, бокситов — в 9 раз и т. д. Рост потребности в минеральном сырье ожидается и в будущем.
В 1970 г. мировое потребление металлов на душу населения составило 345 кг (в том числе 331 кг — черных и 14 кг — цветных).
За свою историю человечество изъяло из недр около 50 млрд, т нефти, 5 млрд, т железа, 125 млрд, т угля и много других полезных ископаемых.
Сегодня нет такой отрасли промышленности и сельского хозяйства, которая могла бы обойтись без минерального сырья. Разнообразие минеральных ресурсов и степень их вовлеченности в хозяйственный оборот определяют уровень развития экономики государства.
Извлекая из недр огромные массы горных пород и руд полезных ископаемых, перемещая их на поверхность Земли и перерабатывая, человек тем самым производит колоссальную по масштабам геологическую деятельность. Очевидными ее результатами являются преобразование рельефа земной ловерхности, изменение химического состава почвенных слоев и биосферы, загрязнение окружающей среды и атмосферы. Вместе с тем стремительно уменьшается количество минерального сырья, остающегося в недрах. Человечество стоит перед реальной угрозой истощения недр.
Существует много противоречивых прогнозов относительно «сроков обеспеченности» человечества теми или иными видами минерального сырья. Например, американские ученые Г.. Ландсберг, Л. Фишман и Д. Фишер указывали в 1965 г., что обеспеченность США многими важными сырьевыми ресурсами находится значительно ниже возможного уровня спроса на них в 2000 году.
Вместе с тем минеральные ресурсы не являются беспредельными. Большинство полезных ископаемых относится к числу невозобновляемых природных богатств. Они образовывались в течение длительного периода в особых геологических условиях. Интенсивное использование минерального сырья в перспективе создаст дефицит по многим видам полезных ископаемых. Поэтому сегодня как никогда актуальной становится проблема рационального использования минеральных ресурсов.
Рациональное использование минерального сырья предполагает решение следующих практических задач: 1) вовлечение в хозяйственный оборот бедных руд и уменьшение потерь при добыче и переработке полезных ископаемых; 2) комплексное пспользование минерального сырья; S) утилизация вторичного сырья; 4) улавливание газов » ныли перерабатывающих сырье заводов.
В’ настоящее время в первую очередь разрабатываются месторождения, руды- которых содержат значительный процент полезного компонента. Однако количество таких месторождений быстро сокращаете*. А бедные руды разрабатывать в бальшлмктве случаев* неэкономично. Достижения научио-техинчеекога прогресса позволят ускорить вовлечение в; производство худшего по качеству минерального егерь».. Например, в начале: века промышленными считали руды, содержащие 5—6% меди. А сегодня используются медиые руды, с концентрацией полезного компонента 0,5—Оуй%. В будущем процент содержания меди снизится еще: больше. Уже. сейчас технически возможно, разрабатывать руды, » которых содержится 0,24% свинца-; причем коэффициент извлечения полезного компонента составляет 05-—70% ■
К сожалению, нередко еще велики потери и при добыче и переработке минерального сырья. Например, при разработке месторождений в недрах остается до 60—70% разведанных запасов нефти, 20—45% угля, 25% черных металлов, 20% РУД цветных металлов и т. д.
Большинство месторождений являются комплексными и обычно содержат целый ряд полезных компонентов. Так, в нефтяных месторождениях попутными компонентами являются газ, сера, йод, бром, бор, ванадий, титан, никель и др.; в газовых — конденсат, гелий, сера, азот; в ископаемых углях — сера, германий, глинозем, редкие металлы и рассеянные элементы. Железные руды помимо железа содержат титан, ванадий, кобальт, свинец, медь, цинк,, кадмий, индий, таллий, германий, бор, серу, фосфор н другие элементы. В месторождениях полиметаллических руд в различных соотношениях содержатся олово, медь, никель, кобальт, вольфрам, молибден, золота;, серебро, платиноиды и целый, комплекс редких металлов.
В связи е этим большое экономическое значение приобретает нроблема комплексного- использования минерального сырья.
