Mineraalit ovat maapallonkuoren muodostelmia, jotka koostuvat mineraaleista, joiden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet mahdollistavat niiden käytön teollisuus- ja kotitalouksissa. Ilman erilaisia aineita, joista maassa on runsaasti, maailmamme ei olisi ollut niin monimuotoinen ja kehittynyt. Teknologinen kehitys olisi saavuttamatonta ja kohtuuttoman monimutkaista. Tarkastellaan mineraalien käsitettä, tyyppejä ja niiden ominaisuuksia.
Aiheeseen liittyvät käsitteet ja termit
Ennen mineraalityyppien analysointia sinun on tiedettävä tähän aiheeseen liittyvät erityiset määritelmät. Kaikkiaan on helpompaa ja helpompaa käsitellä. Joten mineraalit ovat mineraaliraaka-aineita tai maankuoren muodostumista, joka voi olla orgaanista tai epäorgaanista alkuperää ja jota voidaan käyttää aineellisten esineiden tuotannossa.
Mineraaliesiintymiksi kutsutaan tietyn määrän mineraaliaineiden kerääntymistä maan pinnalle tai suolistoon, jotka jaetaan luokkiin teollisuuden sovellusalan mukaan.
Malmiksi kutsutaan mineraalimuodostelmaa, joka syntyi luonnollisissa olosuhteissa ja joka koostuu sellaisista komponenteista ja suhteessa, että sen käyttö on mahdollista ja tarkoituksenmukaista teolliselle ja tekniselle alueelle.
Milloin aloit kaivostoiminnan?
Ei tiedetä tarkalleen milloin ensimmäinen kaivos tapahtui. Historialaisten mukaan muinaiset egyptiläiset avasivat verhon. Retkikunta lähetettiin Siinain niemimaalle vuonna 2600 eKr. Heidän piti saada kiille. Muinaisten asukkaiden tieto raaka-aineista oli kuitenkin läpimurto: kuparia löytyi. Hopean louhinta ja käsittely tunnetaan Kreikan historiasta. Roomalaiset oppivat metalleista kuten sinkki, rauta, tina ja lyijy. Rooman valtakunta louhitsi miinat Afrikasta Iso-Britanniaan ja käytti niitä työkalujen valmistukseen.
Teollisen vallankumouksen jälkeen 1800-luvulla mineraaleja tarvittiin kiireellisesti. Tässä yhteydessä heidän tuotanto kehittyi nopeasti. Nykyaikainen tekniikka perustuu tuon ajanjakson löytöihin. XIX vuosisadalla tapahtui kuuluisa "kultakausi", jonka aikana louhittiin valtava määrä jalometalli - kulta. Samoista paikoista (Etelä-Afrikka) löydettiin useita timanttisaostumia.
Mineraalien kuvaus fyysisen tilanteen perusteella
Fysiikan oppitunneista tiedetään, että aineet voivat olla yhdessä neljästä aggregaattitilasta: nestemäinen, kiinteä, kaasumainen ja plasma. Tavallisessa elämässä jokainen voi helposti tarkkailla kolmea ensimmäistä. Mineraaleja, kuten mitä tahansa muita kemiallisia yhdisteitä, löytyy maan pinnasta tai sen suolistosta yhdessä kolmesta tilasta. Siksi mineraalityypit jaetaan pääasiassa:
- nestemäinen (kivennäisvesi, öljy);
- kiinteät (metallit, hiilet, malmit);
- kaasumainen (maakaasu, inertti kaasu).
Jokainen ryhmä on tärkeä ja olennainen osa teollisuuden elämää. Resurssien monimuotoisuus antaa maille mahdollisuuden kehittyä teknisellä ja taloudellisella alalla. Mineraaliesiintymien lukumäärä on osoitus maan vauraudesta ja hyvinvoinnista.
