Energiamineraalien ovat mineraalit, metallit, kivet ja hiilivedyt (kiinteät ja nestemäiset) uutettiin maasta ja käytetään monilla teollisuuden aloilla, jotka liittyvät rakennus-, valmistus-, maatalous ja energiahuolto.
Energiamineraaleja käytetään sähkön, polttoaineen tuotantoon kuljetukseen, kodien ja toimistojen lämmitykseen tai muovien valmistukseen. Energiamineraaleja ovat hiili, öljy, maakaasu ja uraani.
Ihmiset käyttävät melkein kaikkia maapallon materiaaleja johonkin. Vaadimme metalleja koneiden valmistukseen, soraa teiden ja rakennusten tekemiseen, hiekkaa tietokonelastujen tekemiseen, kalkkikiveä ja kipsiä betonin valmistukseen tai savea keramiikan valmistukseen.
Käytämme puolestaan kultaa, hopeaa, kuparia ja alumiinia sähköpiirien ja timanttien ja korundi (safiiri, rubiini, smaragdi) hioma-aineiden ja korujen valmistukseen.
Mineraalivarat voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: metalliset ja ei-metalliset.
Metallivarat ovat elementtejä, kuten kulta, hopea, tina, kupari, lyijy, sinkki, rauta, nikkeli, kromi ja alumiini. Ei-metalliset luonnonvarat ovat materiaaleja tai elementtejä, kuten hiekka, sora, kipsi, haliitti, uraani tai mittakivi.
Energiamineraalien ominaisuudet
Energiamineraali tai mineraalivaro on kivi, joka on rikastettu yhdellä tai useammalla hyödyllisellä materiaalilla. Mineraalivarojen löytäminen ja hyödyntäminen vaatii geologian periaatteiden soveltamista.
Joitakin mineraaleja käytetään sellaisena kuin ne ovat maaperässä, mikä tarkoittaa, että ne vaativat vähän tai eivät ollenkaan lisäkäsittelyä. Esimerkiksi jalokiviä, hiekkaa, soraa tai suolaa (halite).
Suurin osa mineraalivaroista on kuitenkin käsiteltävä ennen käyttöä. Esimerkiksi: rautaa löytyy runsaasti malmeista, mutta raudan uuttoprosessi eri malmeista vaihtelee kustannuksista malmin mukaan.
Raudan uuttaminen on halvempaa oksidimineraaleista, kuten hematiitista (Fe2O3), magnetiitista (Fe3O4) tai limoniitista.
Vaikka rautaa tuotetaan myös olivineissa, pyrokseeneissä, amfiboleissa ja biotiitissa, raudan pitoisuus näissä mineraaleissa on alhaisempi ja louhintakustannukset kasvavat, koska raudan, piin ja hapen väliset vahvat sidokset on hajottava.
Alumiini on maan kuoren kolmanneksi runsas mineraali. Sitä esiintyy kuoren yleisimmissä mineraalivaroissa, joten ne ovat yleensä halutuimpia. Mikä selittää, miksi alumiinitölkkien kierrätys on kannattavaa, koska tölkeissä olevaa alumiinia ei tarvitse erottaa hapesta tai piistä.
Koska louhintakustannukset, työvoimakustannukset ja energiakustannukset vaihtelevat ajan myötä ja maittain, mikä on taloudellisesti kannattavaa mineraaliesiintymää, vaihtelee huomattavasti ajassa ja paikassa. Yleensä mitä korkeampi aineen pitoisuus on, sitä halvempaa kaivos on.
Siksi energiamineraali on materiaalikappale, josta yksi tai useampi arvokas aine voidaan taloudellisesti erottaa. Mineraaliesiintymät koostuvat mineraaleista, jotka sisältävät tämän arvokkaan aineen.
Eri mineraalivarojen käyttö vaatii erilaisia pitoisuuksia. Pitoisuus, joka voidaan taloudellisesti erottaa, muuttuu kuitenkin taloudellisten olosuhteiden, kuten aineen kysynnän ja louhinnan kustannusten, vuoksi.
Esimerkiksi: kuparin konsentraatio esiintymissä on osoittanut muutoksia historian aikana. Vuodesta 1880 vuoteen 1960 kuparimalmin laatu laski tasaisesti noin 3 prosentista alle 1 prosenttiin lähinnä kaivostehokkuuden lisääntymisen vuoksi.
Vuosien 1960 ja 1980 välillä tämä arvo nousi yli prosenttiin nousevien energiakustannusten ja muiden maiden halvemman työvoiman tuottaman runsaan tarjonnan vuoksi.
Kullan hinnat vaihtelevat päivittäin. Kun kullan hinnat ovat korkeat, vanhat hylätyt kaivokset avautuvat uudelleen ja kun hinta laskee, kultakaivokset sulkeutuvat.
Ensimmäisen maailman maissa työvoimakustannukset ovat tällä hetkellä niin korkeat, että harvat kultakaivokset voivat toimia kannattavasti, mikä on täysin vastoin kolmannen maailman maita, joissa kultakaivoksissa mineraalipitoisuudet ovat paljon alhaisemmat kuin löytyy ensimmäisen maailman maista.
Jokaiselle aineelle voidaan määrittää pitoisuus mineraaliesiintymään kannattavan kaivostoiminnan aikaansaamiseksi.
Jakamalla tämä taloudellinen pitoisuus kyseisen aineen kuoren keskimääräisellä runsaudella, voidaan määrittää arvo, jota kutsutaan pitoisuuskerroimeksi.
Esimerkkejä ja runsaasti energiamineraaleja
Alla on joidenkin yleisesti etsittyjen mineraalivarojen keskimääräinen energian mineraalipitoisuus ja pitoisuuskertoimet.
Esimerkiksi alumiinin keskimääräinen runsaus maankuoressa on 8% ja sen pitoisuuskerroin on 3 - 4.
Tämä tarkoittaa, että taloudellisen alumiinin talletuksen on oltava 3–4-kertainen keskimääräisen maakuoren, ts. 24–32% alumiinin, välillä, jotta se olisi taloudellinen.
- Alumiini; 8% 3 - 4
- Rauta; 5,8% 6 - 7
- Titaani; 0,86% välillä 25 - 100
- Kromi; 0,0096% välillä 4000 - 5000
- Sinkki; 0,0082% 300: sta
- Kupari; 0,0058% välillä 100 - 200
- Hopea; 0,000008% yli 1000
- Platina; 0,0000005% 600: sta
- Kulta; 0,0000002% välillä 4000 - 5000
- uraania; 0,00016% välillä 500 - 1000
Viitteet
- Edens B, DiMatteo I. Mineraali- ja energiavarojen luokitteluasiat (2007). Johannesburg: Ympäristölaskenta.
- Hass JL, Kolshus KE. Fossiilisten energialähteiden ja mineraalivarojen luokituksen yhdenmukaistaminen (2006). New York: Lontoon ryhmäkokous.
- Hefferan K, O'Brien J. Maapallon materiaalit (2010). Wiley-Blackwell.
- Mondal P. Mineraalivarojen määritelmä, tyypit, käyttö ja hyödyntäminen (2016). Palautettu osoitteesta: www.yourarticlelibrary.com
- Nelsonin mineraalivarat (2012). Palautettu osoitteesta: www.tulane.edu
- Nickel E. Mineraalin määritelmä (1995). Kanadalainen mineralogist.
- Wenk H, Bulakh A. Mineraalit: niiden rakenne ja alkuperä (2004). Cambridge University Press.