• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Vad händer om vi fick slut på mineraler?
    Mineraler finns i många av de produkter och tekniker vi använder dagligen, som mobiltelefoner och datorer. Vad skulle vi göra utan dem? DeAgostini/Getty Images

    Mineraler utgör det mesta av det vi använder för att bygga, tillverkning och stå på - inklusive stenar och jord - så om vi verkligen fick slut på mineraler, vi skulle alla kämpa för en plats på planetens krympta ytor.

    Men om du var orolig för att få slut på ett enda mineral som är viktigt för industrin, då kan du antagligen andas lätt. De flesta mineraler vi använder mycket är mycket rikliga. Järn, till exempel, utgör cirka 32 procent av jordskorpan, så du måste oroa dig för att hitta en plats att stå länge innan du oroar dig för om vi kan fortsätta göra stål [källa:Sharp].

    Men om vi skulle få slut på ett mineral - som i, ta slut på vårt utbud - det skulle förmodligen inte bero på att det inte finns något av det kvar på jorden. Problemet skulle vara att processerna som används för att extrahera det har blivit för dyra, svårt eller skadligt att göra gruvdrift värt. Även då, när gruvtekniken går framåt, tidigare otillgängliga mineraler kommer att bli tillgängliga och lägre producerande malmer kommer att bearbetas mer effektivt.

    Men ändå, vad jobbar vi med här? Vad är mineraler? Hur stort är vår planets utbud?

    Mineraler är ämnen som bildas naturligt under jorden - tänk kol, kvarts, salt. Som allt annat, de är gjorda av element , grundämnen som inte går att bryta ner till enklare ämnen. Vissa mineraler är enstaka element, som guld. När vi utvärderar mängder mineraler i världen, Det är mer komplicerat än att det finns en begränsad mängd resurser som vi använder över tid. Världens mineralreserver revideras ständigt baserat på uppskattad konsumtion och nuvarande produktionsförmåga. Till exempel, 1950, de beräknade kopparreserverna uppgick till 100 miljoner ton. Under de närmaste 50 åren, världens kopparproducenter utvann 339 miljoner ton - enligt 1950 -standarder borde vi ha tagit slut på koppar tre gånger. För de flesta mineraler, tillgången har faktiskt ökat under 1900 -talet även om vi använder dem snabbare än någonsin [källa:Blackman]

    Så det är osannolikt att jorden någonsin kommer att ta slut på mineraler. Men kommer människor någonsin att uppleva mineralbrist? Absolut.

    På ett sätt står vi alltid inför mineralbrist. Brister och minskad produktion stimulerar nya gruvor, nya tekniska innovationer och lägre standarder för vad som räknas som malm av hög kvalitet. Vi använder också ett bredare utbud av mineraler. Mer än 60 olika element kan användas för att bygga ett enda datorchip [källa:Graedel]. Många av dessa är mineraler som aldrig hade industriella tillämpningar förrän för 20 eller 30 år sedan, och de produceras i så små mängder att de är mycket mer mottagliga för leveransrisker.

    Och vi har liksom slut på ett mineral tidigare. Kryolit, som tidigare ingick i aluminiumproduktionsprocessen, är inte längre tillgänglig. Grönland hade de sista kryolitfyndigheterna tillräckligt rika för att göra extraktion värd, men gruvan stängdes på 1980 -talet när nya bearbetningstekniker lät oss tillverka aluminium utan den. Dock, även om du inte kan få kryolit på marknaden, små ådror finns fortfarande på platser över hela världen. Att öppna en dyr gruva för att utvinna ett mineral som ingen behöver är helt enkelt meningslöst - det vore som att bygga en fabrik som bara tillverkar LaserDisc -spelare och telegrafdelar.

    Vi kommer inte att kunna lita på teknik för att ersätta vilket gammalt mineral som helst, fastän. En studie från Yale University 2013 fann inga potentiella substitut för de stora användningarna av ett tiotal metaller som är avgörande för tillverkningen. Vissa är tillräckligt många för att vi inte behöver oroa oss för att ta slut när som helst. Till exempel, 90 procent av mangan används vid tillverkning av stål. Det är oersättligt, och att tömma det skulle hindra världens stålproduktion - men mangan är också det tolfte vanligaste elementet på jorden, och världens malmreserver uppskattas till 380 miljoner ton [källa:Corathers]. Bly är ett annat oersättligt mineral, används i så varierade varor som bilbatterier och orgelrör. Men med 90 miljoner ton i reserver världen över, vi är inte i närheten av att använda det [källa:Statista].

