Поддерживаю Topic up
...
Маленькое эссе о энергоплотности, современных тенденциях добычи полезных ископаемых и Русском Севере. Недавно в ветке МЭК была оочень активная дискусссия о энергоплотности и её динамике. Все спорили, как она должна меняться с течением времени, возрастать или уменьшать. И в каких пределах.
Есть оценки затрат энергии на добычу сырья и его первичную переработку. В настоящее время это около 10% от мирового потребления энергии.
Тут тоже есть несколько тенденций:
1) Добывать богатое сырье в более тяжелых и сложных условиях. Однако тут есть ограничение по глубине шахт, из-за геотермического градиента. И если на древних платформах это 15-20
0/км глубины, то в более молодых и активных горных районах это уже 50-70
0/км. Поэтому самые глубокие шахты - на древних платформах, в ЮАР, где сейчас добывают золото с глубины 3777 м. Однако почти все угленосные бассейны приурочены к относительно молодым прогибам, с относительно высоким градиентом. Поэтому глубина шахт на угль не более 1200-1400м, хотя угольные пласты продолжаются и на большие глубины.
У карьеров тоже есть предельные глубины разработки. Зависит от прочности пород, предельных размеров горного отвода, предельной глубины естественной вентиляции( да, в свое время в карьере трубки Мир при глубинах более 470м в зимнее время были проблемы), и прочее, прочее. В настоящее время самый глубокий карьер вырыли в США - глубина 1200м( амеры вообще склонны к гигантомании в горном деле, благо у них чуть ли не самое пофигистичное законодательство в мире).
2) Совершенстовать технологии добычи и переработки руд. Во первых мы ищем методы более полной переработки, и повышаем постоянно степень извлечения металла из руды. Во-вторых мы постоянно ищем способы переработки труднообогатимых руд. Ну и в третих ищем способы переработки все более бедных руд.
Так, за 100 лет содержание меди в рудах упало с 2% до 0,5%, золота с 10-12 г/т до менее чем 0,4г/т( тут ооочень сильно от руды зависит).
...
Так вот, вроде как понятно, что в 2-м случае рост энергозатрат будет существенно большим. На самом деле, как бы не казалось парадоксальным, но добыть руду и доставить её до ГОКа менее энергозатратно, чем раздробить её до нужной крупности. Скажем для эффективного извлечения сульфидов руду зачастую истирают до 0,075 мм. Вот и представьте, сколько требуется энергии, чтоб прочную породу истирать в муку. Причем это тысячи тонн в сутки(!!!, а иногда и сотни тысяч тонн.
Однако есть другой путь, который применяют для совсем бедных руд в некоторых случаях. В промышленных масштабах его как раз американцы и запустили. Это геотехнологии. В кратце суть такова - мы подбираем подходящий раствор кислот, солей, щелочей и т.д., которые более-менее эффективно вытаскивает из руды в раствор нужные нам металлы. Далее мы либо закачиваем эту дрянь в одну скважину, а откачиваем вместе с металлом из другой( это для урана- Подземное Выщелачивание- ПВ), или добываем руду, слегка её дробим, и насыпаем в кучу на гидроизолированное основание, и начинаем её поливать( Кучное Выщелачивание - КВ) . Как вариант - засыпаем её в изолированный пруд и заливаем на пару лет раствором( Дамбовое Выщелачивание - ДВ). Таким методом добывают золото, серебро, медь, никель и т.д... В принципе сейчас так можно добывать почти любые металлы и не только металлы.
Так, благодаря массовому внедрению такого метода добычи золота в США в конце 70-х начале 80-х, подняли добычу в 3 раза, и само собой слегка "уронили" цену на золото( да кроме биржевых игр, тут еще и это повлияло).
К чему я все это веду. Так вот, чем окисленнее и выветрелее руда, тем проще её добывать и перерабатывать, меньше затраты на разведку, меньше затраты на добычу, про измельчение я вообще молчу.
Богатая руда - в ГОК, бедная - в кучу на КВ, в яму на ДВ,или пусть так лежит - мы её ПВ возьмем; - в зависимости от условий и того, что нам нужно добыть.
:D ну так вот, у нас практически нет площадных кор выветривания, как и нет серьезных количеств выветрелых руд. Вот мы и забили в свое время на КВ и ДВ, как методы. У нас даже с линейными и реликтовыми корами выветривания туго. Они уцелели только на Урале, кое-где в Казахстане и Якутии.
Вот и мучаемся мы с добычей всего и вся из коренных руд. А это в свою очередь увеличивает энергозатраты на единицу продукции.
Ах да, мы на большей части нашей страны тот же КВ по американским методикам использовать не можем. Это в Неваде и Аризоне можно поливать руду раствором круглый год, только добавляй воду взамен испарившейся. А попробуйте это делать в Якутии. Наши выкручиваются, или сменой режима орошения+ подогрев, или просто поливают только в "теплое время года".
Ну и ПВ тоже не везде поиспользуешь, вечная мерзлота мешает.