Шахти металургійних руд; ЕкоІнфо
Оновлення від 28 червня 2014 року
Вступ
Загалом, кількість гірських порід, що переміщуються у металургійному секторі, у всьому світі становить близько 15 Гт/рік (гігатон, тобто мільярд тонн), або приблизно еквівалент ваги 3000 пірамід Хеопса.
Металургійні руди
Руда - це гірська порода, що містить матеріали, властивості яких цікавлять промисловців. Якщо вони присутні в економічно задовільних кількостях, вони будуть витягнуті та перероблені для доставки виробникам, які ними користуватимуться. Більшість металургійних руд, які зустрічаються на нашій планеті, такі:
- оксиди (боксити для алюмінію)
- сульфіди (галенит для свинцю, сфалерит для цинку)
- карбонати (малахіт для міді, сидерит для заліза)
- силікати (гарнієрит для нікелю та магнію)
Інші матеріали, що виходять за рамки цієї статті, розглядаються для виготовлення ІКТ-обладнання:
- нафта для пластмас (корпуси, клавіатури, миші, покриття кабелів тощо)
- діоксид кремнію (електронні мікросхеми, екранне скло тощо)
- літій (батареї)
- хімічні речовини (антипірени тощо)
Різні типи шахт
Матеріали, видобуті з природного середовища, надходять із чотирьох типів шахт:
- розсипи
- поверхневі шахти (відкриті)
- підземні шахти
- офшорні сайти
Розсипи
Бажані елементи сортуються природним шляхом за дією річок. Остаточне сортування золотих пластівців може бути здійснено за допомогою каструлі (конічної чаші) або за допомогою промивної рампи. Перевагою цього типу родовища є його доступність та можливість високих концентрацій. Розсипи представляють Від 4 до 5% металевих шахт [[]]. На малюнку 1 зображено каліфорнійський розсип із середини другої половини 19 століття, де двоє чоловіків атакують місце водою.
Поверхневі шахти
Підземні шахти
Підземний видобуток поділяється на дві великі категорії залежно від того, відбувається він у твердих породах або м’якших породах. Металургійні руди підпадають під першу категорію, тоді як друга категорія стосується більше вугілля або смоляних пісків. 43% металевих шахт світи знаходяться під землею і породжують Видобувається 17% металевих руд [[]]. Використовувані методи дозволяють виводити на поверхню тверді мінерали, переважно металеві руди, що містять золото, срібло, залізо, мідь, цинк, нікель, олово та свинець.
Підземні видобутки вимагають більше енергії, ніж поверхневі, завдяки механізмам виведення руди на поверхню, вентиляції та перекачування води з галерей,… [[Norgate (2010), Вплив енергії та парникових газів на видобуток та переробку корисних копалин. Журнал чистого виробництва 18 (2010) 266–274]]. З іншого боку, цей вид видобутку утворює набагато менше відходів, ніж поверхневий видобуток, не перевищуючи 10% від загального виробництва металевої руди [[]].
Доступ до підземної шахти можна здійснити, залежно від топографії ділянки, за допомогою пандуса, вертикальної шахти або горизонтальної галереї. Поєднання цих типів доступу може бути здійснено, як у прикладі напроти. Виїмка в руді проводиться горизонтально і поетапно.
На рисунку 3 вище показано 3D-зображення підземної шахти з вертикальним стволом доступу та кількома горизонтальними галереями доступу до рудної кишені.
Глибини серед основних підземних шахт вражають:
- 3900 м для золотого рудника Тау Тона в Південній Африці (найглибший у світі)
- 3000 м для шахти золота, міді, цинку та срібла LaRonde у Квебеку
- 2200 м для платино-паладієвого шахти Меренський риф у Південній Африці
- 1800 м для шахти міді, цинку та свинцю Mt Isa в Австралії
Вже в 1977 році в Південній Африці була досягнута глибина 3500 м [[Dearing (1997), Надглибокий рівень видобутку корисних копалин - вимоги майбутнього. Журнал Південноафриканського інституту гірничої справи та металургії]]. Але зараз, в умовах зниження концентрацій, гірничодобувні компанії дедалі більше цікавляться надглибоким видобуванням корисних копалин. Наприклад, гірничодобувна компанія, що працює в Південній Африці, сподівається досягти концентрації золота близько 25 г/т на глибині 5 км і більше! [[Mining Weekly.com (2013), http://www.miningweekly.com/article/anglogold-ashanti-moving-closer-to-ultra-deep-mining-goal-2013-02-05 (сайт переглянуто 15/05/2013)]]. У Тау-Тона спуск ліфтом до робочого забою на -3900 м займає більше години.
