Multe țări industrializate sunt obligate să importe materii prime. De exemplu, în Statele Unite, aproximativ 1/3 din cerințele pentru mangan, crom, cobalt, staniu și 90% din cererea de materii prime din aluminiu sunt îndeplinite prin importuri. Un număr tot mai mare de plumb, zinc și tungsten, minereu de fier și cupru din această țară devin, de asemenea, obiectul importurilor.
Rezervele de materii prime extrase cu ajutorul mijloacelor tehnice moderne în întreaga lume sunt epuizate rapid. Resursele Pământului, deși foarte mari, sunt limitate, astfel încât societatea umană nu se poate dezvolta mult timp pe baza metodelor tradiționale de minerit a materiilor prime. Elementele chimice în natură, deoarece nu sunt exploatate intens, nu sunt distruse, ci sunt transferate altor compuși care nu sunt adecvați pentru circulația economică.
Un rol decisiv în economisirea resurselor naturale ar trebui jucat nu numai prin noile metode de producție, ci și prin cele mai noi tehnologii chimice care vor permite utilizarea unor materii prime mai accesibile și mai ieftine cu compoziție elementară neobișnuită. Nu există niciun exemplu, când noile tehnologii chimice au economisit producția industrială din criză. Deci, a fost cu producția de sticlă. Tehnologia Soda, propusă în 1789, a trimis un nou canal producției de sticlă în Franța, pentru care materii prime de potasiu utilizate în trecut, produse din lemn, care au dus la distrugerea aproape totală a pădurilor în Franța.
Mai mult de 80% din materiile prime și combustibilii din lume sunt consumate în timpurile noastre de numai 1/3 din populația lumii. Cererea de materii prime crește foarte rapid nu numai în țările în curs de dezvoltare, ci și în țările industrializate. O astfel de nevoie crescândă poate satisface:
· Dezvoltarea de noi depozite, inclusiv rafturile offshore, precum și extracția materiilor prime conținute în apa de mare;
· Dezvoltarea depozitelor insuficiente;
· Înlocuirea materiilor prime limitate.
Este foarte promițătoare pentru extracția raftului offshore situat la o adâncime de până la 200 m. Continentele submarine, a căror suprafață totală este extrem de mare, vor deveni o sursă de multe tipuri de materii prime în viitorul apropiat.
În inimile Pământului există o cantitate destul de mare de metale, dar ponderea lor în acei compuși din care pot fi extrași în scopuri industriale este foarte limitată. Cu scala actuală de producție, potrivit estimărilor preliminare, rezervele principale de metale precum plumbul, cuprul, aurul, zincul, staniu, argintul și uraniul pot fi epuizate în deceniile următoare. În același timp, fierul, manganul, cromul, nichelul, molibdenul, cobaltul și aluminiu vor fi produse în cantități suficiente chiar și la mijlocul secolului XXI.
Cel mai necesar, important și consumat pe scară largă din toate materiile prime metalice - fierul - este al patrulea element cel mai comun în scoarța pământului. Rezervele sale totale de aproximativ 12 de tone de LBBB. explorate în mod sigur și utilizate de rezervele mondiale sunt doar aproximativ 100 de miliarde. M. Cele mai mari rezerve de minereu de fier au Rusia (aproximativ 40% din minereu), Australia, Canada, Statele Unite ale Americii și Brazilia. Numai în anomalia magnetică din Kursk se concentrează aproximativ 30 de miliarde de tone de minereu de fier, adică aproape 1/3 din rezervele mondiale.
Cuprul este al doilea metal cel mai important. Cererea anuală de cupru -.... 50 de milioane de tone Având în vedere faptul că depozitele de cupru rezervele cunoscute constituie 210-250 milioane de tone și pot fi produse doar 1-2 miliarde de tone, se poate presupune că, în apropiere de rezervele de cupru viitoare vor fi epuizate . Aproximativ 37% din depozitele de cupru se află în Chile.
Cuprul ca material electric conductiv poate fi înlocuit cu un metal ușor - aluminiu, care este al treilea cel mai mare din scoarța pământului. Cu toate că, în general, stocuri mari de aluminiu - aproximativ 8,8% din greutatea crustei, dar numai 0,008% din masa conținută în bauxită, rezervele mondiale sunt estimate la 6 miliarde de tone Aproximativ 1/3 din aceste stocuri sunt concentrate în Australia ... Cu o producție anuală de aluminiu de 15-30 de milioane de tone, iar rata de creștere a acesteia la 9% din rezervele de bauxită va dura mult timp. Cu toate acestea, metodele sunt dezvoltate pentru extracția industrială a aluminiului din specia omniprezentă și practic inepuizabile: argile, aluminosilicați roci vulcanice, conținând până la 10% aluminiu.