Благодаря достижениям науки и техники постоянно расширяется список химических элементов, извлекаемых из минерального сырья. В цветной металлургии насчитывается 11 профилирующих металлов. Но из руд цветных металлов извлекалось в 1940 г. 34 элемента, в 1950 г. — 43, в 1960 г. — 66 и в 1970 г. — 74 элемента. На предприятиях цветной металлургии в настоящее время производится почти все количество серебра, висмута, платины и платиноидов, значительная часть золота, а также цинк, свинец, медь, олово, ртуть, кадмий, молибден, рений, германий, галлий, таллий, селен, теллур, кобальт и другие ценные элементы. Здесь же получают около 20% производимой в стране серной кислоты.
Если недавно из бокситов получали только окись алюминия, то в настоящее время разработаны способы использования и остающегося красного шлама. Он является источником литейного чугуна, глинозема и вяжущих строительных материалов. Фосфоритовые руды могут являться сырьем для получения фтора и урана.
Химическая технология и химические процессы позволяют получать редкие и рассеянные элементы, содержание которых в земной коре очень мало — от сотых до миллионных долей процента (литий, бериллий, кобальт и др.). Они дают возможность извлекать из золы некоторых сортов каменных углей германий, содержащийся в них также в ничтожно малых количествах.
Долгое время использование в промышленности редкоземельных элементов ограничивалось невозможностью разделения их на отдельные составляющие. Элементы данной группы имеют близкие свойства, что затрудняет их отделение друг от друга. Советские ученые разработали технологию выделения многих из этих элементов. Она основана на использовании малых различий в растворимости соединений, образуемых редкоземельными элементами. В настоящее время отдельные элементы данной группы и их соединения находят эффективное применение в промышленности: соединения европия и иттрия — в цветном телевидении, соединения гадолиния, европия и самария — в атомной энергетике.
Серу получают в качестве побочного продукта при переработке нефти. В Японии на установках по обессер-ниванию импортной нефти извлекается около 90 тыс. т элементарной серы. Стоимость 1 т серы, полученной на нефтеочистительных заводах Японии, составляет 37— 42 долл, при стоимости добываемой в стране самородной серы более 56 долл.
Комплексный подход используется и при эксплуатации подземных вод. Например, при разработке подзем-йых йодо-бромных вод достаточно высок процент извлечения йода и брома. Однако другие полезные компоненты фце не улавливаются, хотя могут дать значительное количество дополнительных химических элементов.
Многие геотермальные (горячие) воды, помимо того что они содержат энергию в форме теплоты и давления. Содержат и целый ряд важных минеральных компонентов. Часто энергетическая ценность геотермальных вод перекрывается стоимостью растворенных в них ценных химических элементов. Полезными оказываются и сами «отработанные воды», от которых взяты энергия и химические элементы. Они используются для ирригационных целей и в качестве удобрений.
При разработке месторождений открытым способом в отвалы поступают огромные количества вскрышных пород. Их масса непрерывно возрастает, особенно в связи с вовлечением в производство менее богатого сырья. В условиях современных достижений науки и техники бтвалы рудников, обогатительных фабрик и металлургических заводов могут рассматриваться как поверхностно залегающие руды. На их добычу и разработку не требуется таких значительных капиталовложений, как в добывающую промышленность. Вскрышные породы могут быть широко использованы для производства строительных материалов, изготовления цемента, извести, стекла, силикатного кирпича, огнеупоров и формовочных материалов, как сырье для фарфоро-фаянсовой и бумажной промышленности и в дорожном строительстве. Например, вскрышные мело-мергельные породы, перекрывающие железорудные месторождения Курской магнитной аномалии, пригодны для производства извести, цемента. Потребность в таких материалах весьма значительна во всех районах страны, а себестоимость их при попутной добыче, как правило, ниже, чем на специализированных предприятиях.
Несмотря на огромное практическое значение проблемы комплексного использования минерального сырья, здесь еще имеется много неиспользованных резервов. До сих пор не извлекаются полностью ценные компоненты, содержащиеся в железных рудах. Нередко при обогащении железных руд эти компоненты, в частности цветные металлы, теряются в отвалах.
Не всегда полностью используется попутный нефтяной газ на нефтепромыслах. На каждую тонну добытой нефти приходится I5G—200 ма нефтяного газа. В нем наряду с бензином содержатся такие ценные виды- углеводородного сырья, как пропан и бутан. Несмотря на это, во всем мире немалая часть попутного нефтяного газа еще сжигается в факелах, так как для. его- улавливания необходимо строительство специальных газоперерабатывающих установок.
