Surowce metaliczne

Rudy metali stanowią drugą co do wartości grupę kopalin użytecznych po surowcach energetycznych. Wydobycie ich stanowi ok. 19% wartości światowej produkcji górniczej, przy czym na pierwszym miejscu znajdują się: rudy żelaza – 5,6%, miedzi – 3,1%, złota – 3,1%, uranu – 1,9%, manganu – 1%, ołowiu – 0,9%, a w dalszej kolejności: cynku, cyny, niklu, antymonu, srebra, boksytów i innych.

Na bazie tych surowców rozwijają się gałęzie przemysłu takie jak:

• Hutnictwa żelaza
• Hutnictwa metali nieżelaznych
• Przemysłu metalowego
• Maszynowego
• Precyzyjnego
• Środków transportu
• Elektrotechnicznego i elektronicznego

Żelazo - najbardziej rozpowszechniony metal, najczęściej używany do produkcji w dobie XXI wieku. Żelazo nie występuje w postaci wolnej - jedynie jako rudy metali: hematytu i magnetytu, syderytu, limonitu i pirytu. Najbardziej w żelazo bogata jest ruda magnetytu (od 70 do 50%), która swe pochodzenie wiąże z erą prekambryjska, w czasach wielkiej aktywności wulkanicznej Ziemi. Zasoby rud żelaza szacuje się na 800 mld ton a dziś jej średnie wydobycie to 499 mln ton rocznie. Lata wielkiego kryzysu ekonomicznego(1930-1935) obniżyły jej wydobycie; wojna koreańska odwróciła tę sytuację.

Największe wydobycie rud żelaza notuje się w:

• Chinach, Brazylii, Australii - 50 % światowego wydobycia
• Rosji - 6 % światowego wydobycia
• Kanadzie - 3,3 % światowego wydobycia

Mimo że hutnictwo żelaza jest jednym z najbardziej energochłonnych i surowcochłonnych przemysłów, wiele krajów świata trudni się tym zajęciem. Wykorzystuje się tu: rudy żelaza, topniki, węgiel koksujący, oraz złom, gaz i energię elektryczną. Nie jest to jednak czynnik warunkujący silny lub słabszy rozwój tej dziedziny gospodarki w krajach świata. Za kształtowanie się skali produkcji odpowiedzialny jest rynek zbytu - popyt, zapotrzebowanie na produkty hutnicze, stopień rozwoju gospodarki poszczególnych państw świata zainteresowanych kupnem i sprzedaż produktów pokutniczych, od tempa ich rozwoju i uprzemysłowienia. Wysoka kapitałochłonność hutnictwa żelaza wpływa bezpośrednio na stopień jego wykorzystania w innych gałęziach przemysłu - to stwarza mniejsze jego wykorzystanie w krajach słabo rozwiniętych a większy stopień w krajachwysoko rozwiniętych.

Specjalizacja produkcji również wpływa na rozwój tej gałęzi gospodarki. Tak jest przykładowo w Szwecji, która posiada najczystsze złoża rud żelaza a przeznacza je przede wszystkim na eksport a Francja, mimo że posiada jedynie 30 % rudy żelaza wykorzystuje je w pełni na własny użytek. Kraj ten postąpił w tym celu bardzo radykalnie zamykając nierentowne kopalnie i modernizując najbardziej wydajne w celu zwiększenia zysków.

Afryka jest krajem posiadającym najczystsze złoża rud żelaza. Mimo to ze względów na trudną dostępność złóż i niską mechanizację nie są one tak eksploatowane, jak pozwalałyby ich zasoby. Wykorzystuje się jedynie złoża łatwo dostępne, z możliwością łatwego przewozu kopalin - są to tereny w Algierii nad Morzem Śródziemnym, w Mauretanii, Sierra Leone, Liberii i Angoli nad Atlantykiem oraz w RPA nad Oceanem Spokojnym.

Metale kolorowe w dzisiejszych czasach przeżywają wielki rozkwit - szybciej niż hutnictwo żelaza. Wzrost produkcji tego metalu w Europie i na świecie powodował:

1. wzrost jego zapotrzebowania w wyniku rozwoju przemysłu środków transportu, elektrotechnicznego, maszynowego i metalowego
2. rozwój elektroenergetyki gdyż ta gałąź przemysłu jest bardzo energochłonna. Z tym czynnikiem wiąże się przede wszystkim lokalizacja hut metali kolorowych. Francja jest modelowym państwem w tej dziedzinie - tu jako źródło energii wykorzystano górskie rzeki i potoki.

