Minerāli ir zemes garozas veidojumi, kas sastāv no minerāliem, kuru ķīmiskās un fizikālās īpašības ļauj tos izmantot rūpniecības un sadzīves sfērā. Bez dažādām vielām, ar kurām Zeme ir bagāta, mūsu pasaule nebūtu tik daudzveidīga un attīstīta. Tehnoloģiskais progress nebūtu sasniedzams un pārmērīgi sarežģīts. Apsveriet jēdzienu, minerālu veidus un to īpašības.
Saistītie jēdzieni un termini
Pirms analizēt minerālu veidus, jums jāzina īpašās definīcijas, kas saistītas ar šo tēmu. Ar to visu būs vieglāk un vieglāk tikt galā. Tātad, minerāli ir minerālu izejvielas vai zemes garozas veidošanās, kas var būt organiskas vai neorganiskas izcelsmes un ko izmanto materiālu priekšmetu ražošanā.
Minerālu nogulsnes sauc par noteikta daudzuma minerālvielu uzkrāšanos Zemes virsmā vai zarnās, kuras tiek iedalītas kategorijās atkarībā no piemērošanas jomas rūpniecībā.
Rūdu sauc par minerālu veidošanos, kas radusies dabiskos apstākļos un sastāv no šādām sastāvdaļām tādā proporcijā, ka tās izmantošana ir iespējama un piemērota rūpnieciskajai un tehniskajai sfērai.
Kad jūs sākāt ieguvi?
Precīzi nav zināms, kad notika pirmā ieguve. Pēc vēsturnieku domām, senie ēģiptieši atvēra plīvuru. Ekspedīcija tika nosūtīta uz Sinajas pussalu 2600. gadā pirms mūsu ēras. Viņiem vajadzēja iegūt vizlu. Tomēr notika izrāviens seno iedzīvotāju zināšanās par izejvielām: tika atrasts varš. Sudraba ieguve un apstrāde ir zināma no Grieķijas vēstures. Romieši uzzināja par metāliem, piemēram, cinku, dzelzi, alvu un svinu. Izveidojot mīnas no Āfrikas līdz Lielbritānijai, Romas impērija tās ieguva un pēc tam izmantoja instrumentu izgatavošanai.
Astoņpadsmitajā gadsimtā pēc rūpniecības revolūcijas steidzami vajadzīgi minerāli. Šajā sakarā viņu ražošana strauji attīstījās. Mūsdienu tehnoloģiju pamatā ir šī perioda atklājumi. XIX gadsimtā notika slavenā "zelta uzplaukums", kura laikā tika izrakts milzīgs daudzums dārgmetāli - zelts. Tajā pašā vietā (Dienvidāfrikā) tika atklātas vairākas dimantu atradnes.
Minerālu apraksts pēc fiziskā stāvokļa
No fizikas stundām ir zināms, ka vielas spēj būt vienā no četriem agregātiem: šķidrā, cietā, gāzveida un plazmā. Parastā dzīvē visi var viegli novērot pirmos trīs. Minerālus, tāpat kā jebkurus citus ķīmiskos savienojumus, var atrast uz Zemes virsmas vai tās zarnās vienā no trim stāvokļiem. Tādējādi minerālu veidus galvenokārt iedala:
- šķidrums (minerālūdens, eļļa);
- cietie (metāli, ogles, rūdas);
- gāzveida (dabasgāze, inerta gāze).
Katra no grupām ir svarīga un neatņemama rūpniecības sastāvdaļa. Resursu daudzveidība ļauj valstīm attīstīties tehniskajā un ekonomiskajā jomā. Derīgo izrakteņu atradņu skaits ir valsts bagātības un labklājības rādītājs.