Человечество ищет пути более высокой и эффективной утилизации металлов, с тем чтобы реже обращаться- к запасам руд, содержащихся в недрах земли. Поэтому в проблеме использования минерально-сырьевых ресурсов важное значение имеет широкое вовлечение в производство вторичного сырья, в частности отходов обогатительных фабрик и металлургических заводов. Например-, сегодня в развитых индустриальных странах получение меди на 3#—4’0’% основывается на утилизации вторичного сырья.
Вблизи заводов черной и цветной металлургии,, тепловых электростанций скапливаются огромные количества шлаков — отходов, образующихся при выплавке, рафинировании и переплавке металлов и сплавов, а также золы и шлаков от сжигания энергетических углей. Вторичное использование шлаков — важный резерв получения дополнительной продукции и значительной экономии финансовых, трудовых и материальных затрат. В’ условиях научно-технического прогресса все больше утверждается комплексный подход к использованию шлакот Металлургические шлаки могут быть использованы в качестве сырья для дополнительного получения — доиз-влечения ценных компонентов (металлов и других химических элементов), а также для производства различных видов строительных материалов и минеральных удобрений. Так, на некоторых заводах цветней металлургии из шлаков не только производят строительные материалы, но и извлекают такие ценные цветные металлы1, как цинк, свинец, медь.
В Балхашской степи ввгреела гряда искусственных холмов. Это довоенные отвалы Коуирадекого рудника-. Они состоят почти из- пустой породы, в каждой тонне которой содержится всего 260 граммов меди. Но- неемотр-я на это, недавно они стали источником дополнительного получения меди с помощью простой химической реакции. На вершину холма закачивается вода, разбавленная серной кислотой. Просачиваясь через толщу горн, она растворяет содержащие медь минералы и несет их
Наиболее эффективным направлением использования шлаков и золы тепловых электростанций, работающих на угле и торфе, является производство стеновых материалов, специальных бетонов для гидросооружений, неорганических вяжущих веществ, материалов для дорожного строительства и т. д.
Невосполнимыми отходами, обычно безвозвратно терявшимися в ходе производственного процесса, являются разнообразные газы и пыли заводов, перерабатывающих минеральное сырье. Особенно велики отходы с газами и пылью, которые выбрасываются в воздух предприятиями металлургической, цементной, нефтеперерабатывающей, химической промышленности и теплоэнергетики. На некоторых заводах цветной металлургии ежегодно в виде мельчайшей ныли выносятся в атмосферу многие сотни тонн цинка, свинца и значительное количество редких металлов. Наибольший удельный вес в газообразных выбросах приходится на соединения, содержащие углерод и серу.
Сера может быть получена из отходящих газов теплоэлектростанций, работающих на нефтяном топливе. Одна теплоэлектроцентраль мощностью в 1 млн. кВт, работающая на угле, каждый час выбрасывает в атмосферу до 15 т сернистых газов и до 6 т сернистой золы. При переработке медно-никелевых руд образуются сернистые газы, из которых получают серную кислоту.
На фосфорных заводах в воздух выбрасывается окись углерода, содержащая примеси фосфорина. При производстве 1000 т серной или азотной кислоты в воздух выделяется 20 т окислов азота и сернистого газа. Установка очистного фильтра только на одной мартеновской печи позволяет предотвратить выброс в воздух ©коло 12 т пылевидных частиц железа в сутки.
Улавливанию ценных компонентов из пыли и газов уделяется с каждым годом все больше внимания. Это не только сохраняет ценное сырье, на разведку, добычу, и переработку которого затрачиваются значительные финансовые, трудовые и материальные ресурсы, но и предупреждает загрязнение окружающей среды. t
Сейчас более 50% общего прироста производства серы в мире получают из природных и попутных газов.
В области рационального использования полезных ископаемых, сокращения потерь при их добыче еще многое зависит от успехов в развитии научно-технического прогресса, разработки новых методов и технических схем.
Рациональное использование минеральных ресурсов
К рациональным подходам к извлечению и переработке природных минеральных ресурсов относятся:
— максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
— рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений;
— экономное и безотходное использование сырья в производстве;
— глубокая очистка и технологическое использование отходов производства;
— вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
— использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;
— использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;
— разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства;
— применение энергосберегающих технологий и т. д.