Сайти на морі
Експлуатація офшорних родовищ, яку довгий час ігнорували з міркувань витрат, має тенденцію до розвитку. Зазвичай ця категорія видобутку вважається зарезервованою для викопного палива (нафта, газ). Насправді, зіткнувшись із виснаженням наземних ресурсів, підводна видобуток нафти пішла з 10% світового видобутку в 1960 р. До 30% у 2010 р. [[Arte (2012), Внизу картки - La cartographie des ambyses: exploitation ( 2/2)]]. Що стосується видобутку земель, морський видобуток вуглеводнів повинен проводитись все глибше: ми перейшли від - 500 м наприкінці 1970-х до більш ніж - 2500 м наприкінці 2000-х рр. Навіть біля узбережжя Франції. Гвіана, для використання морської нафтової плями на глибині - 6000 м на 2000 м дна [[EcoInfo (2012). Екологічний вплив інформаційно-комунікаційних технологій. EDP Sciences]].
Щодо матеріалів ІКТ, здається, що, стикнувшись з гострою необхідністю мати стратегічні ресурси, не піддаючись монополії основних нинішніх країн-виробників та не справляючись з їх виснаженням, пошук нових родовищ рідкісних металів на дні океанів стає все складнішим. Основними підводними мінеральними ресурсами, перерахованими як потенційно цікаві для експлуатації, є наступні:
| Поліметалічні вузлики | 4000 - 6000 м | Всі океани в усіх широтах | Нікель, мідь, кобальт і марганець |
| Кобальтові скоринки | 800 - 2400 м | Всі океани в районах без осадових відкладень | В основному кобальт, трохи ванадію, молібдену і платини |
| Родовища гідротермальних сульфідів | 1400 - 3700 м | З 60000 км океанських хребтів вулканічного походження | Мідь, свинець, цинк, трохи золота та срібла |
У багатьох статтях йдеться про активізацію розвідки з метою підводної експлуатації з метою подолання недоліків наземних відкладень. Кілька прикладів:
Зіткнувшись із масштабами запитів на дозвіл на розвідку, оголошеними глибинами та відсутністю контролю над цими міжнародними територіями, ми маємо право турбуватися про баланс цих і без того дуже неміцних секторів. Такі висновки дослідження, підготовленого CNRS та IFREMER на замовлення Міністерства екології [[]]. У цій доповіді згадується, що понад 1,8 млн. Км 2 дна океану вже були предметом подання дозволу на розвідку. Хоча фаза розвідки не викликає особливих точок пильності, те саме не стосується фази експлуатації, щодо якої дані слабкі. Особлива увага до наслідків видобутку корисних копалин на дні океану, на ділянках переробки руди та на поверхні висвітлюється у звіті.
Висновок
Як ми щойно виявили, руди, що містять різні матеріали, з яких виготовляється електронне обладнання, походять з дуже різних родовищ. Загальне падіння концентрацій матеріалів, що шукаються в рудах, вимагає експлуатації дедалі глибших місць, переробки дедалі бідніших руд і навіть дослідження океанічного дна. Залежно від типу майданчика (надводний, підземний, підводний, у руслі водотоків), типу банди, в якій знаходяться бажані матеріали, їх концентрація в руді, глибина видобутку, можливі суміші з іншими цінними ресурсами в руда, методи видобутку та переробки цих руд будуть дуже різними. Дуже ймовірно, що те саме стосуватиметься і впливу на навколишнє середовище.