Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье ( интерактивный курс)
Скачать 2.06 Mb.
|
?
Сера и серосодержащие руды Сера. Сера применялась человеком более 3000 лет назад ( древние греки использовали сернистый газ, получающийся при сгорании серы, для дезинфекции помещений). Позднее, полтора тысячелетия назад, серу использовали для приготовления красок и обработки тканей, в качестве пиротехнического средства. В средние века сера шла на приготовление серной кислоты, а часть её использовалась в сельском хозяйстве: серным порошком опыляли виноградники и хлопчатники, чтобы уничтожить вредителей. Потребление серы резко возросло в середине XX столетия. Было установлено, что она тоже важна для роста растений. В золе семян кукурузы, клевера, фасоли, клубнях картофеля и корнеплодах свёклы содержание серного ангидрида составляет 1—6,5%. Поэтому необходимо ежегодно вносить от 20 до 120 кг серы на 1 га пашни. Исключительно важна и серная кислота, которая совершенно необходима для переработки фосфоритов в суперфосфат — ключевой продукт минеральных удобрений. Сера — неметалл. Она представляет собой хрупкие кристаллы желтого цвета. Название происходит от латинского «сульфур» — светло-желтый. Русское название серы, по-видимому, происходит от санскристкого «сира» — светло-желтый. Элементарная сера встречается в виде желтых кристаллов или порошковатых землистых масс, плохо проводит тепло и электричество, легко загорается от спички и горит с образованием сернистого газа. При температуре 114—119,8°С сера плавится и превращается в жидкость, при 160°С буреет и становится вязкой, а при 300°С — снова становится жидкой (сера имеет две точки плавления). В расплавленном и газообразном состоянии (кипит при температуре 444,6°С) соединяется с другими элементами. С металлами образует сульфиды. При 360°С соединяется с кислородом, образуя сернистый газ, при 400 °С — с водородом — сероводород. Применяется в химической, целлюлозно-бумажной, резиновой промышленности (вулканизация каучука и др.), в стекольной, текстильной и других отраслях промышленности. В земледелии сера используется для производства инсектицидов, микроудобрений, как дезинфицирующее средство в животноводстве, в химико-фармацевтической промышленности и т. д.
Самородная сера имеет осадочное и вулканическое происхождение и залегает в виде пластов, гнезд и линз. Извлекают серу из природного газа и газов нефтепереработки. Получают серу из пиритов (колчеданные месторождения). Существуют различные способы переработки серных руд в элементарную серу: геотехнологический (подземная выплавка серы из руды), термический (выплавка серы из кусков добытой руды), экстракционный (извлечение серы из руды с помощью химических веществ, растворяющих серу), пароводяной (получение серы из руды в автоклавах при высоких температурах), комбинированный (флотационное обогащение руд, а затем извлечение серы из концентратов). На разработках чаще всего применяются методы геотехнологический и комбинированный. Сущность первого состоит в том, что на месторождении на расстоянии 50—100 м друг от друга бурятся скважины, оборудованные тремя колоннами труб, вставленных одна в другую. По внешней трубе (диаметр до 30 см) под давлением в серный слой подается перегретая вода (165—170°С). Сера плавится в горячей воде. По внутренней трубе под еще большим давлением вводится пар или горячий воздух. В результате происходит вытеснение воды с растворенной в ней серой по второму диаметру. Поднятая на поверхность, сера затвердевает. Этим способом добывается наиболее чистая сера (99,5—99,9 %). Каждая скважина может давать ежегодно 300—400 т серы. В начале XX в. общая мировая добыча серы составляла всего несколько миллионов тонн, но уже в 1960 г. достигла 18, а в 1987 г. — 54,2 млн т. В настоящее время серу получают из трёх главных источников: из самородной серы, пиритовых (FeS2) руд и путём попутного извлечения серы из нефти, газа, отходов металлургического производства. В течение первой половины XX