Rūpniecības veidi, minerālu klasifikācija
Pēc pirmo minerālu iežu atklāšanas cilvēks nopietni domāja par to, kādas priekšrocības viņi var dot viņa dzīvei.Ar rūpniecības rašanos un attīstību tika izveidota minerālu atradņu klasifikācija, pamatojoties uz to izmantošanu tehniskajā jomā. Apsveriet šos minerālu veidus. Tabulā ir pilnīga informācija par to īpašībām:
| Derīgo izrakteņu ieguves veids | Grupas tā sastāvā | Fosiliju veidi |
| Degošs (degviela) | Cietvielu | Kūdra, ogles |
| Šķidrs / gāzveida stāvoklis | Gāze, eļļa | |
| Metāls | Melnie metāli | Mangāns, hroms, titāns, dzelzs |
| Krāsainie metāli | Svins, varš, kobalts, alumīnijs, niķelis | |
| Cēlmetāli | Platīns, zelts, sudrabs | |
| Retie metāli | Alva, tantala, volframa, niobija, molibdēna | |
| Radioaktīvie savienojumi | Torijs, radiijs, urāns | |
| Nemetālisks | Izejvielu ieguve | Vizla, magnezīts, talks, kaļķakmens, grafīts, māls, smiltis |
| Ķīmiskās izejvielas | Fluorīts, fosforīts, barīts, minerālsāļi | |
| Būvmateriāli | Marmors, ģipsis, grants un smiltis, māls, apdares akmeņi, cementa izejvielas | |
| Dārgakmeņi | Dārgakmeņi un rotājumi |
Apsvērtie minerālu veidi kopā ar saldūdens rezervēm ir galvenā zemes vai vienas valsts bagātības īpašība. Šī ir tipiska minerālu resursu gradācija, ar kuras palīdzību visas rūpnieciskajā un sadzīves sfērā izmantotās dabiskās vielas tiek sagrupētas pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Mēs iepazīsimies ar katru kategoriju atsevišķi.
Fosilais kurināmais
Pie kādiem minerāliem pieder eļļa? Kā ir ar gāzi? Minerāli bieži vien ir ciets metāls, nevis neskaidrs šķidrums vai gāze. Viņi ir pazīstami ar metālu jau no agras bērnības, savukārt mazliet vēlāk saprot, kāda ir nafta vai pat sadzīves gāze. Tātad, kādam tipam saskaņā ar jau izpētītajām klasifikācijām būtu jāpiešķir eļļa un gāze? Eļļa - šķidru vielu grupai, gāze - gāzveida. Pamatojoties uz to pielietojumu, tas ir viennozīmīgi attiecībā uz degvielu vai, citiem vārdiem sakot, kurināmā minerāliem. Galu galā eļļu un gāzi galvenokārt izmanto kā enerģijas un siltuma avotu: mašīnu motori strādā pie tiem, tie apsilda dzīvojamās telpas un ar viņu palīdzību gatavo ēdienu. Pati enerģija tiek atbrīvota, sadedzinot degvielu. Un, ja paskatās vēl dziļāk, to veicina ogleklis, kas ir iekļauts visos degošajos minerālos. Kāda veida minerāleļļa attiecas, sakārtota.
Kādas citas vielas šeit pieder? Tie ir cietā kurināmā savienojumi, kas veidojas dabā: ogles un brūnogles, kūdra, antracīts, degslāneklis. Apsveriet īsu to aprakstu. Minerālu veidi (degoši):
- ogles ir pirmā degviela, ko cilvēki sāka izmantot. Galvenais enerģijas avots, ko plaši izmanto ražošanā, pateicoties šai fosilijai, notika rūpniecības revolūcija. Tas veidojas augu atlieku dēļ bez gaisa piekļuves. Atkarībā no oglekļa oglekļa īpatnējā svara tiek izdalītas tā šķirnes: antracīti, brūnās un akmeņogles, grafīti;
- naftas slāneklis izveidojās jūras dibenā apmēram pirms 450 miljoniem gadu no veģetācijas un dzīvnieku paliekām. Sastāv no minerālām un organiskām daļām. Kad destilēts sausais, veido sveķus, kas ir tuvu eļļai;
- kūdra - nepilnīgi sadalījušos augu atlieku uzkrāšanās purvu apstākļos, vairāk nekā puse no tās sastāva ir ogleklis. To izmanto kā degvielu, mēslojumu, siltumizolāciju.
Degošās dabiskās vielas ir vissvarīgākie minerālu veidi. Pateicoties viņiem, cilvēce ir iemācījusies ģenerēt un izmantot enerģiju, kā arī ir izveidojusi daudzas nozares. Pašlaik lielākajai daļai valstu nepieciešamība pēc kurināmā minerāliem ir ļoti akūta. Šis ir liels pasaules ekonomikas segments, no kura ir atkarīga visu pasaules valstu labklājība.