Teollisuuden tyypit, mineraalien luokittelu
Tutkittuaan ensimmäiset mineraalikivit, ihminen pohti vakavasti mitä hyötyä he voivat tuoda hänen elämäänsä.Teollisuuden syntyessä ja kehittyessä mineraaliesiintymien luokittelu muodostettiin niiden käytön perusteella tekniikan alalla. Harkitse tämän tyyppisiä mineraaleja. Taulukko sisältää täydelliset tiedot niiden ominaisuuksista:
| Mineraaliesiintymän tyyppi | Ryhmät sen kokoonpanossa | Fossiilityypit |
| Palava (polttoaine) | Kiinteä tila | Turve, hiili |
| Nestemäinen / kaasumainen tila | Kaasu, öljy | |
| metalli | Rautametallit | Mangaani, kromi, titaani, rauta |
| Ei-rautametallit | Lyijy, kupari, koboltti, alumiini, nikkeli | |
| Jalometallit | Platinum, kulta, hopea | |
| Harvinaiset metallit | Tina, tantaali, volframi, niobium, molybdeeni | |
| Radioaktiiviset yhdisteet | Torium, radium, uraani | |
| Normaali väri | Raaka-aineiden louhinta | Kiille, magnesiitti, talkki, kalkkikivi, grafiitti, savi, hiekka |
| Kemialliset raaka-aineet | Fluoriitti, fosforiitti, bariitti, mineraalisuolat | |
| Rakennusmateriaalit | Marmori, kipsi, sora ja hiekka, savi, päällyskivet, sementtiraaka-aineet | |
| Jalokivet | Jalo- ja koristekivet |
Tarkasteltavat mineraalityypit yhdessä makean veden varantojen kanssa ovat pääpiirteitä maan tai yksittäisen maan vauraudelle. Tämä on tyypillinen mineraalivarojen kaltevuus, jonka avulla kaikki teollisessa ja kotitalouksessa käytetyt luonnolliset aineet on ryhmitelty fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa perusteella. Tutustumme jokaiseen luokkaan erikseen.
Fossiiliset polttoaineet
Millaisiin mineraaleihin öljy kuuluu? Entä kaasu? Mineraalit näyttävät usein olevan kiinteitä metalleja eikä hämärtäviä nesteitä tai kaasuja. He tuntevat metallin jo varhaislapsuudesta, kun taas ymmärtää, mistä öljyä tai jopa kotitalouskaasua tulee, vähän myöhemmin. Joten mihin tyyppiin öljy ja kaasu olisi luokiteltava jo tutkittujen luokittelujen perusteella? Öljy - nestemäisten aineiden ryhmään, kaasu - kaasumaiseen. Niiden soveltamisen perusteella on yksiselitteistä polttoaineille tai toisin sanoen mineraaleille. Loppujen lopuksi öljyä ja kaasua käytetään pääasiassa energian ja lämmön lähteenä: koneiden moottorit toimivat niiden päällä, ne lämmittävät asuintiloja ja auttavat ruoan avulla. Itse energia vapautuu polttamalla polttoainetta. Ja jos katsot vielä syvemmälle, sitä helpottaa hiili, joka sisältyy kaikkiin palaviin mineraaleihin. Millaiseen mineraaliöljyyn viitataan, selvitetty.
Mitä muita aineita täällä kuuluu? Nämä ovat luonnossa muodostuneita kiinteitä polttoaineyhdisteitä: hiili ja ruskohiili, turve, antrasiitti, öljyliuske. Mieti niitä lyhyesti. Mineraalityypit (palavat):
- kivihiili on ensimmäinen polttoaine, jota ihmiset alkoivat käyttää. Suurin tuotannossa käytetty laajamittainen energialähde teollisuuden vallankumous tapahtui tämän fossiilin ansiosta. Se muodostuu kasvinjätteistä, joihin ei pääse ilmaa. Hiilen hiilen ominaispainosta riippuen erotetaan sen lajikkeet: antrasiitit, ruskea ja kivihiili, grafiitit;
- öljyliuske muodostui merenpohjaan noin 450 miljoonaa vuotta sitten kasvillisuuden ja eläinten jäännöksistä. Koostuu mineraali- ja orgaanisista osista. Kun kuiva tislattu muodostaa hartsin, joka on lähellä öljyä;
- turve - epätäydellisesti hajonneiden kasvijäämien kertyminen soiden olosuhteissa, yli puolet sen koostumuksesta on hiiltä. Sitä käytetään polttoaineena, lannoitteena ja lämmöneristyksenä.
Palavat luonnolliset aineet ovat tärkeimmät mineraalityypit. Niiden ansiosta ihmiskunta on oppinut tuottamaan ja käyttämään energiaa ja luonut myös monia teollisuudenaloja. Tällä hetkellä polttoainemineraalien tarve on erittäin akuutti useimmissa osavaltioissa. Tämä on suuri osa maailmantaloutta, josta maailmanlaajuisten maiden hyvinvointi riippuu.