Некоторые из современных производств и технологий отвечают многим из этих требований, но вместе с тем нередко они еще не стали нормой производственной сферы и природопользования в мировом масштабе. Например, отходы производства представляют собой неиспользованное вещество, на создание которого затрачен определенный труд. Отсюда выгоднее использовать отходы в качестве исходного сырья для производства различных видов продукции.
Полное использование отходов возможно путем создания замкнутых технологических процессов, объединения мелких предприятий в крупные производственные комплексы, где отходы одних могут служить сырьем для других. В этом случае значительно повышается эффективность использования природных ресурсов, но и до минимума сводится химическое загрязнение природной среды.
Для восстановления нарушенных ландшафтов необходимо проведение рекультивации. Вы знаете, что рекультивация — это процесс искусственного восстановления нарушенных земель.
Технический этап рекультивации начинается со снятия и складирования плодородного слоя, который помещают в бурты и хранят до окончания всех работ. Впоследствии его наносят на выровненную поверхность. Биологический этап рекультивации включает внесение удобрений, орошение, посев многолетних трав, сельскохозяйственных культур, посадку деревьев, кустарников. Порядок работ определяется видом и проектом рекультивации. Плодородные земли используют для сельскохозяйственной рекультивации, малопригодные — для лесохозяйственной. Некоторые карьеры могут использоваться под водохранилища, пруды, водоемы и т. д.
Полнота и комплексность использования минеральных ресурсов рассматриваются как один из путей рационального природопользования. В природе практически не бывает чистых руд, содержащих лишь один металл. Кроме основных компонентов, в них содержится целый ряд попутных ценных включений. Однако извлечение их из руды производится не всегда, хотя в ряде добывающих отраслей накоплен опыт (рис.17).
Важнейшие направления — использование вторичных ресурсов, политика ресурсосбережения. Применение вторичных ресурсов (металлолома, макулатуры, золы ТЭС), сокращение расхода материалов и энергии на единицу изделия (облегчение техники), экономия сырья и энергии позволят в значительной степени решить проблему истощения ресурсов. Нынешние масштабы экономии нельзя считать удовлетворительными.
Выработка 1 кВт-ч энергии в стране ва современных установках требует 240 г условного топлива, на устаревших установках —400—500 и даже 600 г, а в среднем 326 г. Поэтому только внедрение новых технологий даст значительный эффект.
Широкое использование новых материалов и видов топлива является перспективным направлением рационального природопользования. Синтетические алмазы, пластмассы, керамика и другие композиционные материалы, обладая ценными свойствами, успешно конкурируют с традиционными ресурсами.
Рис.17. Схема комплексного использования минеральных ресурсов.
(на примере апатит-нефелиновой руды.)
Создание новых технологий должно сочетаться с грамотной экологической экспертизой всех, особенно широкомасштабных проектов в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и других видах деятельности человека. Проводимая специальными независимыми органами, такая экспертиза позволит избежать многих просчетов и непредсказуемых последствий реализации этих проектов для биосферы.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Примеры рационального использования минеральных ресурсов
Использование минеральных ресурсов
Минеральные ресурсы, или ресурсы недр земли, которые называют также полезными ископаемыми или минеральным сырьем, как и топливно-энергетические ресурсы, являются основой развития современной индустрии и научно-технического прогресса.
Многие отрасли промышленности полностью или частично базируются на минеральном сырье: черная и цветная металлургия, химическая промышленность, электростанции, работающие на минеральном топливе, строительная индустрия и др. Основная отрасль тяжелой индустрии – машиностроение с его многочисленными направлениями работает на минеральном сырье и минеральном топливе. Дальнейшее развитие мирового хозяйства немыслимо без широкого использования топливно-энергетических и минерально-сырьевых ресурсов.
К настоящему времени все ископаемые вещества (твердые, жидкие и газообразные) и геотермальная энергия сосредоточены в верхних частях земной коры. Среднее содержание химического элемента в земной коре называется кларком данного вещества. Более 99% массы земной коры составляют кларки восьми элементов: кислород – 47%; кремний – 29,6; алюминий – 8,1; железо – 4,7; кальций – 3; натрий – 2,5; калий – 2,5; магний – 1,9%;
В течение последних десятилетий в большинстве стран мира в связи с расширением масштабов производства имеет место рост суммарного потребления минеральных ресурсов и потребления их на душу населения, увеличиваются темпы роста добычи и использования.