Rezervele unui alt metal ușor - magneziu - sunt destul de mari - aproximativ 2,1% din masa crustă a pământului. Având în vedere nevoile actuale ale rezervelor, magneziul va dura mult timp.
În viața de zi cu zi, metale relativ rare, cum ar fi titan, neodim, litiu, rubidiu, europiu, tantal și altele, dar în sălbăticie ele nu sunt mai puțin frecvente. De exemplu, rezervele naturale de rubidiu sunt de aproximativ 45 de ori mai mari decât plumbul. Cuvântul „rare“ de multe ori înseamnă că unul sau celălalt metal este produs în cantități relativ mici, așa cum se cunoaște foarte puțin potrivite pentru dezvoltarea profitabilă a depozitelor sale. Aceste metale sunt materiale promițătoare pentru noile tehnologii.
Titanul este un material rezistent la coroziune. Uneori este considerat un rival vrednic de aluminiu și oțel. Utilizarea titanului în industria chimică a crescut dramatic în ultimele decenii. Tantalul este o componentă necesară a aliaților extrem de puternici, rezistenți la acizi și căldură. Platina, paladiul și rodiul sunt utilizate pe scară largă ca catalizatori. O parte esențială a rodiului și a paladiului este extrasă din deșeuri radioactive. În același mod, puteți obține telur-99 - un material foarte valoros pentru producerea supraconductorilor și prevenirea coroziunii metalelor și aliajelor. De exemplu, la o concentrație foarte scăzută (până la 0,1 mg / l) de telur, produsele de fier nu ruginesc nici în soluții apoase, nici în soluții saline, chiar și la temperaturi ridicate.
Se presupune că pentru extracția de materii prime a unor metale în viitorul apropiat, pentru a crește în mod semnificativ cantitatea de muncă sub apă - pe raft mare. La o adâncime mai mică de 130 m sunt îmbogățite sedimente marine ce conțin metale nobile și grele :. staniu, aur, platină, fier, tungsten, crom, etc. De exemplu, fier și mangan noduli Pacific contin o medie de aproximativ 25% mangan și fier și nichel, Cuprul, cobaltul și titanul în concentrații sunt de 1,5-3,5%. Rezervele totale ale acestor noduli sunt mai mari de 1500 miliarde de tone, cu o completare anuală de 10 milioane de tone.
In apele din larg dizolvat Pământ aproximativ 4,5 miliarde. TU, aproximativ 3 miliarde. M mangan, vanadiu și nichel, 6 miliarde. T aur (aproximativ 1 tona pe planeta locuitor!). Cu toate acestea, concentrația lor este relativ mică. Cu toate acestea, în cazul în viitoarea desalinizarea industrială a apei de mare va fi produs pe scară largă, sărurile reziduale îmbogățite de 3-4 ori, poate fi o materie primă, este potrivit pentru extracția metalelor conținute în acesta.
Dacă metalele sunt de interes practic în principal în stare elementară, nonmetalele - sulful, fosforul, azotul, oxigenul, clorul etc. - sunt valoroase în compușii pe care îi formează. În ciuda creșterii cererii pentru diferite produse chimice, rezervele imense de materii prime nemetalice sunt destul de suficiente pentru a asigura industria chimică pentru o perioadă relativ lungă de timp.
În plus față de sulful elementar și minereul de sulf - pirită (FeS2), utilizat pe scară largă pentru producerea de sulf, multe minerale conținând sulf se găsesc în cantități mari și în multe locuri pe suprafața pământului. Extracția și prelucrarea gipsului (CaSO4 · 2H2O), anhidrit (CaSO4) și kieserit (MgSO4 · H2O) pot fi clasificate ca profitabile. Pe termen lung, echilibrul de sulf va fi conservat ca urmare a prelucrării gazelor reziduale provenite de la instalațiile de sulf, cantitatea de sulf care depășește în mod substanțial necesitățile industriei.
Disponibile pentru dezvoltare prin mijloace moderne, depozitele de fosfor conțin circa 60 de miliarde de tone de materie primă fosfor P2O5. Aproximativ 2/3 din producția industrială de fosfor se încadrează în țările fostei URSS și din SUA.
Una dintre cele mai importante tipuri de materii prime nemetalice este azotul. Este o parte din proteine, utilizate pe scară largă pentru producerea de îngrășăminte și alte produse industriale. Deși cota de azot din scoarța terestră este relativ mică (aproximativ 0,03%) și costurile sale sunt relativ ridicate, problema epuizării este puțin probabilă, deoarece atmosfera din jurul nostru conține aproximativ 78% azot.