Metallimetallit: tyypit, ominaisuudet
Tunnemme mineraalityypit: polttoaine, malmi, ei-metalliset. Ensimmäistä ryhmää on tutkittu onnistuneesti. Mineraalien - malmin tai metallin - siirtyminen siksi teollisuus yleensä syntyi ja kehittyi. Muinaisista ajoista lähtien ihminen tajusi, että metalli tarjoaa paljon enemmän mahdollisuuksia jokapäiväisessä elämässä kuin sen puuttuminen. Nykymaailmassa on jo mahdotonta kuvitella elämää ilman metallia. Kodinkoneissa ja elektroniikassa, kodeissa, kylpyhuoneessa, jopa pienessä lampussa - se on kaikkialla.
Kuinka se louhitaan? Vain jalometallit, jotka kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi eivät reagoi muiden yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kanssa, ovat löydettäviä puhtaassa muodossa. Loput ovat aktiivisesti vuorovaikutuksessa keskenään ja muuttuvat malmiksi. Metalliseos, tarvittaessa, erotetaan tai jätetään muuttumattomaksi. Luonnon muodostamat seokset ovat "juurtuneet" sekoitettujen ominaisuuksien takia. Esimerkiksi rautaa voidaan tehdä kovemmaksi lisäämällä hiiltä metalliin teräksen valmistamiseksi - vahva liitos, joka kestää raskaita kuormia.
Malmimineraalit jaotellaan yksilöllisistä ominaisuuksista ja soveltamisalasta riippuen ryhmiin: rautametallit, ei-rautametallit, jalometallit, harvinaiset ja radioaktiiviset metallit.
Rautametallit
Rautametallit ovat rautaa ja sen erilaisia seoksia: terästä, valurautaa ja muita rautaseoksia. Sitä käytetään monimuotoisimpien alueiden tuotannossa: armeija, laivanrakennus, lentokoneiden valmistus, koneenrakennus.
Arjessa käytetään monia rautatuotteita: keittiövälineet on valmistettu teräksestä, monet LVI-elementit peitetään sillä.
Ei-rautametallit
Värimetalliryhmä sisältää suuren määrän mineraaleja. Ryhmän nimi johtuu siitä, että monilla metalleilla on tietty väri. Esimerkiksi kupari on punaista, alumiini on hopeaa. Jäljelle jäävät 3 mineraalityyppiä (jalo, harvinainen, radioaktiivinen) ovat itse asiassa ei-rautametallien alalaji. Monet niistä sekoitetaan seoksiksi, koska heillä on tässä muodossa parhaat ominaisuudet.
Ei-rautametallit luokitellaan:
- raskas - erittäin myrkyllinen suurella atomipainolla: lyijy, tina, kupari, sinkki;
- keuhkot, joilla on pieni tiheys ja paino: magnesium, titaani, alumiini, kalsium, litium, natrium, rubidium, strontium, cesium, beryllium, barium, kalium;
- jalo korkean vastustuskykynsä vuoksi eivät käytännössä osallistu kemiallisiin reaktioihin, ne ovat ulkonäöltään kauniita: platina, hopea, kulta, rodium, palladium, ruthenium, osmium;
- pieni (harvinainen) - antimoni, elohopea, koboltti, kadmium, arseeni, vismutti;
- tulenkestävillä on korkea sulamispiste ja kulutuskestävyys: molybdeeni, tantaali, vanadiini, volframi, mangaani, kromi, zirkonium, niobium;
- harvinaiset maametallit - ryhmä koostuu 17 elementistä: samarium, neodyymi, lantaani, cerium, europium, terbium, gadolinium, dysprosium, erbium, holmium, ytterbium, lutetium, skandium, yttrium, perium, promethium, terbium;
- hajaantuneita esiintyy luonnossa vain epäpuhtauksien muodossa: telluuri, tallium, indium, germanium, renium, hafnium, seleeni;
- radioaktiiviset hiukkaset itse lähettävät radioaktiivisten hiukkasten virran: radium, plutonium, uraani, protaktinium, Kalifornia, fermium, americium ja muut.
Alumiini, nikkeli ja kupari ovat erityisen tärkeitä ihmiskunnalle. Kehittyneet maat pyrkivät lisäämään niiden tuotantoa, koska näiden ei-rautametallien määrä vaikuttaa suoraan tekniikan kehitykseen lentoteollisuudessa, astronautiikassa, atomi- ja mikroskooppisissa välineissä sekä sähkötekniikassa.
