Применение минералов
Минералы, и, следовательно, минералогия представляют собой чрезвычайно большой интерес для промышленности, многих областей науки и имеет важное эстетическое значение. Что касается экономики, то какой бы аспект мы не взяли, вплоть до проблем современного уровня жизни, любой из них оказывается так или иначе связанным с использованием минералов. Но, по порядку.
Содержание
Минералогия и промышленность.
Промышленная минералогия охватывает как первую, так и вторую из указанных категорий, а также все те минералы, которые неизменно сопутствуют промышленным месторождениям. Например, ярко – зеленые налеты малахита и его «проводники» в трещинах, ведут к залежам окисленных медных руд. Яркие розовато – красные выделения эритрина (кобальтового цветка), позволяют найти кобальтовые месторождения (на фото слева). Нежные снежинки и иголочки гемиморфита в пустотах бурого железняка дают основание искать в первичных залежах минералы цинка. Находки обломков, сложенных среднезернистым агрегатом хороших зеленых или коричневых кристаллов граната и кальцита с вкраплениями халькопирита служит поисковым признаком на месторождения скарнового типа. Форма кристаллов, их цвет и свойства, особенности химического состава – также используются для выработки минералогических критериев поиска месторождений. Минеральный состав «черных песков» в береговой полосе, в западинах рек и ручьев дает ценную информацию об источниках сноса вещества – это прием используется при поиске россыпных месторождений золота, алмазов, оловянных, титановых и других тяжелых руд. Этими критериями поиска занимается поисковая минералогия.
Образование минералов. Лекция N1для коллекционеров и любителей минералов.
Минералы, которые приходится извлекать вместе с полезными ископаемыми, но которые не представляют сам по себе какого – нибудь промышленного интереса, объединяются под названием пустые породы.
Правда, толкование термина «руда» весьма противоречиво. Некоторые специалисты вкладывают в него чисто экономический смысл. Минерал не называется рудой если он не добывается на рентабельном месторождении. Другие игнорируют экономическую сторону. Однако большинство специалистов используют термин рудный минерал, как классификационное понятие. Таким образом, один и тот же рудный минерал может рассматриваться как руда на одном месторождении и не как руда на другом. Это может зависеть от изменения технологии и капризов рынка.
С течением времени, по мере роста человеческих нужд и потребностей, рудные и промышленно ценные минералы будут приобретать все возрастающее значение для промышленности, торговли и даже являться источниками международных конфликтов. Политические аспекты становятся особенно острыми под влиянием двух факторов:
• Почти все минеральные ресурсы не восстановимы или восстанавливаются медленнее, чем идет их добыча
• Эти ресурсы распределены в земной коре случайным, неравномерным образом.
За всю свою жизнь средний человек расходует примерно 25 ВАГОНОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ. Из этого с неизбежностью вытекает необходимость постоянного интереса к изучению минералов вообще и применению промышленных минералов в частности.
Минералы за МИЛЛИОНЫ ЕВРО! Зачем они нужны?
Эстетическое значение минералов.
Эстетическое значение минералов широко известно. Драгоценные камни в ювелирных изделиях, в национальных сокровищницах и других экспозициях ежегодно привлекают внимание миллионов людей. Национальные и региональные музеи, где выставлены минералы, а также частные коллекции каждый год осматривает несметное число посетителей. Помимо этого минералы в качестве строительных материалов или их компонентов применяются для отделки интерьеров и для наружной облицовки многих шедевров архитектуры. Например, московского метро.
Главная роль музеев заключается в том, что они выполняют функции собирателей и хранителей минералогических образцов для будущих поколений. Ведь, наряду с широкоизвестными и широкораспространенными минералами, существуют и такие, которые встречаются лишь в отдельном месте или даже в единичных экземплярах. По возможности такие уникальные образцы должны храниться в музеях. Известны случаи, когда образцы не попавшие не в одну из крупных музейных коллекций, становились непригодными для изучения, а ведь это иногда так важно для решения вопросов номенклатуры и приоритета в открытии новых минералов. Именно поэтому большинство профессиональных минералогов добровольно передают музеям свои оригинальные материалы.
Научное значение минералогии.
Научное значение минералогии одно из самых важных. В каждом минеральном индивиде запечатлена определенная физическая и химическая обстановка и, соответственно те геологические процессы, которые протекали на данном участке Земли во время формирования этого минерала. Например, полевой шпат санидин кристаллизуется при высоких температурах, сопровождающие вулканичеческие процессы, или, что одна из полиморфных модификаций кремнезема – коэсит – образуется в условиях высоких давлений, возникающих, в частности, при падении метеоритов; многие глинистые минералы образуются в результате поверхностных и приповерхностных процессов выветривания.
