ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΑ (ORE DEPOSIT GEOLOGY) 7.3.05.4 Τομέας Γεωλογικών Επιστημών Τμήμα Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών ΜΑΘΗΜΑ 1 ο. ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ Σταύρος Τριανταφυλλίδης, 2015 Λέκτορας Κοιτασματολογίας
ΑΔΕΙΑ ΧΡΗΣΗΣ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.
ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΚΟΙΤΑΣΜΑ 3 Κοίτασμα (mineral deposit). Φυσική συγκέντρωση ορυκτών πρώτων υλών που μπορεί να υποστεί εκμετάλλευση κάτω από τις τρέχουσες οικονομικοτεχνικές συνθήκες. Εμφάνιση (occurrence). Φυσική συγκέντρωση ορυκτών πρώτων υλών που δεν μπορεί να υποστεί εκμετάλλευση κάτω από τις τρέχουσες οικονομικοτεχνικές συνθήκες, π.χ. είτε λόγω περιεκτικότητας είτε λόγω μεγέθους. Διάκριση ορυκτών πρώτων υλών Αποθέματα (reserves). Ποσότητα Ο.Π.Υ. που μπορεί να υποστεί εκμετάλλευση σύμφωνα με τις σημερινές οικονομικοτεχνικές συνθήκες. Δυνητικές Ορυκτές Πρώτες Ύλες (resources). Ποσότητα Ο.Π.Υ. που δεν μπορεί να εκμεταλλευτεί με σημερινά δεδομένα. ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ = Αποθέματα + Δυνητικές Ο.Π.Υ. Αποθέματα Μετρηθέντα Ενδεικτικά Πιθανά Δυνητικές Ο.Π.Υ. Οριακές Υπο-οριακές Μελλοντικές
ΚΥΡΙΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Ο.Π.Υ. 4 Μεταλλικά ορυκτά (π.χ. FeS 2, CuFeS 2, Au). Μη μεταλλικά βιομηχανικά ορυκτά (π.χ. Καολινίτης, γύψος, άστριοι, ολιβίνης). Ορυκτά καύσιμα (ορυκτοί άνθρακες, υδρογονάθρακες) ΟΡΙΣΜΟΙ Μετάλλευμα (ore) = μεταλλικά ορυκτά + σύνδρομα ορυκτά (gangue) Π.χ. Μετάλλευμα FeS 2 -PbS-ZnS + CaF 2 (Λαύριο) Στείρα = σύνδρομα ορυκτά μη οικονομικής σημασίας Συντελεστής εμπλουτισμού = times average C in crust
ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΥ 5 Μέση περιεκτικότητα στον φλοιό (ppm) Ελάχιστη απαιτούμενη συγκέντρωση για εκμετάλλευση (ppm) Απαιτούμενος «ἑμπλουτισμός» στον φλοιό Cu 55 3.000 55x Pb 12 30.000 2.500x Zn 70 10.000 140x Ni 75 2.000 27x Ag 0,07 500 7.000x Au 0,004 0,5 125x
ΟΡΙΣΜΟΙ 6 Κύρια προϊόντα = Βασικό συστατικό για το οποίο πραγματοποιείται η εκμετάλλευση Παραπροϊόντα (by-products) = Άλλα χρήσιμα συστατικά που παραλαμβάνονται και για τα οποία δεν θα γινόταν εκμετάλλευση χωρίς το κύριο προϊόν Π.χ. PGE σε κοιτάσματα πορφυρικού Cu-Au, PGE σε κοιτάσματα χρωμίτη, Au+Ag σε κοιτάσματα Cu-Pb-Zn Βαθμός μεταλλοφορίας (ore grade) = περιεκτικότητα του χρήσιμου συστατικού στο μετάλλευμα. Εκφράζεται σε %wt ή ppm Π.χ. Κοίτασμα Au 10ppm 10 gr Au σε 1 τόνο μεταλλεύματος Εμπλουτισμός = Μεταλλουργικές διεργασίες παραγωγής συμπυκνωμάτων μεταλλεύματος Refining = Χημικές μέθοδοι καθαρισμού μεταλλεύματος από ανεπιθύμητες προσμείξεις Όριο εκμεταλλευσιμότητας (cut off grade) = ελάχιστη περιεκτικότητα κάτω από την οποία δεν είναι οικονομικά συμφέρουσα η εκμετάλλευση Εξαρτάται από πολλούς παράγοντες (π.χ. μέγεθος κοιτάσματος, μορφή, ιστός μεταλλεύματος, αποθέματα, μέθοδος κατεργασίας κ.α.).