Ei-metalliset luonnon elementit
Yhteenvetona lyhyt yhteenveto. Taulukon ”Mineraalityypit” (polttoaine, malmi, ei-metalli) pääkategoriat tutkitaan. Mitkä elementit luokitellaan ei-metallisiksi, ts. Ei-metallisiksi? Tämä on kovien tai pehmeiden mineraalien ryhmä, jota löydetään yksittäisten mineraalien tai kivien muodossa.Moderni tiede tuntee yli sata tällaista kemiallista yhdistettä, jotka ovat vain luonnollisten prosessien tuotetta.
Ei-metalliset mineraalit ovat louhinnan ja käytön mittakaavassa edellä vain polttoainetyyppejä. Seuraava taulukko sisältää tärkeimmät kivet ja mineraalit, jotka muodostavat ei-metallisen luonnonvarojen ryhmän, ja niiden lyhyt kuvaus.
| Ei-metallisten mineraalien / kivien ryhmä | Kiviaineksen tyyppi / mineraali | ominaisuus |
| Raaka-aineiden louhinta | asbesti | Tulenkestävä kallio. Niitä käytetään palonkestävien materiaalien, kattojen ja palontorjuntakudosten valmistukseen. |
| kalkkikivi | Sedimentary rock, jota käytetään laajalti rakentamisessa. Kun se poltetaan, kalkki saadaan. | |
| kiille | Kiviainekset. Kemiallinen koostumus on jaettu alumiiniin, magnesia-rauta-litiumpimalliin. Sitä käytetään nykyaikaisessa tekniikassa. | |
| Kemialliset raaka-aineet | Kaliumsuolat | Sedimenttikivet, joihin sisältyy kalium. Sitä käytetään raaka-aineena kemianteollisuudelle ja potasravinteiden valmistuksessa. |
| apatite | Mineraalit, jotka sisältävät suuren määrän fosforisuoloja. Käytetään lannoitteiden valmistukseen sekä keramiikan tuotantoon. | |
| rikki | Sitä esiintyy luonnollisen rikin malmin muodossa ja yhdisteinä. Sitä käytetään pääasiassa rikkihapon tuotantoon kumin vulkanointiin. | |
| Rakennusmateriaalit | kipsi | Sulfaatti mineraali. Sitä käytetään erilaisilla ihmisen toiminnan aloilla. |
| marmori | Kalsiittipohjainen kivi. Käytetään sähkötekniikassa kipsin ja mosaiikkien, muistomerkkien valmistukseen. | |
| Jalokivet | arvokas | Niillä on kaunis kuvio tai väri, kiilto ja ne on helppo kiillottaa ja leikata. Niitä käytetään korujen ja muiden sisustustuotteiden valmistukseen. |
| puolijalo | ||
| koriste- |
Ei-metalliset mineraalityypit ovat erittäin tärkeitä eri teollisuudenaloille, rakentamiseen ja välttämättömiä myös arkielämässä.
Resurssien tyhjentävä luokittelu
Mineraalien fysikaalisen kunnon ja ominaisuuksien perusteella tapahtuvan asteittaisuuden lisäksi otetaan huomioon myös indikaattorit niiden uumentuvuudesta ja uusiutuvuudesta. Pääasialliset mineraalityypit jaetaan:
- tyhjentyvä, joka voi jossain vaiheessa loppua ja jota ei voida käyttää tuotannossa;
- ehtymätön - suhteellisen ehtymätön luonnonvarojen lähde, esimerkiksi aurinko- ja tuulienergia, valtameret, meret;
- uusiutuvat - mineraalit, jotka voidaan tietyllä tyhjennysasteella palauttaa osittain tai kokonaan, esimerkiksi metsät, maaperä, vesi;
- uusiutumattomat - jos resurssit loppuivat kokonaan, niitä ei pääsääntöisesti voida uusia;
- vaihdettavissa - fossiilit, jotka voidaan tarvittaessa korvata, esimerkiksi polttoainetyypit.
- korvaamaton - ilman jota elämä on mahdotonta (ilma).
Luonnonvarat vaativat huolellista hallintaa ja järkevää käyttöä, koska useimmilla niistä on rajallinen raja, ja jos ne ovat uusiutuvia, niin pian.
Mineraaleilla on tärkeä rooli ihmisen elämässä. Ilman niitä ei olisi ollut teknisiä ja tieteellisiä löytöjä ja todellakin tuttua elämää yleensä. Niiden louhinnan ja käsittelyn tulokset ympäröivät meitä kaikkialla: rakennuksissa, liikenteessä, taloustavaroissa, lääkkeissä.
