XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Добыча ванадия и перспективы развития промышленных отраслей России
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Осенью 2021 года мои родители взяли меня и моего младшего брата Никиту на гору Качканар, которая находится в соседней с нами Свердловской области. Это самая красивая гора Среднего Урала, с многообразными причудливыми скальными останцами и богатым растительным миром.
Проход на гору был закрыт для свободного посещения. Мои родители заранее оформляли туристическое разрешение. При подъёме на гору был пропускной пункт охраны.
Мне объяснили, что мы отправились в поход на гору Качканар, так как в ближайшее время ее не будет. Эта гора находится в собственности Качкана́рского горно - обогати́тельного комбина́та, добывающего руду «ВАНАДИЙ» и подлежит разработке.
Цель исследовательской работы – изучить необходимость добычи Ванадия, его ценность для страны. Поскольку его добыча приводит к разрушению одной из самых высоких и красивых гор на Среднем Урале.
Актуальность темы исследования: Перспективы дальнейшего потребления ванадия в будущем могут гарантировать новые области его применения: химические источники тока, детали конструкций термоядерных реакторов и др. Все это очень важно, т.к. запасы ванадия в различных типах минерального сырья достаточно велики, и расширение его производства не будет сдерживаться масштабами сырьевых ресурсов.
Задачи:
Познакомиться с понятием «полезные ископаемые».
Узнать где используются полезные ископаемые, какова их ценность для жизни человека, для развития страны.
Изучить месторождения редких полезных ископаемых на территории России.
Изучить добычу и использование металлической руды «Ванадий», ее текущее и будущее перспективное использование в промышленных отраслях России.
Предмет исследования: «Ванадий» - редкое полезное ископаемое России.
Методы исследования: использование интернет - ресурсов,математические и статистические данные;систематизация - приведение в систему полученных теоретических знаний.
Гипотеза: добыча Ванадия и применение его в различных промышленных отраслях приведет к развитию страны.
Практическая значимость: осознать,какими природными богатствами обладает наша страна, как это может повлиять на развитие промышленных отраслей России.
Теоретические основы исследования
Понятие «полезные ископаемые», их виды.
Почти все материалы, из которых сделаны окружающие нас предметы, современная техника – от канцелярской кнопки и пластикового пакета до высотного здания, компьютера и космического корабля, в своем первоначальном виде находились под Землей. Так не похожие друг на друга мрамор и нефть, железная руда и природный газ, алмаз и каменный уголь на самом деле очень близкие между собой и называются – полезными ископаемыми.
Ископаемые – потому что извлекаются из недр Земли.
Полезные – потому что служат человеку и по его воле превращаются в разнообразные и необходимые вещи, которые создают уют, обогревают, кормят, перевозят, обеспечивают безопасность.
Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.
Роль полезных ископаемых в жизни человека, в экономическом развитии страны.
Все, чем богат и силен сейчас человек (дома, плотины, автомобили и самолеты, электрические и электронные машины, все из чего человек создает энергию и орудия производства) добывается из недр земли.
Полезные ископаемые сыграли важную роль в становлении цивилизации. Например, использование металла стимулировало развитие земледелия, строительства, ремесел, военного дела и культуры.
Огромную роль они играют и в развитии отдельных стран. Если государство найдёт новое месторождение полезных ископаемых, то это отразится на росте экономики, доходов страны, росте производства.
2.Практическая часть, сбор статистических данных.
Мировые лидеры по запасам полезных ископаемых.
Сайт «24/7 Уолл-стрит» в 2021 году провел анализ стран с самыми большими и ценными природными ресурсами на Земле. Было определено 10 стран, которые имеют самые ценные запасы природных ресурсов.
|
Рейтинг (2021) |
Совокупная стоимость всех природных богатств |
|
1. Россия |
75 трлн. $ |
|
2. США |
45 трлн. $ |
|
3. Саудовская Аравия |
34.4 трлн. $ |
|
4. Канада |
33.2 трлн. $ |
|
5. Иран |
27.3 трлн. $ |
|
6. Китай |
23 трлн. $ |
|
7. Бразилия |
21.8 трлн. $ |
|
8. Австралия |
19.9 трлн. $ |
|
9. Ирак |
15.9 трлн. $ |
|
10. Венесуэла |
трлн. $ |
2.2 Место России на мировом сырьевом рынке:
По запасам природных ресурсов Россия - богатейшая страна мира. В ней имеются почти все виды полезных ископаемых, а по запасам многих из них она занимает одно из первых мест в мире.
Доля России в мировых запасах и добыче природных ресурсов
В России имеются крупные месторождения нефти, газа, каменного угля, известняков, песков, мела, гипса, железных, медноникелевых, оловянных, свинцовоцинковых руд, редких металлов (например, Ванадий), а также золота, алмазов, слюды, асбеста, поваренной и калийной солей.
Месторасположение основных запасов природных ресурсов на территории России.
Почти все виды ресурсов (кроме железных руд и калийных солей) сосредоточены в восточных районах (в Сибири и на Дальнем Востоке).
98% газа добывают в Ямало-Ненецком автономном округе, Оренбургской и Астраханской областях и в Республике Коми.
Крупные месторождения железной руды в России расположены в Центральном федеральном округе (Орловской, Белгородской, Курской, а также Воронежской областях).
Самое крупное промышленное месторождение апатита находится на Кольском полуострове, остальные месторождения находятся в Карелии и Якутии.
Регионы лидеры по добыче нефти: Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий АО, республика Татарстан. Так же нефть добывается в Красноярском крае, на Сахалине, в республике Башкортостан и в Самарской области.
В России залежи угля составляют примерно 1/3 от мировых запасов. Регионы лидеры по добыче: Кемеровская область, Красноярский край, Астраханская область, Сахалинская область, Якутия, республика Коми, Ростовская область.