Еще раз о применении минералов.
Минералы находят применения во всех областях человеческой деятельности. В том или ином виде человек встречает их дома и на работе, загородом и в другом государстве, в сложных научно – технических сооружениях и повседневных предметах быта, во время еды и при экскурсии по атомной электростанции, при просмотре салютов, во время еды и игре на компьютере и так далее. Ниже приводится таблица, которая, я надеюсь, сможет дать некое представление о применении конкретных минералов в конкретных целях (исключая рудные минералы).
Это далеко не полный список минералов используемых человеком. В данную таблицу не вошли, например, минералы, используемые в высокотехнологичных областях человеческой деятельностью. Это сделано специально, так как я уверен, что еще многие минералы найдут своё применение в будущем, и писать лишь о некоторых из них мне кажется кощунством.
Использование минералов человеком
Научные доклады
Как человек использует минералы, Вы узнаете из этой статьи.
Использование минералов человеком
Минералы являют собой основные составляющие горных пород. Они широко используются человеком в разных сферах промышленного и сельскохозяйственного производства. Он встречает минералы на работе и дома, в повседневных предметах быта, в сложных научно – технических сооружениях, загородом, во время еды, в атомных электростанциях и так далее. Вот список сфер, где широко применяются человеком минералы:
Из большей части минералов изготавливают химические препараты: селитры, самородной серы, плавикового шпата, калия, минералов бора, магния, ртути, натрия.
Развитие сельского хозяйства тесно связано с минеральными удобрениями: калиевыми минералами (калийными солями), апатитами и фосфоритами (содержащими фосфор), азотом (селитра).
Базируется на минеральном сырье. Для сернокислотного производства широко используется пирит – колчеданы, богатые серой. Для изготовления огнеупорных и кислотоупорных материалов нужен кварц, асбест, графит. В красильной сфере для производства глазури и эмали используется сфалерит, барит, галенит, минералы титана, мышьяка, ртути, меди, железа, кобальта, криолит, ортоклаз, бора, циркон. Для резинового производства необходимы тальк, барит и сера. Для производства взрывчатых веществ нужны селитра, инфузорная земля и сера.
Некоторые минералы и продукты их химической переработки применяются для изготовления лекарственных препаратов – мирабилит (глауберова соль), боржом и нарзан (минеральные воды), соли висмута, бора, бария, иода. В лечебных целях применяются минеральные источники: углекислые, железистые, сероводородные, соляные и природные грязи. Также в медицине используются радиоактивные вещества, которые добываются из радиоактивных минералов. Ценными для медицины являются такие минералы как сассолин, колеманит, магнезит, гипс.
Минералы также используются в металлургии, такие как родохрозит, ванадинит, доломит, колеманит. Без гипса, доломита и кальцита построить здания было бы невозможно.
Минералы, используемые человеком в ювелирном деле, делятся на драгоценные и поделочные камни. Это самая широкая сфера их применения. Еще в Древнем Египте изготавливались золотые фигуры птиц со вставками из малахита, амазонита, хризолита, горного хрусталя и серпентина сердолика. В Китае особой популярностью пользовался зеленый или белый камень нефрит, из которого изготавливали украшения, амулеты, знаки власти царя, статуэтки и письменные принадлежности.
Сегодня в ювелирном деле используются гранаты, сапфир, аметисты, топаз, халцедон, яшма, карнеол, хризопраз, лазурит, гелиодор, агат, оникс, аквамарин, изумруд, цитрин, золото, платина, турмалины, алмазы, опалы.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, как человек использует минералы.
ИсточникКак используют минералы
Много сокровищ хранит в своих недрах Земля. Их выявляют геологи. Вся наша жизнь тесно связана с использованием природных богатств. Взгляните вокруг: дом, в котором мы живем, сложен из камней, кирпичей и бетона, а сырье для них получено из земли. Машины, необходимые на производстве и в быту, сделаны из металлов, руды которых добывают в земных недрах. А уголь, нефть?
Если вспомнить об энергетическом кризисе, поразившем многие страны, то станет особенно ясной зависимость жизни человечества от горючих ископаемых, запасы которых ограничены и распределены неравномерно. Как используют минералы, которые содержатся в земной коре?