Oxigenul este, de asemenea, o materie primă chimică importantă. Multe reacții chimice - procese de oxidare - au loc cu participarea directă sau indirectă a acestui element. Oxigenul este elementul cel mai comun. Ponderea sa în crusta pământului este de aproximativ 47%. Cu toate acestea, o porțiune semnificativă de oxigen este legată sub formă de diferite tipuri de oxizi, inclusiv produse de combustie. Oxigenul atmosferic este de aproximativ 0,013% din total. Acest lucru este suficient pentru conversia completă în monoxid de carbon a masei organice de carbon, care este de aproximativ 1650 ori mai mare decât cea prezentă. Rezervele de oxigen sunt actualizate în permanență datorită proceselor de viață ale plantelor. De exemplu, 1 hectar de pădure furnizează aproximativ 60 de tone de oxigen pe an. Oxigenul se completează și prin împărțirea ultravioletă a vaporilor de apă în atmosferă.
Odată cu creșterea volumului de producție de acid clorhidric și de clorură de vinil, necesitatea următoarei materii prime nemetalice - clorul - este în continuă creștere. Stocurile de materii prime clorurate sunt destul de suficiente. O cantitate uriașă de clor este prezentă în depozitele de sare și în apa de mare, 1 tonă din care conține 30 kg de sare de NaCl.
Creșterea importanță practică pentru dezvoltarea societății devin materiale artificiale de construcții :. ghips, ciment, beton și alte materiale necesare pentru astfel de materiale (nisip, pietriș, piatră concasată, argilă, pietriș, calcar, dolomit) este disponibil în cantități relativ mari, peste tot. Problema nu se regăsește în cantitatea de materii prime, ci în locația sa teritorială.
Pentru a produce cele mai multe substanțe chimice, apa este necesară. Acesta servește ca solvent, lichid de răcire și materii prime pentru producerea de oxigen și hidrogen. Industria chimică cu un consum total de apă de 25% de către întreprinderile industriale ocupă locul al doilea după energie.
Care sunt resursele de apă ale planetei noastre? Oceanele, mările, râurile, lacurile și gheața acoperă aproximativ 75% din suprafața Pământului. Dacă întreaga cantitate de apă, estimată la 1386 milioane m 3. Este distribuită uniform pe suprafața globului, atunci grosimea stratului de apă va fi de aproximativ 2700 m. Cota de apă dulce într-o astfel de masă de apă este de numai 2,5%. Numai o mică parte din apa proaspătă este consumată, ceea ce face un ciclu continuu în natură. În același timp, resursele de apă sunt distribuite inegal, iar unele dintre ele se află într-o stare inutilizabilă pentru consum direct datorită conținutului ridicat de săruri minerale (determinat de condițiile naturale) și datorită gradului ridicat de poluare. Prin urmare, alimentarea cu apă a populației este asociată cu probleme de transport, purificare și conservare a purității apelor naturale.
Carbonul este al treisprezecelea cel mai des întâlnit în natură. Acesta reprezintă 0,087% din masa crustă a pământului sau 20 000 bbl, din care aproximativ 99,5% se găsește în roci carbonatate (carbonați de calciu și magneziu); 0,47% este dioxidul de carbon în atmosferă și apă, 0,02% este cărbune, petrol și gaze și 0,01% - pe biosferă.
Utilizarea rațională a stocurilor de carbon este posibilă dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:
- tehnologiile chimice trebuie să asigure sinteza unei varietăți de compuși necesari din orice material de carbon disponibil;
- pentru industria chimică ar trebui utilizate rezerve uriașe de carbonați omniprezenți;
- pentru industria energetică, nu este recomandabil să se utilizeze cărbune legat de compuși organici fosili.
De fapt, atât industria energetică, cât și industria chimică consumă intensiv combustibili fosili - în special cărbune, petrol și gaze. Iar producția de hidrocarburi din petrol și gaze este mult mai profitabilă din punct de vedere economic decât cărbunele. Productivitatea muncii în industria petrochimică este de aproximativ 12-16 ori mai mare decât în chimia carbonaților.
Consumul de gaze naturale crește în ritm rapid. Este utilizat pentru generarea de energie electrică și de uz casnic, precum și ca materie primă pentru producția industrială de acetilenă, formaldehidă, metanol, acid cianhidric, hidrogen și m. P., resurse comune de gaze naturale sunt estimate la 120 000 mld. M 3 dintre ele pe teritoriul rus Aceasta a constatat aproximativ 80 000 de miliarde m3. în 1500 mlrdm consumul de 3 pe an de gaze naturale, este considerată de unii oameni de știință, suficient timp de aproximativ 80 de ani. Conform altor estimări, epuizarea gazelor naturale va fi resimțită mult mai devreme.
Cărbunele va înlocui petrolul și gazele naturale, iar chimia cărbunelui va ocupa locul principal. În ultimele decenii, s-au dezvoltat metode eficiente de prelucrare a cărbunelui. În special, se propune o metodă pentru producerea eficientă a combustibilului de combustibil din cărbune, care combină centralele de putere și cele chimice. Rezervele de cărbune sunt uriașe, dar limitate.