ΟΡΙΣΜΟΙ 7 Σε σχέση με τα φιλοξενούντα πετρώματα 1. Επιγενετικά (μεταγενέστερα) 2. Συγγενετικά (ταυτόχρονα) Σε σχέση με τα διαλύματα που τα δημιούργησαν 1. Υπεργενετικά (από κατερχόμενα διαλύματα) 2. Υπογενετικά (από ανερχόμενα διαλύματα) 3. Ενδογενετικά (από το ίδιο υλικό σχηματισμού τους) Σε σχέση με το χρόνο σχηματισμού 1. Πρωτογενή (κατά τον σχηματισμό του φιλοξενούντος πετρώματος) 2. Δευτερογενή (από φαινόμενα εξαλλοίωσης/αποσάθρωσης/μεταμόρφωσης προϋπάρχοντων κοιτασμάτων)
ΜΜΜ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΕΡΕΥΝΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ 8 Γιατί? Τα περισσότερα επιφανειακά κοιτάσματα έχουν ήδη εντοπιστεί. Ανάγκη εντοπισμού υποεπιφανειακών κοιτασμάτων
ΕΡΕΥΝΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΣΤΑΔΙΑ 9 1. Εντοπισμός περιοχής ενδιαφέροντος Βιβλιογραφική ενημέρωση Εργασίες πεδίου (γεωχημικές διασκοπήσεις-ανωμαλίες, χαρτογράφηση, γεωτρήσεις, δειγματοληψία) Γεωφυσικές διασκοπήσεις, τηλεπισκόπηση, φωτογεωλογία, κλπ) Καθορισμός περιοχών λεπτομερούς έρευνας 2. Υπολογισμός αποθεμάτων Λεπτομερείς γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες της περιοχής καθορισμός επιφανειακής εμφάνισης Πυκνό δίκτυο γεωτρήσεων μελέτη δειγμάτων (ορυκτολογία κοιτάσματος + χημικές αναλύσεις υπολογισμός όγκου Αν όλα πάνε καλά...
ΕΡΕΥΝΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΣΤΑΔΙΑ 10 3. Οικονομικοτεχνική μελέτη (feasibility study) Με βάση τα δεδομένα της πετρολογικής, ορυκτολογικής και γεωχημικής μελέτης Κατάλληλη μεθοδολογία ανάπτυξης μεταλλείου (π.χ. τύπος εκσκαφής, έργα υποδομής κλπ) Κατάλληλη μεθοδολογία κατεργασίας μεταλλεύματος (ανάλογα με ιστολογικά και ορυκτολογικά χαρακτηριστικά του μεταλλεύματος) Κατάλληλη μεθοδολογία για προστασία του περιβάλλοντος κατά την εκμετάλλευση και μεθοδολογία περιβαλλοντικής αποκατάστασης μετά την παύση των εργασιών
ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΙΜΟΤΗΤΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΩΝ 11 Παράγοντες που επηρεάζουν την εκμεταλλευσιμότητα: 1. Περιεκτικότητες αποθέματα 2. Χαρακτηριστικά μεταλλεύματος (ιστός, υφή, σύνδρομα ορυκτά, παραπροϊόντα) 3. Θέση κοιτάσματος (γεωγραφική θέση, κλιματολογικές, γεωμορφολογικές συνθήκες) 4. Τρόπος εξόρυξης (ανοικτή εκσκαφή, υπόγεια εκμετάλλευση) 5. Έργα υποδομής 7. Κόστος μεταφοράς μεταλλεύματος 8. Τιμή μεταλλεύματος 9. Κατάλληλες τεχνολογίες επεξεργασίας και εμπλουτισμού 10. Πιθανά περιβαλλοντικά προβλήματα 11. Πολιτικο-κοινωνικοί λόγοι
ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.