Металлические минералы
Не все металлы вовлекались в производство одновременно, со временем сфера применения металлов расширялась. С бронзой пришло использование олова, а вот частый спутник олова – вольфрам еще в средневековье считали вредной примесью к оловянным рудам. Потому и называли «волчьей пеной» («вольф» – «волк», «рам» – «пена»).
А сейчас вольфрам нашел широкое применение в производстве тугоплавких сортов сталей, нитей накаливания в электрических лампочках (подробнее: Развитие порошковой металлургии) и др.
Рано начали добывать свинец и использовать его для пуль, теперь же он крайне нужен и для экранов, защищающих от радиоактивных излучений. Но вот постоянный спутник свинца – цинк долгое время не использовался, да и сейчас он вроде пасынка в цветной металлургии – не очень-то вроде он и нужен, разве что для оцинкования детских ванночек, ведер, производства цинковых белил.
Однако стоимость содержащихся в сульфиде цинка примесей редких элементов – индия и кадмия – сопоставима со стоимостью самого цинка! Так что и цинковые руды представляют большую ценность. Известно, что открытие радиоактивных, редкоземельных и редких элементов произвело большую революцию в технике. И сейчас практически все элементы из таблицы Менделеева используются человеком.
Минералы как красители
Минералы издавна употреблялись как красители. Самые древние художники каменного века рисовали на скалах охрой диких животных – носорогов, мамонтов, а также сцены жизни – охоту, войны.
Задолго до нашей эры (в третьем тысячелетии) развивалась совершенная по технике живопись Северной Африки, достигшая расцвета в фаюмских портретах (Египет, I–III век нашей эры), удивляющих реалистичностью и чистотой красок. И сейчас минеральные краски самые яркие и стойкие, чистые, например синий аквамарин, зеленая изумрудная зелень и волконекоит, ярко-красная киноварь, оранжевый аурипегмент и др.
Пресная вода
Пресная вода – это тоже дар Земли, наша ценность, которую нужно беречь и всячески охранять. С годами, особенно при энергичной промышленной деятельности человечества, происходит загрязнение водоемов и рек. Порубка лесов вызывает обмеление рек, а сооружение некоторых водохранилищ – наоборот, заболачивание обширных площадей некогда плодородных земель.
Проблема сохранения ресурсов пресной воды и выявления запасов пресных вод, которые можно было бы получить путем бурения глубоких скважин для водоснабжения населения, сейчас является очень острой. Встает также задача кругооборота воды при промышленном использовании с возвратом ее снова в употребление. Большое значение имеют минеральные воды как средство лечения людей. Ресурсы минеральных вод огромны. Производятся разведки дополнительных запасов этих вод. Минеральные воды получают свои с компоненты – соли кислот, щелочи и т. д. – при взаимодействии их на глубине с горными породами и выщелачивании из них элементов.
Горячие источники образуются за счет вод, поступающих с больших глубин, и особенно часто встречаются в областях недавней вулканической деятельности. Горячие (термальные) воды и пар этих источников используются для создания электростанций, обогрева домов и теплиц (Камчатка, Исландия и др.).
Нерудные полезные ископаемые
Нерудные полезные ископаемые тоже очень разнообразные и значение этих минеральных образований ничуть не меньше, чем металлов. Интереснейшим является асбест. Особенностью асбеста – водного силиката магния – являются его длиннопризматические трубчатые кристаллы, которые можно расщеплять на тончайшие «каменные нити».
Толщина «асбестовых нитей» иногда менее 0,0001 миллиметра! Эти нити можно прясть. Асбест – жаростойкий материал. Эти его особенности были известны еще в древности. Самые длинноволокнистые разновидности этого минерала (длина волокна больше 8 сантиметров) используются для производства тканей в сочетании с хлопковой пряжей. Особенно идет пряжа с асбестовой нитью для производства блестящих, а также тяжелых тканей, например для занавесей в театры. Асбест присоединяют к хлопку для придания тканям не только красивого блеска, но и большей прочности.
Асбест используют в производстве трансмиссионных ремней. Коротковолокнистый асбест идет на производство теплоизоляционных материалов. Некоторые разновидности имеют кислотоупорные свойства, их применяют для изоляции подводных кабелей, для изготовления асбестоцементных труб и плит. Важны для техники кристаллы разных минералов из гидротермальных жил: кварца, кальцита, плавикового шпата.
Прозрачные разновидности этих кристаллов используются при производстве оптических приборов. Кальцитовые прозрачные кристаллы (исландский шпат) обладают сильным двойным светопреломлением. Эту особенность легко проверить. Рассматривая через прозрачный кальцитовый кристалл какое-нибудь пятно или букву на бумаге, можно увидеть вместо одного пятна два, их создали два отклоняющихся под углом луча, обладающие различной скоростью прохождения света.
Это свойство кальцита, его двойное лучепреломление, используется в производстве специальных пластин для поляризационных микроскопов. В кристаллах кварца, также применяемых в оптическом производстве, наоборот, ценится низкое двупреломление света: их используют для производства кварцевых клиньев, употребляемых для определения оптических свойств минералов.
Из прозрачных кристаллов кварца изготовляют оптические линзы. Очень большое значение имеет пьезоэлектрический эффект кварцевых кристаллов: при ориентированном давлении в них возбуждаются электрические заряды. Идеальные и хорошо сохранившиеся кристаллы прозрачного кварца употребляются для изготовления пьезокварцевых пластинок, стабилизаторов радиоволн, резонаторов эхолотов.
Кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовые лучи. Красивые разновидности прозрачных кварцевых кристаллов применяются как поделочные камни и для украшений. Агаты – тоже минералы кремнезема – употребляются для подставок к точным приборам, для изготовления агатовых ступок и т. д.
Словом, здесь используются разные свойства минерала: твердость, прозрачность, пьезоэлектрические свойства, особенности оптических свойств.
Третий минерал этой группы – плавиковый шпат, или флюорит, имеет уже более разнообразные сферы применения: в металлургии – для понижения температуры плавления металла, в химии – в производстве плавиковой кислоты, в оптической промышленности редкие в природе бесцветные и прозрачные кристаллы флюорита используются при производстве особо качественных оптических линз. Кристаллы технически ценных оптических минералов выращиваются в специальных лабораториях и заводах, где люди создают очень совершенные и крупные кристаллы. Это техническое производство минералов позволяет лучше понять и условия их природного образования.
Строительные материалы
Большое значение имеют разнообразные традиционные строительные материалы, в основном горные породы: песчаники, граниты, туфы, известняки.
Горючие ископаемые
Горючие ископаемые – уголь, нефть, горючие сланцы используются не только в энергетике, но и для получения ценных органических соединений, широко используются в производстве синтетических материалов – тканей, а также пластмасс, которые во многом заменяют в технике цветные металлы и сталь. Здесь перечислены лишь некоторые области в которых используют минералы. Развитие техники и особенно электротехники открывает новые области их применения. Применение всех видов минерального сырья вкратце перечислить невозможно. Ясно одно: минеральное сырье – основа промышленности.
ИсточникПрименение популярных минералов в нашей жизни
Что такое минерал? Минералы – это твердые тела с однородным составом. Возникли они благодаря процессам, которые происходили в недрах Земли, в горных породах, даже на других планетах. Ведь многие минералы появились из метеоритов, упавших на Землю. Большинство названий минералов дошло до нас со времен глубокой древности и хотя науки, изучающей камни – минералогии, еще не существовало, люди во всю пользовались, их необъяснимой силой. На catalogmineralov.ru можно ознакомиться с коллекцией минералов и драгоценных камней со всего мира.
Классификация минералов
- Твердые или кристаллические минералы: кварц, топаз, флюоорит, алмаз, кальцит, тальк, графит, сера, серебро, золото.
- Жидкие минералы: ртуть, вода, нефть, галлий.
- Газообразные минералы: криптон, азон, неон, аргон, кислород.
Применение минералов
1. Минералы используются во всех отраслях современной промышленности: кварц применяют в радиоэлектронике и при изготовлении керамической продукции; мусковит, за его электроизоляционные свойства в электротехнике; тальк используют в медицинских целях; асбест – отличный теплоизолятор; флюоорит применяют в изготовлении оптики.
2. Большинство минералов, используют в изготовлении ювелирных украшений: алмаз, изумруд, сапфир и другие
3. Многие минералы выставляются практически во всех музеях мира, как экспонаты
4. Некоторые минералы применяют в сельском хозяйстве в качестве удобрений: калийную соль, фосфорит, азот из которого делают селитру
5. Из большинства минералов изготавливают химические вещества и пиротехнические материалы: селитра, сера, магний, ртуть, натрий
6. Не стоит забывать, что современные люди¸ также верят в мистическую силу минералов. Считается, что определенные виды минералов могут принести человеку удачу и счастье: авантюрин считают камнем любви, бирюза дает дополнительные силы и приносит обладателю камня победу, лазурит приносит умиротворение.
7. Некоторые минералы применяют в строительстве: кальцит, доломит и гипс используют при постройке зданий, кварц входит в состав смеси, которую используют при выплавке стекол
Источник