в. Наибольшее значение имели месторождения самородной серы. Мировым лидером были США. Начиная с 1960 г. из пластов серы, залегающих на глубинах 500—700 м на побережье и в акватории Мексиканского залива, ежегодно добывают более 7,0 млн т серы. В СССР до 1925 г. практически не существовало собственной сырьевой базы. И только в 30-х гг. открыли крупные месторождения в Прикарпатье (Украина), Гаурдакское в Туркмении и Водинское в Среднем Поволжье, которые стали сырьевой базой для химической промышленности страны. Первое месторождение в СССР было открыто в Центральных Каракумах в невероятно трудных условиях. Экспедиции А.Е. Ферсмана и Д.И. Щербакова в 1925—1926 гг. пересекли безжизненную знойную пустыню на верблюдах и среди моря песчаных холмов обнаружили необычные бугры Чеммерли, представлявшие собой пласты песков, сцементированные серой. Там был построен серный завод, а готовую продукцию караванами вывозили в Ашхабад. С этими месторождениями связано знаменательное событие в жизни страны — первый в мире автопробег через Центральные Каракумы весной 1929 г. на двух автомобилях. Помимо пропаганды советской власти в Средней Азии, это мероприятие имело целью установить более надёжную связь серного завода с промышленными центрами. Другим источником серы вот уже более ста лет служат колчеданные руды, на 90% состоящие из прочного золотисто-жёлтого минерала пирита (FeS2). Он широко распространён в природе и раньше, во времена золотых лихорадок, часто вводил в заблуждение непрофессиональных старателей, путавших его с настоящим золотом. На протяжении столетий пирит не представлял никакой экономической ценности. От него всячески стремились избавиться. Огромные отвалы серного колчедана, как его именуют по-другому, отравляли окружающую среду. Острая потребность в серной кислоте заставила вспомнить об этих рудах, и их начали энергично использовать. Главными производителями пирита были Испания, добывающая вот уже сто лет по 2,5—3,0 млн т пиритовых концентратов в год, и Япония, начавшая разработку колчеданных месторождений в 30-х гг. XX в. и стабильно получающая ежегодно 3,0—3,5 млн т руды. С начала 50-х гг. возникло новое производство — извлечение серы из нефти и природного газа. Полученный дополнительный продукт быстро окупил затраты на его производство и стал приносить высокую прибыль. Следующим шагом было создание технологий по улавливанию серы из газов металлургических заводов, выбрасываемых в атмосферу. Соотношение трёх источников серы постоянно меняется. Если в 1975 г. было получено (в млн т) 34,1 (из них самородной серы — 10,0, серы из пирита 8,1 и восстановленной серы — 24,0), то в 1993 г. произведено 53,9 млн т (из них самородной серы — 6,1, серы из пирита — 8,0 и восстановленной серы — 39,1). В бывшем СССР с 1988 по 1993 г. производство серы сократилось (в млн т) с 7,7 до 5,0, а серной кислоты — с 29,2 до 19,5. В настоящее время в мире производят около 100 млн т серной кислоты. Основные запасы самородной серы сосредоточены в недрах 23 стран Америки и Азии (Ирак — около 250 млн. т, Чили —100 млн. т и др.) и в США (около 100 млн. т). Ресурсы самородной серы в этих странах во всех ее видах (самородной, связанной с природным горючим газом, нефтью, битуминозными песками, сульфидами металлов) оцениваются в 3 млрд. т. Если учесть ресурсы серы, заключенные в углях, нефтеносных и битуминозных сланцах, то они в сумме составляют величину порядка 400 млрд. т. Серу добывают и из пирита; месторождения его сосредоточены в Саудовской Аравии, Испании, Японии, Индии и др. Главными месторождениями самородной серы в Ираке — Мишрак (самое крупное в мире); в Чили известно более 70; в США — Растлер-Спрингс, Болинг-Доум и др. В 1986 г. здесь произведено более 6 млн. т, из них только США 4 млн. т, Мексика 1,5 млн.т, Ирак 0,5 млн.т. Добыча самородной серы в этих странах ведется в основном методом подземной выплавки. Добывается сера и из природных газов и газов металлургических производств (в основном в Канаде, США, Франции и др.). ?
