1.2 Запасы минеральных ресурсов

По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы их истощатся через 70-140 лет.

Перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже сейчас испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому важнейшей проблемой становится охрана недр. Она достигается несколькими путями. Кроме поисков новых энергоносителей генеральным направлением следует считать охрану минеральных и энергетических ресурсов от истощения и охрану недр в целом. Истощаются недра в результате потерь газов: метана, оксидов углерода, оксидов азота, соединений серы. Этот процесс инициирован добычей минерального сырья и сопровождает ее. Так, за год из недр Донбасса выделяется примерно 2,5 млрд м3 метана при средней концентрации его в газовой смеси около 32%.

Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде происходят при разработке месторождений подземным способом. При этом угля теряется (остается в недрах) 20-45%, руд цветных и черных металлов - 15-25, горно-химического сырья -20-60%. При открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются в среднем до 12%. Исключительно открытым способом добываются стройматериалы (песок, глина, щебень, гравий) и россыпные ископаемые. Однако обратной стороной открытого способа разработки полезных ископаемых являются нарушения естественных природных ландшафтов. Например, при извлечении 1 млн т угля шахтным способом отвалы занимают 8 га земли, а при открытом способе - 30 га и более.

Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологии извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50-60%. Потери попутного газа составляют 20 млрд т в год, он сжигается в факелах.

Часто в месторождениях полезных ископаемых кроме основного компонента содержится целый ряд попутных включений, и ценные компоненты могут оказаться в отвалах, представляя опасность как потенциальные источники загрязнения окружающей среды. Неполнота геохимической изученности месторождений также приводит к тому, что из месторождения не извлекаются полезные компоненты, о наличии которых долгое время даже не подозревали. Показательно в этом отношении месторождение хибинских апатитов, которые содержат комплекс ценных компонентов. Из добываемой руды извлекался лишь апатит, все остальное сбрасывалось в отвалы, где скопились миллионы тонн нефелина (это сотни тысяч тонн алюминия, соды и цемента), тысячи тонн сфена (это тысячи тонн титана), титано-магнезита и других компонентов (это стронций, ванадий и др.). В самом апатите из 33 элементов, входящих в его состав, используется пока лишь один фосфор. Ранее при разработке месторождений железной руды в отвалы шло ценное фосфорсодержащее сырье, так как не была разработана технология получения из отходов концентратов апатита, бадделеита, редких металлов и некоторых других полезных компонентов.

.3 Истощение сырьевых ресурсов

Истощение сырьевых ресурсов - выработка полезных ископаемых до степени нерентабельности дальнейшей разработки, превышение темпов и объемов добычи над способностью естественного возобновления возобновляемых ресурсов. Это переруб леса, перелов рыбы, перевыпас скота и сбой пастбищ, несоблюдение агротехнических мероприятий при обработке почвы и истощение их плодородия, загрязнение водотоков и водоемов промышленными отходами так, что их невозможно практически использовать, загрязнение воздуха в крупных городах и т. д. Истощение природных ресурсов бывает и естественным. Например, быстрое размножение ондатры привело в некоторых районах к истреблению ее кормов и гибели зверька; размножение норки - к исчезновению некоторых видов рыб - ее пищи и другие. С развитием и прогрессом общества истощение природных ресурсов нарастает, поэтому возникает проблема предотвращения этого процесса.

Напомним суть проблемы: при огромных потребностях в ресурсах запасы этих ресурсов весьма ограниченны. Речь главным образом идет об исчерпаемых невозобновимых ресурсах. В первую очередь к ним относятся минеральные ресурсы.

Таблица №1 - Мировая добыча и производство металлов, руд и угля (Statistical Abstract of the United States. Washington. 2007).

	1990 г.	2005 г.
Медь (млн.т.)	8,9	14,9
Бокситы (млн. т.)	113	185
Железная руда (млн.т.)	983	1520
Никель (тыс.т.)	974	1500
Свинец (тыс.т.)	3 370	3 300
Цинк (тыс.т.)	7180	10 100
Уголь (млн. т.)	5 348	4 931

Как видно из таблицы №1, добыча и производство металлов и руд быстро растет. Добыча и производство меди, бокситов, железной руды, никеля и цинка за последние 15 лет увеличились в полтора раза, но добыча свинца уменьшилась[3].

Около 70% нефти и 50% угля, извлеченных из недр, добыты за последние 15-20 лет. Естественно, что все это привело к истощению богатых месторождений, расположенных в европейской части нашей страны. Горнодобывающая промышленность уже ориентируется на эксплуатацию все более бедных месторождений ископаемых, химический и минералогический составы которых меняются не только по географическим районам, но и в пределах площади отдельных месторождений. Металл №1 для промышленности - железо. Запасы руд с высоким содержанием железа постепенно исчерпываются, а потребность человечества в железе за вторую половину XX века увеличилась в десятки раз. Появились новые технологии, позволяюие извлекать этот металл из бедных руд.

Другой важный металл - медь. Если в начале столетия для переработки использовались руда, в которых содержание меди было не менее 3%, то сегодня - даже 0,5% этого металла. Медь нужна электропромышленности и автомобилестроению, поэтому в течение столетия производство меди возросло в 22 раза, а количество отходов не меньше чем в 50 раз.

Перерабатывающие предприятия вынуждены приспосабливаться к частому изменению содержания целевых компонентов и вида примесей в сырье. Такая ситуация становится характерной для многих основных видов химического сырья: нефти, полиметаллических руд, фосфоритов и др. Добыча угля, газа, нефти переместилась в районы Сибири, что связано с большими капитальными вложениями в освоение месторождений и большими затратами на транспортировку сырья. Все это привело к удорожанию стоимости самого сырья (газа, нефти, угля) и стоимости получаемых из него продуктов (бензина, дизельного топлива, пластических масс, синтетических волокон, синтетических каучуков). Например, средняя себестоимость добычи одного кубометра природного газа возросла за 20 лет в 8-10 раз, а расходы, связанные с его транспортировкой, - в 2-4 раза. В целом капитальные вложения на единицу прироста продукции в добывающей промышленности в 3 раза выше, чем в перерабатывающей.

Дальнейшее развитие химической промышленности будет осуществляться в условиях, при которых сырьевые и энергетические ресурсы уже не могут считаться неистощимыми. Поэтому на каждом новом этапе развития химии должны быть найдены иные пути экономии сырья и энергии за счет поиска и реализации принципиально новых технологических решений, а также создания высокопроизводительного оборудования и более совершенных производственных систем.

Все сказанное заставляет пересмотреть сложившиеся взгляды, по-новому оценить проблемы бережного комплексного использования сырья, вторичных материальных и энергетических ресурсов, отходов производства[4].

. ПУТИ РЕШЕНИЯ СЫРЬЕВОГО КРИЗИСА