Metālu minerāli: veidi, raksturlielumi
Mēs zinām minerālu veidus: degvielu, rūdu, nemetāliskus. Pirmā grupa ir veiksmīgi izpētīta. Pārvietošanās ar rūdu vai metālu, minerāliem, tāpēc rūpniecība vispār bija dzimusi un attīstījusies. Kopš seniem laikiem cilvēks saprata, ka metāls ikdienas dzīvē sniedz daudz vairāk iespēju nekā tā neesamība. Mūsdienu pasaulē jau nav iespējams iedomāties dzīvi bez metāla. Sadzīves tehnikā un elektronikā, mājās, vannas istabā, pat nelielā spuldzītē - tas ir visur.
Kā tas tiek izrakts? Tīrā veidā var atrast tikai tādus cēlmetālus, kuri ķīmisko īpašību dēļ nereaģē ar citām vienkāršām un sarežģītām vielām. Pārējie aktīvi mijiedarbojas viens ar otru, pārvēršoties rūdā. Metālu maisījums, ja nepieciešams, atdalīts vai nemainīts. Dabas sakausējumi ir “iesakņojušies” jaukto īpašību dēļ. Piemēram, dzelzi var padarīt cietāku, metālam pievienojot oglekli, lai izgatavotu tēraudu - spēcīgu savienojumu, kas var izturēt lielas slodzes.
Rūdu minerāli atkarībā no individuālajām īpašībām, kā arī pielietojuma jomas tiek sadalīti grupās: melnie, krāsainie, cēlie, reti un radioaktīvie metāli.
Melnie metāli
Melnie metāli ir dzelzs un dažādi tā sakausējumi: tērauds, čuguns un citi dzelzs sakausējumi. To izmanto visdažādāko jomu ražošanā: militārajā, kuģu būvē, lidmašīnu ražošanā, mašīnbūvē.
Ikdienā tiek izmantoti daudzi dzelzs izstrādājumi: virtuves piederumi ir izgatavoti no tērauda, daudzi santehnikas elementi ir pārklāti ar to.
Krāsainie metāli
Krāsaino metālu grupā ietilpst liels skaits minerālu. Grupas nosaukums cēlies no tā, ka daudziem metāliem ir noteikta krāsa. Piemēram, varš ir sarkans, alumīnijs ir sudrabs. Atlikušie 3 minerālu veidi (cēlie, reti, radioaktīvie) faktiski ir krāsaino metālu pasugas. Daudzi no tiem tiek sajaukti sakausējumos, jo šajā formā tiem ir vislabākās īpašības.
Krāsaino metālu klasificē:
- smags - ļoti toksisks ar lielu atomu svaru: svins, alva, varš, cinks;
- plaušas ar mazu blīvumu un svaru: magnijs, titāns, alumīnijs, kalcijs, litijs, nātrijs, rubīdijs, stroncijs, cēzijs, berilijs, bārijs, kālijs;
- cēli augstās pretestības dēļ praktiski neiesaistās ķīmiskās reakcijās, pēc izskata tie ir skaisti: platīns, sudrabs, zelts, rodijs, pallādijs, rutēnijs, osmijs;
- mazs (reti) - antimons, dzīvsudrabs, kobalts, kadmijs, arsēns, bismuts;
- ugunsizturīgajiem ir augsta kušanas temperatūra un nodilumizturība: molibdēns, tantala, vanādija, volframa, mangāna, hroma, cirkonija, niobija;
- retzemju metāli - grupa sastāv no 17 elementiem: samārija, neodīma, lantāna, cerija, eirija, terbija, gadolīnija, disprosija, erbija, holmija, iterbija, lutenija, skandija, itrija, thulium, promethium, terbium;
- dabā izkaisīti sastopami tikai piemaisījumu veidā: telūrs, tallijs, indijs, germānija, rēnijs, hafnijs, selēns;
- pašas radioaktīvās daļiņas izstaro radioaktīvo daļiņu plūsmu: rādijs, plutonijs, urāns, protaktinijs, Kalifornija, fermijs, amerikijs un citi.
Cilvēcei īpaši svarīgi ir alumīnijs, niķelis un varš. Attīstītās valstis mēdz palielināt to ražošanu, jo šo krāsaino metālu daudzums tieši ietekmē tehnoloģisko progresu gaisa kuģu rūpniecībā, astronautikā, atomu un mikroskopiskos instrumentos un elektrotehnikā.