Агроруды содержащие микроэлементы Для роста и развития растений, требуются в небольших количествах и микродозах бор, марганец, кобальт, медь и другие элементы, которые получили название микроэлементов. В земной коре микроэлементы, получившие применение в сельском хозяйстве, имеют различную степень распространения. В значительных количествах встречаются марганцевые агроруды, в меньших размерах встречаются цинковые, боросодержащие агроруды; медные, кобальтовые, молибденовые - встречаются значительно реже и, кроме того, содержат эти элементы в незначительных концентрациях. Микроудобрения в соответствующих условиях значительно повышают урожай, улучшают качество продукции и предохраняют растения от ряда заболеваний. Потребность растений в микроудобрениях проявляется, как правило, только при обеспечении их основными питательными веществами, прежде всего азотом, фосфором и калием. Бром — красновато-бурая жидкость (плавится при температуре 7,25°С), в застывшем состоянии — красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металличеческим блеском. Пары брома обладают резким неприятным запахом (по-гречески «бромос» — зловонный). Открыт в 1826 г. Из-за высокой химической активности в свободном виде бром не встречается. Он находится в виде бромидов в морской воде, в водах соляных озер и нефтяных буровых скважин, в верхних горизонтах залежей поваренной соли. Бром соединяется с водородом, металлами и неметаллами, растворяется в воде и органических растворителях. Важнейшие соединения брома: бромистый калий, бромистый натрий, бромистый аммоний, бромистое железо, бромистый этил, бромистый метилен, бромоформ. Известен единственный природный минерал брома (природный бромид) — бромаогерит (AgBr). Йод представляет собой серовато-черные пластинчатые кристаллы с металлическим блеском, температурой плавления 113,6°С и кипения 184,4°С. При нагревании переходит в пар коричневого цвета. В воде плохо растворяется, хорошо растворяется в спирте, эфире и других органических растворителях. Важнейшие соединения йода: йодистый калий, йодистый натрий, йодистый аммоний, йодистый метил, йодистый этил, йодоформ. В 1811 г., получая селитру, французский химик Б. Куртуа обратил внимание на то, что медный котел, в котором происходило выпаривание зольного раствора, быстро разъедается. Под действием концентрированной серной кислоты из раствора выделялись тяжелые фиолетовые пары. В 1813 г. Ж. Гей-Люссак детально исследовал фиолетовое вещество, установил его элементарную природу и назвал йодом (от греческого «иоэйдес» — фиолетовый). Примерно 90% мировой добычи брома идет на изготовление антидетонаторов для моторного топлива. Кроме того соединения брома используются в медицине, при изготовлении фототоваров, в сельском хозяйстве (для борьбы с вредителями); йод применяется в основном в медицине и фармакологии, в сельском хозяйстве (добавка к удобрениям), в реактивной технике и т. д. Йод, как и фосфор, является необходимым элементом всех живых организмов. Особенно много йода накапливается в морских водорослях, губках и кораллах. В качестве источника йода используются подземные воды, морские водоросли, отходы производства селитры. Бром добывается из морской воды, рассолов соляных озер, щелока калийных производств, подземных вод нефтяных месторождений. В бывшем СССР производство йода начато в 1932 году и производилось из буровых вод тремя заводами: Бакинским йодным (Апшеронский полуостров), Челекенским химическим (Туркменская ССР) и Лапоминским опытным йодным заводом (у г.Архангельска). Бром добывается из озерной рапы в Крыму. Наиболее богатые по концентрации йода месторождения приурочены к артезианским бассейнам Северного Кавказа (Азово-Кубанский, Терско-Прикаспийский), и к восточной части Рионо-Куринского бассейна, в районах Днепровско-Донецкого и Предкарпатского бассейнов, Предуральского прогиба и Северо-Двинского бассейна. Йодные месторождения известны в Западной Туркмении (Каракумский и Восточноприкаспийский артезианские бассейны), в Западной Сибири (Среднее Предуралье, Среднее Приобье), на Дальнем Востоке (артезианские воды о-ва Сахалин). Бромные воды особенно широко распространены в районах Волго-Камского, Ангаро-Ленского, Западно-Туркменского и Амударьинского артезианских бассейнов. В Крыму, северо-восточнее Джанкоя, открыто Северосивашское месторождение йодных вод. Сырьевой базой брома служат оз. Сасык-Сиваш у Евпатории и Сивашский залив. Бор - одни из малораспространенных, редких элементов литосферы. Среднее содержание бора в континентальной литосфере (%) - 0,0007, в гранитной оболочке - 0,001, в осадочных породах - 0,0012. Наибольшее содержание рассеянного бора (0,011%) в глинистых сланцах, где он сосредоточен в слюдистых минералах и в глиноземных метаморфических породах. В почвах содержание бора варьирует от 0,005 до 0,01%. Установлено, что в почвах лишь 3-10% бора содержится в подвижной, водорастворимой форме, доступной растениям, - в виде борной кислоты или ее солей. В солончаках эта доля значительно выше (до 40 мг/кг) что делает его там даже токсичным для растений. Систематические исследования содержания бора в почвах бывшего СССР начал академик А.