Основной путь рационального использования полезных ископаемых как источников сырья и энергии состоит в совершенствовании способов добычи для повышения коэффициента извлечения их из недр при разработке месторождений, уменьшении отходов при добыче, в процессе обогащения и переработки, полная утилизация всех полезных компонентов.
Следует постоянно совершенствовать технологию производства – методы и способы превращения ресурсов в необходимую продукцию, природные материалы заменять синтетическими. Большое значение имеет расширение работ по геологической разведке с целью создания потенциальных запасов минерального сырья. При разработке минеральных ресурсов необходимо соблюдать комплекс мероприятий, направленных на охрану прилегающих к горнодобывающим предприятиям таких компонентов природной среды, как почва, растительность, рельеф местности, состав атмосферного возраста. Совершенствовать процессы добычи и использования полезных ископаемых в направлении более полного удовлетворения требованиям охраны окружающей среды и экологизации производства.
Широкое распространение в связи с проблемой сохранения природы приобретают идеи контроля окружающей природы как формы научного наблюдения, включенного в технологию рационального природопользования. Сейчас этот вопрос очень актуален, т.к. если человечество не поймет всей важности происходящего, это может грозить ему экологической катастрофой.
Ежегодно из недр земли извлекается 100 млрд. тонн минеральных ресурсов, включая топливные, из которых 90 млрд тонн превращается в отходы. Поэтому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды — две стороны одной медали. Например, при производстве 1 тонны меди остается 110 тонн отходов, изготовление одного золотого обручального кольца — 1,5 — 3 тонны отходов и т.д. Если в начале XX века в хозяйстве человека использовалось 20 химических элементов таблицы Менделеева, то сейчас — более 90. За последние 40 лет глобальное потребление минеральных ресурсов возросло в 25 раз, а отходов производства в 10-100 раз больше.
Металл №1 для промышленности — железо. Запасы руд с высоким содержанием железа постепенно исчерпываются, а потребность человечества в железе за вторую половину XX века увеличилась в десятки раз. Появились новые технологии, позволяющие извлекать этот металл из бедных руд.
Другой важный металл — медь. Если в начале столетия для переработки использовались руда, в которых содержание меди было не менее 3%, то сегодня — даже 0,5% этого металла. Медь нужна электропромышленности и автомобилестроению, поэтому в течение столетия производство меди возросло в 22 раза, а количество отходов не меньше чем в 50 раз.
США экологи называют материальным чудовищем. В течение жизни на одного американца расходуется 15 тонн железа и чугуна, 1,5 тонн алюминия, 700 кг меди, 12 тонн глины, 13 тонн поверенной соли, 500 тонн стройматериалов, в том числе 100 м3 древесины. В Японии на одного жителя приходится 50 тонн минерального сырья. Если все страны начнут потреблять столько же ресурсов, сколько США, то человечеству потребовалась бы площадь, равная 3 площадям Земли.
Запасы минерального сырья на планете ограничены и быстро истощаются. Разные виды ресурсов могут быть исчерпаны в ближайшие 30-50 лет. Возможно, в ближайшие 20-30 лет будут исчерпаны запасы свинцовых и цинковых руд, олова, золота, серебра, платины, асбеста, а затем прекратится добыча никеля, кобальта, алюминия и других. Запасы фосфорного сырья истощаются на глазах. Достаточно скоро цены на фосфорные удобрения, производимые из наземного сырья, резко повысятся.
А затем фосфор придется поднимать с морских глубин, который попадает туда из горных пород, через поля, на которые они выносятся как удобрение, затем с бытовыми стоками в море. И этот «золотой» фосфор будет использоваться в сельском хозяйстве.
Во времена существования СССР считалось, что наша страна самая богатая всеми видами природных ресурсов. В 2 раза снижалась добыча апатитов. После распада страны РФ лишилась месторождений хрома и марганца, без которых нельзя производить высококачественную сталь.
Как остановить или замедлить этот процесс истощения ресурсов? Единственная возможность — смоделировать в промышленности биосферный круговорот веществ. Нужно чтобы полезные элементы, содержащиеся в сырье, не попадали на свалки, а многократно использовались. В этом случае отходы производства и потребления — это уже не отходы, а вторичные материальные ресурсы. Дмитрий Иванович Менделеев говорил: «В химии нет отходов, а есть лишь неиспользованное сырье».