Земельные ресурсы России составляют 1/7 часть всей мировой суши. Они делятся на сельскохозяйственные несельскохозяйственные угодья. Большая часть сельскохозяйственных угодий сосредоточена в Приволжском, Сибирском , Южном и Центральном округах.
Почти 3/4 лесных ресурсов приходится на Дальневосточный и Сибирский федеральные округа.
Водные ресурсы : 19 % всей пресной воды мира сконцентрировано всего лишь в одном озере «Байкал», что составляет 4/5 всех поверхностных вод России. Водными ресурсами России считаются реки Волга и Амур, подземные воды Сибирского округа, морские льды Арктики, Васюганское болото.
Перспективы развития сырьевой базы ванадия в России.
В последние годы с ростом потребления стали увеличивается потребность в ванадии. Как известно, сталь с добавками этого металла обладает повышенной упругостью и прочностью. Из нее делают особо важные детали автомобилей, ракет, ядерных реакторов, трубы нефте- и газопроводов, предназначенных для работы в особо сложных климатических условиях.
Россия, является главным производителем этой продукции. При этом объем российского производства достаточно значителен, чтобы оказывать влияние на мировой рынок.
Последние десятилетия уровень потребления ванадия в мире постоянно возрастал. В 1960 г. ежегодно в мире потреблялось 9 тыс. тонн ванадия, в 2000-х годах объем потребления достиг 39,3 тыс. тонн, а в 2020 году мировое потребление составило 108 тыс. тонн за год, а в первой половине 2021 года - 61 тыс. тонн. Основные причины такого увеличения спроса - общий рост мирового производства; опережающий рост производства конструкционных, нержавеющих и специальных сталей, особенно в Китае; сокращение производства ванадия в Австралии и ЮАР; задержка ввода новых мощностей в Канаде; быстрый рост цен на ряд стальных сплавов и поиск их заменителей. Особо следует отметить, что в некоторых сталях ванадий может с успехом заменять ниобий и вольфрам.
В будущем ванадий будут применять как химические источники тока, детали конструкций термоядерных реакторов и др. Запасы ванадия в различных типах минерального сырья достаточно велики, у промышленности не станет проблем с сырьем, в этом его преимущество перед многими другими металлами.
Особую ценность для производства ванадия представляют титаномагнетитовые концентраты, поскольку они могут перерабатываться в доменной печи. Россия обладает значительными ресурсами ванадия именно в титаномагнитных концентратах. Эти запасы способны обеспечить работу отечественной промышленности на многие годы. Кроме того, в России добываются комплексные руды, которые позволяют, помимо ванадия, получать и другие полезные компоненты (Ti, Sc, Ni, Pt, Pd, Ag и др.).
Заключение
По запасам природных ресурсов Россия - богатейшая страна мира. В ней имеются почти все виды полезных ископаемых, а по запасам многих из них она занимает одно из первых мест в мире.
Ведущее место в мире по запасам ванадиевых руд так же занимает Россия, затем следуют Китай, ЮАР, Венесуэла. Крупнейшее в мире магматическое месторождение в России – Гусевогорское (на Урале, Качканар).
Ванадий - дорогостоящий черный металл, самый редкий на Земле. Используется в аэрокосмической, оборонной, энергетической и автомобильной промышленности. В металлургии ванадий используют при производстве сталей в качестве добавки, которая повышает их прочность.Ванадий дает возможность снизить затраты на производство стали с повышением ее качества.
Возможно использование Ванадия в накопительных элементах. Такие аккумуляторы будут экологичнее литьевых. Исходя из соображений экологии ванадий, содействует перерабатываемости стали, способствует сокращению ее потребления. Он явно будет еще больше востребован в производстве электромобилей, ветряков и солнечных батарей.
Глава дивизиона "Ванадий" группы Evraz (российская международная металлургическая горнодобывающая группа компаний) сказал: «Сейчас, с точки зрения всей цепочки переработки ванадия, можно говорить, что мы являемся самым эффективным и самым низкозатратным производителем ванадия в мире. Как говорится, с этого рынка мы уйдем последними», а это значит, что уже через 100 лет гора Качканар исчезнет с лица земли.
Список используемых источников
1. Сайт информационной группы АО "Интерфакс" (Интервью руководителя группы Евраз «о перспективах развития крупнейшего предприятия по добыче и обработке Ванадия»).
2. Сайт маркетинговой компании (промышленного профиля) ООО «Аналитическая группа «Металлургические исследования» (Сертификат РОСС RU.31172.04ЖНГ0000907 от 02.09.2016) (Статистические данные по мировому потреблению Ванадия).
3. Сайт «Заводы РФ» (Данные по добыче полезных ископаемых России).
4. Журнал "Горная Промышленность" №2 1997 (Перспектива применения Ванадия в различных отраслях промышленности).
5. Перевод статьи на сайте 24/7 Wall St. Статья « The World’s Most Resource-Rich Countries” (Статистические данные: рейтинг стран по запасам природных ископаемых).
6. Инфографика «Минерально-сырьевые ресурсы России» Информационного агентства ТАСС. (Сырьевые ресурсы России).
7. Сайт издания «Национальный атлас России» (Сырьевые ресурсы России).
8. Сайт «студенческая библиотека онлайн (inf studbooks.net)» (Месторасположение основных запасов природных ресурсов России).
9. Сайт «Природа Мира | NatWorld.Info (Сырьевые ресурсы России, месторасположение).
10. Сайт «Научная электронная библиотека, Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания» (Понятие полезных ископаемых, виды, значимость, сырьевые ресурсы России, месторасположение).
11. Исследовательские статьи журнала «Сибирский лесной журнал» 2021 год (Месторасположение основных запасов природных ресурсов России).