Nemetāliski dabas elementi
Apkopojot īsu kopsavilkumu. Pētītas galvenās tabulas “Minerālu veidi” kategorijas (degviela, rūda, nemetāliski). Kādi elementi tiek klasificēti kā nemetāliski, t.i., nemetāliski? Šī ir cieto vai mīksto minerālu grupa, kas atrodama atsevišķu minerālu vai iežu veidā.Mūsdienu zinātne zina vairāk nekā simts šādu ķīmisku savienojumu, kas nav nekas vairāk kā dabisku procesu produkts.
Nemetālisko minerālu ieguves un izmantošanas apjoma ziņā apsteidz tikai minerālu veidus. Zemāk esošajā tabulā ir galvenie ieži un minerāli, kas veido nemetālisko dabas resursu grupu, un to īss apraksts.
| Nemetālisko minerālu / iežu grupa | Iežu / minerālu tips | Iezīme |
| Izejvielu ieguve | Azbests | Ugunsdrošs iezis. Tos izmanto ugunsizturīgu materiālu, jumtu un ugunsdzēšanas audumu ražošanai. |
| Kaļķakmens | Nogulšņu iezis, ko plaši izmanto būvniecībā. Kad tas tiek kurināts, iegūst nedzīstošo kaļķi. | |
| Vizla | Akmeņus veidojošs minerāls. Ķīmiskais sastāvs ir sadalīts alumīnija, magnija-dzelzs litija vizlas sastāvā. To izmanto mūsdienu tehnoloģijās. | |
| Ķīmiskās izejvielas | Kālija sāļi | Nogulšņi, kas satur kāliju. To izmanto kā izejvielu ķīmiskajā rūpniecībā un potaša mēslošanas līdzekļu ražošanā. |
| Apetīte | Minerāli, kas satur lielu daudzumu fosfora sāļu. Izmanto mēslošanas līdzekļu ražošanai, kā arī keramikas ražošanai. | |
| Sērs | Tas notiek dabiskā sēra rūdas veidā un savienojumos. To galvenokārt izmanto sērskābes ražošanai, gumijas vulkanizēšanai. | |
| Būvmateriāli | Ģipsis | Sulfāta minerāls. To izmanto dažādās cilvēka darbības jomās. |
| Marmors | Uz kalcīta balstīta klints. Izmanto elektrotehnikā, ģipša un mozaīku, pieminekļu ražošanā. | |
| Dārgakmeņi | Dārgakmeņi | Viņiem ir skaists raksts vai krāsa, tie spīd, un tos ir viegli pulēt un griezt. Tos izmanto rotu un citu dekoru ražošanā. |
| Pusdārgakmeņi | ||
| Dekoratīvie |
Nemetālisko minerālu veidi ir ļoti svarīgi dažādām rūpniecības nozarēm, celtniecībai un nepieciešami arī ikdienas dzīvē.
Resursu izsmeļoša klasifikācija
Papildus minerālu gradācijai pēc to fiziskā stāvokļa un īpašībām, tiek ņemti vērā arī to izsīkuma un atjaunojamības rādītāji. Galvenie minerālu veidi ir sadalīti:
- izsmeļošs, kas kādā brīdī var beigties un būs nepieejams ražošanai;
- neizsmeļami - salīdzinoši neizsmeļami dabas resursu avoti, piemēram, saules un vēja enerģija, okeāni, jūras;
- atjaunojamie - minerāli, kurus noteiktā izsmelšanas līmenī var daļēji vai pilnībā atjaunot, piemēram, meži, augsne, ūdens;
- neatjaunojami - ja resursi ir pilnībā izsmelti, parasti tos nevar atjaunot;
- maināmi - fosilijas, kuras vajadzības gadījumā var aizstāt, piemēram, kurināmā veidi.
- neaizvietojami - tie, bez kuriem dzīve nebūs iespējama (gaiss).
Dabas resursiem nepieciešama rūpīga apsaimniekošana un racionāla izmantošana, jo lielākajai daļai no tiem ir izsmeļošs ierobežojums, un, ja tie ir atjaunojami, tad ļoti drīz.
Minerāliem ir svarīga loma cilvēka dzīvē. Bez viņiem nebūtu bijuši tehniski un zinātniski atklājumi, un patiesībā pazīstama dzīve kopumā. To ieguves un pārstrādes rezultāti mūs apņem visur: ēkās, transportā, saimniecības precēs, medikamentos.
