Do minerałów energii są minerały, metale, kamienie i węglowodory (stałe i ciekłe) wydobyte z ziemi i stosowane w wielu gałęziach przemysłu związanych, budownictwie, rolnictwie i zaopatrzenia w energię.
Minerały energetyczne są wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej, paliwa do transportu, ogrzewania domów i biur lub do produkcji tworzyw sztucznych. Minerały energetyczne obejmują węgiel, ropę, gaz ziemny i uran.
Prawie wszystkie materiały na Ziemi są wykorzystywane przez ludzi do czegoś. Potrzebujemy metali do produkcji maszyn, żwiru do budowy dróg i budynków, piasku do produkcji wiórów komputerowych, wapienia i gipsu do produkcji betonu lub gliny do wyrobu ceramiki.
Z kolei złoto, srebro, miedź i aluminium wykonujemy w obwodach elektrycznych i diamentach, a korund (szafir, rubin, szmaragd) na materiały ścierne i biżuterię.
Surowce mineralne można podzielić na dwie główne kategorie: metaliczne i niemetaliczne.
Zasoby metaliczne to takie pierwiastki jak złoto, srebro, cyna, miedź, ołów, cynk, żelazo, nikiel, chrom i aluminium. Surowce niemetaliczne to materiały lub pierwiastki, takie jak piasek, żwir, gips, halit, uran lub kamień wymiarowy.
Charakterystyka minerałów energetycznych
Minerał energetyczny lub surowiec mineralny to skała wzbogacona w jeden lub więcej przydatnych materiałów. Poszukiwanie i eksploatacja surowców mineralnych wymaga stosowania zasad geologii.
Niektóre minerały są używane w postaci, w jakiej znajdują się w glebie, co oznacza, że wymagają niewielkiej lub żadnej dodatkowej obróbki. Na przykład kamienie szlachetne, piasek, żwir lub sól (halit).
Jednak większość zasobów mineralnych musi zostać przetworzona przed użyciem. Na przykład: żelazo występuje w dużych ilościach w rudach, ale proces wydobywania żelaza z różnych rud różni się kosztami w zależności od rudy.
Tańsze jest wydobycie żelaza z minerałów tlenkowych, takich jak hematyt (Fe2O3), magnetyt (Fe3O4) czy limonit.
Chociaż żelazo jest również produkowane w oliwinach, piroksenach, amfibolach i biotycie, stężenie żelaza w tych minerałach jest niższe, a koszt ekstrakcji wzrasta, ponieważ silne wiązania między żelazem, krzemem i tlenem muszą zostać zerwane.
Glin jest trzecim najbardziej rozpowszechnionym minerałem w skorupie ziemskiej. Występuje w najpowszechniejszych surowcach mineralnych skorupy, dlatego są one generalnie najbardziej poszukiwane. To wyjaśnia, dlaczego recykling puszek aluminiowych jest opłacalny, ponieważ aluminium w puszkach nie musi być oddzielane od tlenu lub krzemu.
Ponieważ koszty wydobycia, koszty pracy i koszty energii zmieniają się w czasie oraz w poszczególnych krajach, to, co stanowi ekonomicznie opłacalne złoże minerałów, różni się znacznie w czasie i miejscu. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższe stężenie substancji, tym tańsza kopalnia.
Dlatego minerał energetyczny to bryła materiału, z którego można ekonomicznie wydobyć jedną lub więcej cennych substancji. Złoże minerałów będzie się składało z minerałów zawierających tę cenną substancję.
Różne zasoby mineralne wymagają różnych stężeń, aby były opłacalne. Jednak stężenie, które można ekonomicznie wydobyć, zmienia się ze względu na warunki ekonomiczne, takie jak popyt na substancję i koszty wydobycia.
Na przykład: stężenie miedzi w złożach zmieniało się na przestrzeni dziejów. Od 1880 do 1960 roku gatunek rudy miedzi wykazywał stały spadek z około 3% do mniej niż 1%, głównie z powodu zwiększonej wydajności wydobycia.
W latach 1960–1980 wartość ta wzrosła do ponad 1% ze względu na rosnące koszty energii i obfitą podaż wytwarzaną przez tańszą siłę roboczą w innych krajach.
Ceny złota zmieniają się każdego dnia. Kiedy ceny złota są wysokie, stare opuszczone kopalnie są ponownie otwierane, a gdy cena spada, kopalnie złota są zamykane.
W krajach pierwszego świata koszt pracy jest obecnie tak wysoki, że niewiele kopalni złota może działać z zyskiem, co jest całkowicie odmienne od krajów trzeciego świata, w których kopalnie złota mają znacznie niższe stężenia minerałów niż te. znalezione w krajach pierwszego świata.
Dla każdej substancji możemy określić stężenie potrzebne w złożu do opłacalnego wydobycia.
Dzieląc tę ekonomiczną koncentrację przez średnią obfitość skorupy dla tej substancji, możemy określić wartość zwaną współczynnikiem stężenia.
Przykłady i bogactwo minerałów energetycznych
Poniżej przedstawiono średnią obfitość minerałów energetycznych i współczynniki koncentracji dla niektórych powszechnie poszukiwanych surowców mineralnych.
Na przykład aluminium występuje w skorupie ziemskiej średnio w 8%, a jego stężenie wynosi od 3 do 4.
Oznacza to, że ekonomiczne złoże aluminium musi zawierać od 3 do 4 razy więcej niż średnia skorupa ziemska, czyli od 24 do 32% aluminium, aby było ekonomiczne.
- Aluminium; 8% od 3 do 4
- Żelazo; 5,8% od 6 do 7
- Tytan; 0,86% od 25 do 100
- Chrom; 0,0096% od 4000 do 5000
- Cynk; 0,0082% z 300
- Miedź; 0,0058% od 100 do 200
- Srebro; 0,000008% z ponad 1000
- Platyna; 0,0000005% z 600
- Złoto; 0,0000002% od 4000 do 5000
- Uran; 0,00016% od 500 do 1000
Bibliografia
- Edens B, DiMatteo I. Zagadnienia klasyfikacyjne surowców mineralnych i energetycznych (2007). Johannesburg: Rachunkowość środowiskowa.
- Hass JL, Kolshus KE. Harmonizacja klasyfikacji surowców kopalnych i mineralnych (2006). Nowy Jork: London Group Meeting.
- Hefferan K, O'Brien J. Earth Materials (2010). Wiley-Blackwell.
- Mondal P. Surowce mineralne: definicja, rodzaje, wykorzystanie i eksploatacja (2016). Odzyskane z: www.yourarticlelibrary.com
- Nelson Mineral resources (2012). Pobrane z: www.tulane.edu
- Nikiel E. Definicja minerału (1995). Kanadyjski mineralog.
- Wenk H, Bulakh A. Minerały: ich konstytucja i pochodzenie (2004). Cambridge University Press.