Ce se poate aștepta după epuizarea resurselor bogate de gaze naturale, petrol și cărbune? Probabil că mai multă atenție va fi acordată chimiei carbonaților. Transformările chimice ale carbonaților vor deveni acceptabile din punct de vedere energetic. Deja există modalități de a reduce costurile de energie în timpul procesării acestora. În stadiul de dezvoltare există o metodă catalitică de conversie a dioxidului de carbon CO de aer în compuși organici simpli fără temperaturi și presiuni ridicate. Nu uitați de 2 miliarde de carbon acumulate în biosferă. Lumea vegetală a Pământului poate fi privită ca o fabrică chimică care operează continuu, consumând energia soarelui. Cu o gestionare rezonabilă a produselor lor poate fi suficientă pentru o perioadă lungă de timp. În acest sens, fotosinteza ca proces natural important trebuie să devină obiectul unei atenții atente a unei mase tot mai mari a populației lumii.
Rezervele utile de materii prime ale Pământului la rate moderne de consum sunt epuizate rapid. În același timp, se acumulează o mare cantitate de deșeuri din întreprinderi industriale, orașe și numeroase așezări. Una dintre principalele sarcini ale întreprinderilor industriale și economice moderne este includerea deșeurilor în ciclul industrial, care, firește, va contribui la conservarea resurselor naturale.
Printre varietatea materiilor prime secundare, metalele ocupă primul loc în ceea ce privește consumul. Acestea acoperă o parte semnificativă a nevoilor industriei. În scopuri puțin diferite, se utilizează ușor mai mult de jumătate din masa plantelor - lemnul. În pădure rămân ramuri, păduri și frunze de copaci, iar rumegușul este cel mai adesea deșeuri din industria prelucrării lemnului. În producția de celuloză, numai 1/4 din biomasa totală de copaci trece în produsul final, în timp ce un număr mare de compuși aromatici foarte valoroși sunt pierduți. În acest sens, una dintre cele mai importante sarcini ale consumatorilor de lemn este prelucrarea mai eficientă a biomasei. Lemnul este materia primă, nu numai pentru industria hârtiei, dar, de asemenea, pentru producerea materialelor de constructie si cherestea tamplarie, masa de proteine, carbune, set de medicamente și așa mai departe. N. Dar, totuși, o masă relativ mare de lemn este utilizat pentru producerea de hârtie și carton. Tehnologia de prelucrare a hârtiei folosite și carton și reciclarea lor este deosebit de important :. 50 de tone de deșeuri de hârtie salvează 120,000 m3 de lemn și economize, astfel, 500 de hectare de pădure .. Din păcate, o astfel de materie primă secundară valoroasă este deseori neglijată.
Un potențial semnificativ al materiei prime este cenușa și zgura rămasă după arderea cărbunelui. Numai o cantitate mică de astfel de deșeuri este utilizată, în timp ce cantități mari sunt cheltuite pentru eliminarea acestora. O anumită parte din cenușă, de exemplu, ar putea fi utilizată ca umplutură de ciment. Astfel, 1,3 tone de cenușă de cărbune brun, extrasă din gazele de ardere, înlocuiește 1 tonă de ciment. În plus, o astfel de cenușă conține 5-30% oxid de fier, aproximativ 30% var și o cantitate vizibilă de cărbune rezidual de cocsificare. Minereul de fier, var și cocs sunt principalele materii prime pentru metalurgie. În consecință, extracția materialelor de construcții din fier și silicat din materii prime secundare de cenușă și cenușă este de mare importanță practică.
De la deșeurile de petrol la ciclul economic se întoarce 25-35%, deși nivelul reutilizării lor poate fi mult mai mare.
În prezent, sunt produse volume mari de produse din plastic. Cu toate acestea, nu toate tipurile de materiale plastice pot fi reciclate. Dacă polistirenul, clorura de polivinil și alte materiale plastice sunt returnate cu succes în industrie (din care sunt fabricate diferite tipuri de acoperiri), poliuretanul și diferitele fibre artificiale sunt mult mai greu de reciclat.
Colectarea și prelucrarea materiilor prime secundare, desigur, necesită o investiție bine definită, dar trebuie amintit faptul că utilizarea anumitor tipuri de costuri secundare materii prime este în continuare mai ieftin decât prelucrarea materiilor prime, t. Materialele E. prime, acumulate pentru o lungă perioadă de timp în interiorul Pământului. Reciclarea materiilor prime secundare, de exemplu, pentru a oferi o viață nouă la lucruri vechi, obiecte și produse, - .. Nu este un semn de sărăcie, și un certificat este în primul rând agricultura rațională la scară națională.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: