Минеральное сырье

Минеральное сырьё — это природные минеральные образования земной коры, которые используются или могут быть использованы в хозяйственной деятельности для получения энергии, металлов, строительных материалов, химических продуктов и других видов промышленной продукции. Минеральное сырьё является основой сырьевой базы промышленности, энергетики и сельского хозяйства, а его добыча и переработка составляют важнейший сектор мировой экономики.

Классификация минерального сырья

Минеральное сырьё классифицируют по нескольким признакам: физическому состоянию, происхождению, химическому составу и направлению использования.

По физическому состоянию

• Твёрдое — руды чёрных, цветных, редких и благородных металлов, уголь, горючие сланцы, нерудные полезные ископаемые (фосфориты, апатиты, калийные соли, строительные камни).
• Жидкое — нефть, подземные воды (питьевые, минеральные, термальные), рассолы.
• Газообразное — природный газ, гелий, попутные нефтяные газы.

По происхождению

• Магматическое — образовавшееся при застывании магмы (хромиты, платиноиды, алмазы в кимберлитах).
• Осадочное — сформировавшееся в результате осаждения веществ на дне водоёмов (нефть, газ, уголь, фосфориты, известняки).
• Метаморфическое — изменённое под воздействием высоких температур и давления (мрамор, кварциты, сланцы, железные руды Кривого Рога).

По промышленному назначению

• Топливно-энергетическое — нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, торф, уран.
• Рудное — руды чёрных (железо, марганец, хром), цветных (медь, алюминий, цинк, свинец), редких (литий, ниобий, тантал) и благородных (золото, серебро, платина) металлов.
• Нерудное — апатиты, фосфориты, калийные соли, сера, барит, графит, асбест, слюда, строительные материалы (песок, гравий, глина, известняк).
• Гидроминеральное — подземные воды (питьевые, минеральные, промышленные), рассолы.
• Горно-химическое — сырьё для производства удобрений, кислот, щелочей (фосфориты, апатиты, калийные соли, сера, поваренная соль).

Геолого-экономическая оценка

Минеральное сырьё оценивается по совокупности геологических и экономических параметров. Ключевыми критериями являются:

• Содержание полезного компонента — минимальное промышленное содержание (бортовое содержание), при котором добыча экономически оправдана.
• Запасы — количество сырья, разведанное и подготовленное к добыче. В России запасы делятся на категории A, B, C1, C2 (по степени изученности) и забалансовые (непригодные для добычи при текущих условиях).
• Горно-геологические условия — глубина залегания, мощность пластов, обводнённость, устойчивость пород.
• Технологические свойства — обогатимость, плавкость, извлекаемость.
• Экономическая эффективность — себестоимость добычи, транспортные расходы, рыночная цена.

Добыча и переработка

Способы добычи

• Открытый (карьерный) — применяется для залегания сырья близко к поверхности (угольные разрезы, железорудные карьеры, строительные материалы). Обеспечивает высокую производительность и низкую себестоимость, но наносит значительный ущерб ландшафту.
• Подземный (шахтный) — используется при глубоком залегании (угольные шахты, рудники). Более дорогой и опасный, но позволяет сохранять поверхность.
• Скважинный — для жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, газ, подземные воды, рассолы, скважинная гидродобыча).
• Геотехнологический — выщелачивание металлов на месте залегания (подземное выщелачивание урана, серы).

Обогащение

Большинство руд и нерудного сырья требует обогащения — удаления пустой породы и повышения содержания полезного компонента. Основные методы:

• Гравитационный — разделение по плотности (золото, олово, вольфрам).
• Флотационный — разделение по смачиваемости (медные, свинцово-цинковые руды, калийные соли).
• Магнитный — разделение по магнитным свойствам (железные руды).
• Электрический — разделение по электропроводности.
• Химический — выщелачивание, экстракция.

Минерально-сырьевая база России

Россия обладает одной из крупнейших в мире минерально-сырьевых баз. По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, на территории страны разведаны месторождения практически всех видов полезных ископаемых.

Основные виды сырья

• Нефть и газ — Западная Сибирь (Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа), Волго-Уральский регион, Тимано-Печорская провинция, Восточная Сибирь, шельф Арктики.
• Уголь — Кузнецкий, Печорский, Канско-Ачинский, Южно-Якутский бассейны.
• Железные руды — Курская магнитная аномалия (КМА), Урал, Карелия, Кольский полуостров.
• Цветные и редкие металлы — медь (Норильск, Урал), никель (Норильск, Кольский полуостров), алюминиевое сырьё (бокситы — Североуральск, нефелины — Хибины), золото (Магаданская область, Чукотка, Якутия, Красноярский край).
• Алмазы — Якутия (кимберлитовые трубки «Мир», «Удачная»), Архангельская область.
• Калийные соли — Верхнекамское месторождение (Пермский край).
• Фосфатное сырьё — Хибинские апатиты (Мурманская область).
• Строительные материалы — практически повсеместно.

Значение для экономики

Минерально-сырьевой комплекс России обеспечивает более 30 % ВВП, около 60 % экспорта и значительную часть доходов федерального бюджета. Крупнейшие компании-недропользователи: «Газпром», «Роснефть», «Лукойл», «Норникель», «Алроса», «СУЭК», «Евраз», «Металлоинвест».

Экологические аспекты

Добыча и переработка минерального сырья оказывают существенное воздействие на окружающую среду:

• Нарушение земель — карьеры, отвалы, шламохранилища, терриконы.
• Загрязнение вод — сбросы шахтных и карьерных вод, утечки нефтепродуктов.
• Загрязнение атмосферы — выбросы пыли, сернистого газа, оксидов азота при обогащении и металлургическом переделе.
• Радиационная опасность — при добыче урана, тория, редкоземельных элементов.

В России действует Федеральный закон «О недрах» (1992, с изменениями), обязывающий недропользователей проводить рекультивацию нарушенных земель, обеспечивать безопасность горных работ и охрану недр. В последние десятилетия внедряются технологии замкнутого водооборота, сухого складирования отходов, биологической рекультивации.

Тенденции и перспективы

Мировая минерально-сырьевая база в XXI веке сталкивается с рядом вызовов:

• Истощение легкодоступных месторождений — переход к освоению глубоких горизонтов, сложных по составу руд, месторождений в Арктике и на шельфе.
• Рост потребности в редких металлах — литий, кобальт, никель, редкоземельные элементы необходимы для электроники, аккумуляторов, возобновляемой энергетики.
• Вторичная переработка — вовлечение техногенных месторождений (отвалы, хвосты обогащения) и рециклинг металлов.
• Цифровизация и автоматизация — внедрение «умных» шахт, беспилотной техники, дистанционного зондирования для поиска и разведки.
• Экологические ограничения — ужесточение норм выбросов, углеродное регулирование, переход к «зелёной» энергетике.

Для России перспективными направлениями являются освоение месторождений Арктической зоны, развитие глубокой переработки сырья (в том числе редкоземельных металлов), импортозамещение в горном машиностроении и геологоразведке.

Источники

• Федеральный закон «О недрах» от 21.02.1992 № 2395-1 (с изменениями).
• Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации» (Минприроды России, ежегодные выпуски).
• Еремин Н. И. «Неметаллические полезные ископаемые». — М.: Изд-во МГУ, 2007.
• Смирнов В. И. «Геология полезных ископаемых». — М.: Недра, 1989.
• Авдонин В. В., Бойцов В. Е. «Металлогения и прогнозная оценка месторождений полезных ископаемых». — М.: КДУ, 2010.