Некоторые ученые считают, что можно сократить потребление первичных ресурсов примерно в 10 раз, что позволит перейти к устойчивому развитию экономики на основе новых научно-технических разработок. Есть ли положительные примеры в этой области? Да. Правительства Дании, Германии, Австрии включили в свой экологический план радикальное сокращение расходов первичных ресурсов (о 90% снижении расходов первичных ресурсов заявила Австрия).
Программа рационального использования минеральных ресурсов
Поэтому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды — две стороны одной медали. Например, при производстве 1 тонны меди остается 110 тонн отходов, изготовление одного золотого обручального кольца — 1,5 — 3 тонны отходов и т.д. Если в начале XX века в хозяйстве человека использовалось 20 химических элементов таблицы Менделеева, то сейчас — более 90. За последние 40 лет глобальное потребление минеральных ресурсов возросло в 25 раз, а отходов производства в 10-100 раз больше.
Металл №1 для промышленности — железо.
Запасы руд с высоким содержанием железа постепенно исчерпываются, а потребность человечества в железе за вторую половину XX века увеличилась в десятки раз. Появились новые технологии, позволяющие извлекать этот металл из бедных руд.
Другой важный металл — медь. Если в начале столетия для переработки использовались руда, в которых содержание меди было не менее 3%, то сегодня — даже 0,5% этого металла.
Медь нужна электропромышленности и автомобилестроению, поэтому в течение столетия производство меди возросло в 22 раза, а количество отходов не меньше чем в 50 раз.
США экологи называют материальным чудовищем. В течение жизни на одного американца расходуется 15 тонн железа и чугуна, 1,5 тонн алюминия, 700 кг меди, 12 тонн глины, 13 тонн поверенной соли, 500 тонн стройматериалов, в том числе 100 м3 древесины. В Японии на одного жителя приходится 50 тонн минерального сырья.
Если все страны начнут потреблять столько же ресурсов, сколько США, то человечеству потребовалась бы площадь, равная 3 площадям Земли. Запасы минерального сырья на планете ограничены и быстро истощаются. Разные виды ресурсов могут быть исчерпаны в ближайшие 30-50 лет. Возможно, в ближайшие 20-30 лет будут исчерпаны запасы свинцовых и цинковых руд, олова, золота, серебра, платины, асбеста, а затем прекратится добыча никеля, кобальта, алюминия и других.
Запасы фосфорного сырья истощаются на глазах. Достаточно скоро цены на фосфорные удобрения, производимые из наземного сырья, резко повысятся. А затем фосфор придется поднимать с морских глубин, который попадает туда из горных пород, через поля, на которые они выносятся как удобрение, затем с бытовыми стоками в море. И этот «золотой» фосфор будет использоваться в сельском хозяйстве.
Во времена существования СССР считалось, что наша страна самая богатая всеми видами природных ресурсов.
В 2 раза снижалась добыча апатитов. После распада страны РФ лишилась месторождений хрома и марганца, без которых нельзя производить высококачественную сталь.
Как остановить или замедлить этот процесс истощения ресурсов? Единственная возможность — смоделировать в промышленности биосферный круговорот веществ.
Нужно чтобы полезные элементы, содержащиеся в сырье, не попадали на свалки, а многократно использовались. В этом случае отходы производства и потребления — это уже не отходы, а вторичные материальные ресурсы. Дмитрий Иванович Менделеев говорил: «В химии нет отходов, а есть лишь неиспользованное сырье».
Некоторые ученые считают, что можно сократить потребление первичных ресурсов примерно в 10 раз, что позволит перейти к устойчивому развитию экономики на основе новых научно-технических разработок.
Есть ли положительные примеры в этой области? Да. Правительства Дании, Германии, Австрии включили в свой экологический план радикальное сокращение расходов первичных ресурсов (о 90% снижении расходов первичных ресурсов заявила Австрия).
Правила ресурсосбережения необходимо соблюдать при добыче строительных материалов. Известно, что односторонний спонтанный производитель берет от месторождения только то, что ему нужно, без комплексного подхода; разрабатывает месторождение в местах, где ему выгодно.
Такой способ действий недопустим с позиции рационального природопользования и охраны окружающей среды. Он наносит непоправимый ущерб естественным природным ландшафтам, их целостности и устойчивости.
Надо отметить, что ужесточение лицензионных обязательств не спасает положения.
Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, соблюдения режима эксплуатации месторождений, организации и ведения мониторинга силами разработчика, производства рекультивации реабилитации ландшафта.
Резервами в экономии минеральных ресурсов являются более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее редкими материалами.
Так, современная металлургическая промышленность может работать на 40% и более на вторичном сырье. Горячая вода, полученная как побочный продукт в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, может использоваться для обогреваний зданий. В то же время почти одна треть тепла, которое вырабатывается при сжигании топлива на предприятиях цементной промышленности, в мартеновском производстве, рассеивается в окружающей среде вместе с отходящими газами.
Подсчитано, что почти 70-80% потребностей народного хозяйства в энергии, топливе, сырье и материалах могут быть удовлетворены за счет экономии. В частности, 20-25% металла, заключенного в изделиях, выбрасываемых на свалку, может быть использовано и снова вовлечено в оборот при незначительных затратах, а еще 40-45% — при специальной обработке.
Еще одним резервом сбережения и соответственно охраны недр является применение искусственных заменителей дефицитного минерального сырья.
Металл может быть с успехом замене пластмассами, деревом и даже камнем. В недалеком прошлом трудно было представить чайник из тефлона, а телевизор — без электронных ламп накаливания. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы.
Минеральное топливо может быть заменено геотермальной энергией, выделяемой из термальных подземных вод.
Во многих развитых странах за основу рациональной эксплуатации недр принимаются конъюнктурные экономические интересы.
Правовой основой охраны и рационального использования недр России служат государственные законы, правительственные постановления, ведомственные нормативно-правовые акты, определяющие порядок и характер проведения горно-геологических работ, эксплуатации месторождений полезных ископаемых, рекультивации и реабилитации природно-территориальных комплексов.
Важное значение для бережного использования и охраны недр имеют международные договоры и соглашения нашей страны с другими странами, соответствие российских правоохранительных требований международным.
Международная правовая охрана недр действует сейчас на следующих принципах: недра имеют всегосударственные границы, они являются общим достоянием человечества.
Должны соблюдаться свобода исследований и меры по сохранению недр и их компонентов, запрещается национальное присвоение недр и их компонентов. Отдается приоритет международному сотрудничеству и выполнению международных соглашений (конвенций) и обязательств, соблюдению международной ответственности всех государств за сохранение недр.
Юридической основой охраны и рационального использования недр является природоохранное законодательство.
Оно представляет собой совокупность нормативно-правовых актов, определяющих порядок и условия охраны и использования недр, деятельность государственных и общественных организаций, права и обязанности недропользователей и их ответственность за охрану недр.
Основные законодательные и нормативные акты России, регламентирующие охрану недр, приведены в табл.1.
Таблица 1 Основные законодательные и нормативные акты, регламентирующие охрану недр России
| Наименование документа | Дата утверждения |
| 1.Закон Российской Федерации «О недрах» | Принят съездом народных депутатов РФ 21 февраля 1992 г. Изменения и дополнения приняты Государственной Думой 8 февраля 1995 г. |
| 2. Положение о порядке лицензирования пользования недрами | Утверждено постановлением Верховного Совета РФ №3314-1 от 15 июля 1992г. |
| 3. Инструкция по применению «Положения о порядке лицензирования пользования недрами» к участкам недр, предоставляемым для добычи подземных вод, а также других полезных ископаемых, отнесенных к категории «лечебных» | Утверждена приказом Роскомнедр №70 от 28 апреля 1994 г. |
Зарегистрирована в Министерстве юстиции РФ 26 мая 1994 г. (рег.№583)
Рациональное использование минеральных ресурсов
Рациональное использование минеральных ресурсов определяется полнотой извлечения полезных ископаемых из недр при добыче, а также целевых продуктов при переработке.
Рациональное использование минеральных ресурсов зависит от полноты извлечения полезных ископаемых из недр при добыче, а также полезных компонентов при технологическом переделе.
Проблема рационального использования минеральных ресурсов также не замыкается сферой деятельности горнодобывающей промышленности. Горнообогатительные предприятия являются весьма важным звеном в борьбе за снижение потерь полезных ископаемых и за повышение извлечения из них ценных компонентов.
На рудниках, в шахтах и карьерах, на промыслах и приисках эта борьба ведется за каждый процент снижения потерь полезных ископаемых при добыче из недр; при первичной переработке минерального сырья на обогатительных фабриках — за повышение даже на доли процента извлечения полезных компонентов в товарную продукцию, концентрат.