Aluminium - ten lekki metal daje się łatwo obrabiać: kuc, walcować jednak sprawia trudności przy odlewie. Dlatego coraz częściej stosowane są stopy aluminium z domieszkami miedzi i magnezu. Aluminium staje się coraz bardziej powszechny, co potwierdza fakt wzrostu jego produkcji. Jego światowe zasoby kształtują się w następujący sposób:

1. ok. 35% - Węgry, Francja, Jugosławia, Grecja
2. ok. 25% - Jamajka, Surinam, Gujana
3. ok. 25% - Ghana i Gwinea
4. Australia

Potęgami w wydobyciu są Jamajka, Gujana, Surinam i Dominikana (razem 30%), za nimi plasują się Australia, Francja, Węgry, Grecja i Gwinea.

Miedź wykorzystywana jest do produkcji przewodników i półprzewodników elektrycznych, dlatego stosuje się ja na szeroka skalę w energetyce, energotechnice, motoryzacji, zbrojeniach i telekomunikacji a jej eksploatacja ciągle wzrasta - z 500 tys. (1900) do 5440 tys. (1970). Wraz z rozwojem zbrojeń i w okresach wojny wydobycie tego surowca naturalnie wzrastało. Jej zasoby wynoszą 308 mln ton a jej najbogatsze złoża znajdują się w:

1. Pasie Miedziowym w Zambii - 18 %
2. Północnym i Środkowym Chile
3. USA
4. Kongu
5. Polsce.

Największymi producentami miedzi są:

1. Stany Zjednoczone
2. Chile
3. Polska

Wielka Brytania, Holandia, Belgia były krajami, w których w historii znajdowały się największe ośrodki hutnicze, mimo że nie posiadają one żadnych zasobów metali, lecz eksportowały je z kolonii. Wielka Brytania podporządkowała sobie kolonie w Afryce, Stany Zjednoczone w Kanadzie oraz do 1971 roku w Chile. Dziś kontrolują one 45 % całkowitego wydobycia.

Domieszki dodawane w procesie produkcji do metali szlachetnych wpływają na walory sprężystości, odporności na wysokie temperatury i ciśnienie, twardości, nierdzewności, dlatego wykorzystuje się to potem do produkcji wytrzymałych metali i urządzeń. Ma to na celu wzmocnienie odporności stopu. Te domieszki to:

• mangan - wydobycie w krajach b. ZSRR (ok. 34% światowego wydobycia), RPA (13%), Brazylii (13%), Gabonie (9%), Indiach (8,9%), Zimbabwe, Zambii i Egipcie
• chrom - wydobycie w RPA (30%), krajach b. ZSRR (30%), Zimbabwe (20%) i Turcji (17%)
• nikiel - wydobycie w Chinach (25%), krajach b. ZSRR (19%), Korei Płd. i Płn. (18%), USA (14%), Boliwii, Australii i Portugalii
• wolfram - wydobycie w Kanadzie (42%), Nowej Kaledonii (28%) i krajach b. ZSRR (16%), RPA (0,7%)
• kobald - wydobycie w Zairze (50%), Kongu, Zambii, Maroku, Kanadzie, USA i krajach b. ZSRR
• molibden - wydobycie w USA (64%), krajach b. ZSRR, RPA, Zimbabwe i Peru
• wanad - wydobycie w RPA, Namibii (łącznie 2230 ton, tj. 28%), Kongu, Angoli i Maroku
• antymon - wydobycie w Chinach (30%), RPA (20%), Zimbabwe, Algierii i Maroku

Ich zastosowanie i wydobycie ciągle wzrasta.

Największym zapotrzebowaniem na tego typu produkty wyróżniają się państwa o wysoko rozwiniętym hutnictwie stali - są to USA, Rosja, Japonia, Niemcy, W. Bryt., Francja, Włochy. Tylko Rosja i USA posiadają własne złoża, reszta państw je eksportuje co poprawia handel zagraniczny i umacnia pozycje państw eksportujących.

Cyna jest najrzadszym metalem, wydobywa się go w Malezji, Indonezji, Tajlandii, Chinach a także w Boliwii, Peru, Nigerii, Ruandzie, Zairze, RPA, Zimbabwe i Namibii.

Cynk spotyka się wraz z rudami ołowiu w postaci rud polimetalicznych. W procesie produkcji czystego cynku trzeba podjąć szereg procesów chemicznych, prowadzących do oddzielenia poszczególnych części składowych. Ich złoża spotyka się w Europie i Ameryce.

Metale szlachetne to: rudy złota, srebra i platyny. Pierwsze z nich wykorzystuje się w przemyśle jubilerskim, elektronicznym, monetarnym i innych dziedzinach. Sztabki złota są przechowywane jako rezerwa i zawierają 8% światowych zasobów. Srebro wykorzystujemy przede wszystkim w jubilerstwie oraz jako przewodnik prądu w elektronice i elektrotechnice jako odbicie luster. Srebro znalazło swe zastosowanie również w medycynie jako środek bakteriobójczy i antyseptyczny. Błony światłoczułe również powstają z wykorzystania srebra oraz fluorowców.

Najrzadszy i najdroższy metal stanowi platyna, doceniana głównie w jubilerstwie, do produkcji katalizatorów i urządzeń precyzyjnych, chemicznych i elektronicznych. Główni wydobywcy platyny to:

• RPA
• Rosja - wraz z pozycja pierwsza stanowi 90 % złóż
• USA
• Zimbabwe
• Kanada
• Kolumbia.

Popyt na ten rzadki metal ustawicznie wzrasta. Jest to bardzo dobry znak. Wielu producentów stosuje coraz częściej ten metal w różnorodnych procesach technologicznych do wyrobu własnych produktów. Jako metal bardzo odporny na wszelkiego rodzaju uszkodzenia fizyczne i chemiczne staje się bardzo przydatny w produkcji wielu urządzeń precyzyjnych. Wpływa to na wzrost ich wytrzymałości a wraz z tym jakości wykonania i przedłuża czas eksploatacji produktu.

Uran - najrzadszy pierwiastek, niespotykany w stanie wolnym, ale jako związek pod postaciami rud: granitu i blendy smolistej. W przeszłości zapoczątkowano wykorzystanie tego metalu do produkcji szkła i ceramiki. W 1898 roku stracił swe pokojowe zastosowanie poprzez odkrycie przez małżeństwo Curie radu. Wraz z radem stał się materiałem - pierwiastkiem promieniotwórczym, wykorzystywanym przy produkcji bomb i materiałów wybuchowych. Jest jednym z najrzadszych pierwiastków. Jego zasoby szacuje się na 82,5 mln ton a wydobywa się do m. in. w państwach takich jak:

• Kanada
• USA
• RPA, Afryka Środkowa, Gabon, Niger
• Australia
• Rosja
• Chiny
• Węgry.

Różna jest zawartość tlenku uranu w różnych rudach, zazwyczaj jest niewielka od 0,09% do 1,5%. Dziś eksploatuje się jedynie złoża posiadające 0,1% tego pierwiastka. Wyjątkiem jest RPA, gdzie wydobywa się złoża o mniejszej zawartości. Najbardziej opłacalne są złoża rosyjskie (1,5%), australijskie (1,5%), francuskie (0,9%). Są to również najwięksi jego producenci. Niektóre rudy uranu wzbogaca są mechanicznie, i aby było to opłacalne, te specjalistyczne zakłady lokowane są w pobliżu kopalń - tu znowu widzimy nieodłączny wpływ czynnika lokalizacji, jakim jest bliskość bazy surowcowej. W Europie jedynie kilka firm posiada monopol na wykorzystywanie pierwiastków radoczynnych. Na świecie są to koncerny: Du Pont, Rio Tinto, Kuhlmann. Ten ostatni opanował 25 % udziałów fabryk we Francji. W dzisiejszych czasach istnieje 437 reaktorów, rozlokowanych w 31 państwach świata. Ich działalność wytwarza 17 % całkowitej energii. Mimo ogromnych zniszczeń, które przyniosło w czasie II Wojny Światowej zastosowanie bomb uranowych istnieje kilka zalet wykorzystania energii jądrowej:

1. Niewielka ilość energii jest już skuteczna i łatwa w zgromadzeniu
2. Produkcja tego rodzaju energii jest kilkakrotnie niższa niż energii z gazu czy z węgla kamiennego i brunatnego
3. Nikła ilość odpadów poprodukcyjnych
4. Niewyczuwalne zanieczyszczenie przyrody

Nie można zapomnieć również o wadach jej stosowania:

1. Budowanie elektrownii atomowej pochłania wyższe koszt niż elektrowni węglowej
2. Katastrofalne w skutkach awarie w działaniu
3. Przechowywanie szkodliwych odpadów z dala od osad ludzkich przez przynajmniej 500 tys. Lat
4. Szkodliwy skutek psychologiczny