П.Виноградов. Анализ всех главнейших почвенных разновидностей показал, что содержание бора последовательно возрастает к югу, от почв тундры и лесов к черноземам и каштановым почвам; особенно много его в верхнем горизонте (А), что связано с жизнедеятельностью растений. Давно известно соединение бора — бура, которую, уже в первом тысячелетии нашей эры использовали для пайки металлов. Тогда же и появилось, видимо, название «бура» (современное химическое название натриевая соль тетраборной кислоты). В жизни произошло так, что вначале были синтезированы соединения бора (голландский врач В. Гомберг еще в 1702 г., нагревая буру с серной кислотой, получил борную кислоту — «успокоительную соль Гомберга»). Открытие самого элемента состоялось в 1868 г. (французские химики Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар объявили об открытии элемента, который они назвали бором). Независимо от французов, в это же время в Англии другой химик — Г. Дэви в результате точно такой же реакции получил элемент, который назвал «борацием». Соединения бора употребляются для производства гибких пластмасс (для авиационной промышленности), нейлона, для очистки целлюлозы, производство сверх прочных металлов. В промышленности используется примерно 90 % добываемого бора и его соединений, 10 %— идет на нужды сельского хозяйства: для изготовления микроудобрений. В скандинавских странах, Новой Зеландии и Канаде борные соединения применяются для консервации древесины, предохранения ее от гниения и придания ей огнестойкости.
По внешнему виду бораты обычно бесцветны или белого цвета, большинство из них растворяется в соляной кислоте, некоторые — в воде. Боросиликаты имеют кристаллическое строение. Бор добывается как из месторождений борных руд, так и из борсодержащих горячих источников и из рапы соляных озер. В России основные месторождения бора размещены в Забайкалье и на Дальнем Востоке (Додинское железорудное). |
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Вода — самое драгоценное минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства, вода — это... |  | Рецензия на интерактивный образовательный ресурс Интерактивный образовательный ресурс выполнен в программном обеспечении Interwrite Workspace, с учетом возрастных и индивидуальных... |
| Реферат Основные источники углеводородного сырья и требования, предъявляемые к нему Это связано с тем, что в нефтехимических производствах основная доля затрат (65 – 70 %) приходится на сырье. Сырье должно быть доступным,... | | О районном конкурсе «Лучший интерактивный урок» Общие положения Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения районного конкурса «Лучший интерактивный урок» (далее – Конкурс)... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Интерактивный проектор LightRaise™ 60wi позволяет добавлять интерактивность практически на любую поверхность. Этот ультракороткофокусный... | | Урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии Интерактивный урок по геогафии по теме " Горная система Саур-Тарбагатай"Интерактивный урок по географии |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Нетрадиционное применение техники тканого гобелена в изделиях декоративно-прикладного характера на уроках в детской художественной... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Реферативную работу «Добыча урановой руды, её переработка и использование» выполнил учащийся 10 физико-математического класса «Средней... |
| Лекарственное сырье тибетской медицины: современный взгляд Охватывает собой весь период существования человеческого общества от первобытной эпохи до современности | | Методические рекомендации по предмету: география Методы: сравнительный, статистический, картографический, когнитивный, интерактивный |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: совершенствование навыка беглого, выразительного чтения через нетрадиционное представление новых слов на уроке и способы... | | Урок по теме: «Обогащение медной руды. Получение меди» Наши выпускники выбирают профессии, связанные с горным производством. В целях профориентации мы проводим экскурсии на комбинат. Чтобы... |
| 1. Свойства почвы. Гранулометрический состав, влажность, кислотность... Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Реферат Отчет 50 с., 1 ч., 22 рис., 14 табл., 22 источн., 2 прил Переработка, зерно, ферменты, ресурсосбережение, безопасность, технологии, методы, хлебобулочные, макаронные, мучные кондитерские... |
| Мультимедийный интерактивный комплекс Открытый аукцион на право заключения муниципального контракта на поставку мультимедийного интерактивного комплекса и мультимедийных... | | Исследование и Разработка устройства контроля наличия посторонних... Межвузовская студенческая научно-практическая конференция «Молодежь, наука, сервис – XXI век» |