Но снижение потерь при добыче минерального сырья и продуктов его первичной переработки все более становится не единственной, а одной из первостепенных задач, имея в виду последующие стадии их переработки на предприятиях обрабатывающей промышленности.
Мероприятия по рациональному использованию минеральных ресурсов проводятся и должны еще более целеустремленно и действенно проводиться в широком плане, начиная от разведки, добычи и включая все стадии переработки сырья вплоть до использования готовой продукции в народном хозяйстве.
Четвертый подраздел Охрана и рациональное использование минеральных ресурсов включает мероприятия по совершенствованию системы и методов разработки месторождений полезных ископаемых, закладку выработанного пространства, схем обогащения руд, использованию отходов металлургического производства, повышению извлечения из руд попутных ценных компонентов. К основным показателям этого подраздела относятся: извлечение полезных компонентов из добытого минерального сырья при обогащении; извлечение попутных компонентов из добытого минерального сырья; извлечение полезных компонентов из рудного сырья при технологическом переделе; использование отходов производства.
Мероприятия для охраны и рационального использования минеральных ресурсов планируются на предприятиях добывающих отраслей промышленности.
Поэтому с точки зрения рационального использования минеральных ресурсов, охраны недр и обеспечения для государства конечной экономической эффективности необходимо усилить внимание к сокращению потерь минерального сырья и продуктов его переработки на всех стадиях промышленного использования и во всем народном хозяйстве.
Мельников Н, В, Рациональное использование минеральных ресурсов.
В нашей литературе по вопросу рационального использования минеральных ресурсов недостаточно освещались положительный опыт и новейшие результаты творческих усилий многих производственных коллективов.
Серьезное внимание необходимо уделить анализу показателей рационального использования минеральных ресурсов, а также отходов производства, поскольку доля минерального сырья в общем балансе используемого природного сырья в нашей стране составляет 75 — 80 %
Его рациональное использование играет особую роль, так как позволит решить сразу две важные задачи — предотвратить истощение природных ресурсов и снизить уровень загрязнения окружающей среды ( а следовательно, и затраты на ее охрану), так как отходы производства, отравляющие биосферу, есть в подавляющем большинстве случаев ни что иное, как нерационально использованные природные ( в основном минеральные) ресурсы. Кроме того, широкое применение очистных сооружений остро ставит проблему утилизации веществ, уловленных в процессе очистки вредных выбросов и сбросов.
Если их не использовать полезно, то, охраняя от загрязнения воздушный и водный бассейны, мы будем захламлять и отравлять значительные земельные площади.
В подразделе Планирование мероприятий по охране и рациональному использованию минеральных ресурсов отражаются работы, обеспечивающие совершенствование системы и методов разработки месторождений полезных ископаемых, схем обогащения руд, эффективную переработку сырья, использования отходов металлургического производства, повышение извлечения из руд попутных компонентов.
В связи с изложенным решение проблем охраны природы и рационального использования минеральных ресурсов приобретает существенное значение при бурении разведочных скважин и проведении горных выработок в процессе изучения месторождений при геологоразведочных работах.
В последние годы основные задания по охране недр и рациональному использованию минеральных ресурсов предусматриваются в государственных планах развития народного хозяйства СССР.
Для предприятий нефтехимической промышленности важное Значение имеет планирование мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов.
Рациональное использование минеральных ресурсов. Из-за несовершенства технологии добычи и переработки минеральных ресурсов наблюдается разрушение биоценозов, загрязнение окружающей среды, нарушение климата и биогеохимических циклов.
К рациональным подходам к извлечению и переработке природных минеральных ресурсов относятся:
— максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов; — рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений; — экономное и безотходное использование сырья в производстве; — глубокая очистка и технологическое использование отходов производства; — вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления; — использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ; — использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений; — разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства; — применение энергосберегающих технологий и т. д.
Некоторые из современных производств и технологий отвечают многим из этих требований, но вместе с тем нередко они еще не стали нормой производственной сферы и природопользования в мировом масштабе.
Например, отходы производства представляют собой неиспользованное вещество, на создание котрого затрачен определенный труд. Отсюда выгоднее использовать отходы в качестве исходного сырья для других целей, чем их просто разлагать.