    Andra mineraler som är mer utmanande att utvinna och möter större efterfrågan kan orsaka större huvudvärk för tillverkarna. Ta sällsynta jordartsmetaller som terbium, dysprosium och neodym. Låt inte etiketten lura dig:De är inte svåra att hitta. Men som med kryolit, det finns inte många insättningar som är rika nog för att extrahera lönsamt. Under tiden, efterfrågan ökar när de används i fler av de produkter som har blivit oumbärliga i många av våra dagliga liv (iPhones, datorchips) samt i kraftfulla magneter för en massa ny miljövänlig teknik (vindkraftverk, elbilar).

    Detta utgör ett problem, självklart. Att extrahera de sällsynta jordartselementen som används i "grön" teknik är flagrantigt smutsigt. Radioaktiva mineraler som uran och torium är koncentrerade i avfallet och slammet som produceras under gruvdriften. Därefter orsakar bearbetning av de sällsynta jordartsmineralerna allvarligare skador på marken [källa:EPA]. Sedan 1980 -talet har större delen av världen har nöjt sig med att låta Kina ta hand om 95 procent av den sällsynta jordbrytningen. Kinas regelverk är tillräckligt slappa för att det kan producera sällsynta jordartsmetaller billigt utan att behöva hantera mycket skrik om miljöpåverkan [källa:Plumer].

    Med hänvisning till ökad inhemsk konsumtion, Kina en gång, år 2010, beslutat att minska exporten av sällsynta jordartsmineraler med 40 procent, höjer priserna drastiskt. Men marknaden justerade för att motverka flytten. Företag i Japan började försöka minska sitt beroende av import av sällsynta jordartsmetaller genom att hitta alternativa tillverkningsmetoder. Panasonic och Honda hittade ett sätt att återvinna neodym från kasserad elektronisk utrustning och bilbatterier [källa:Plumer].

    Det finns ingen brist på mineraler på jorden. Tillgångar som är tillgängliga för mänskligt bruk beror på vår önskan om material jämfört med vår vilja att acceptera miljökonsekvenserna av att utvinna dem. I USA., det finns tecken på att pendeln svänger tillbaka mot produktionen. Eftersom kineserna införde sina exportrestriktioner, till exempel, Mountain Pass - en gruva i Kalifornien som var en av de ledande sällsynta jordartsproducenterna innan Kina översvämmade marknaden men stängde 2002 - har öppnat igen. Rengöring pågick från en tankläcka 1998 som spillde hundratusentals liter vatten förorenat med radioaktivt avfall till närliggande Ivanpah Lake [källa:Margonelli]. Gruvan öppnades igen 2012.

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Vad är sällsynta jordartsmetaller - och vad har de att göra med miljön?
    • Vad händer med övergivna gruvor?
    • Har vi nått toppolja?
    • Hur koldioxidavtryck fungerar
    • Hur konfliktmineraler fungerar

    Källor

    • Svart man, Sue Anne Batey och William J. Baumol. "Naturliga resurser." The Concise Encyclopedia of Economics. 2008. (15 april, 2015) http://www.econlib.org/library/Enc/NaturalResources.html
    • Corathers, Lisa. "Mangan." Månadens mineraltid. Oktober 2005. (1 maj, 2015) http://minerals.usgs.gov/mineralofthemonth/manganese.pdf
    • Graedel, T.E. et al. "På grundval av material i det moderna samhället." Förfaranden vid National Academy of Sciences i USA. 11 oktober kl. 2013. (16 april, 2015) http://www.pnas.org/content/early/2013/11/27/1312752110.full.pdf+html
    • EPA. "Rare Earth Elements:En översyn av produktionen, Bearbetning, Återvinning och tillhörande miljöfrågor. "U.S. Environmental Protection Agency. December 2012. (10 maj, 2015) http://nepis.epa.gov/Adobe/PDF/P100EUBC.pdf
    • Kelly, Thomas D. et al. "Historisk statistik för mineral- och materialvaror i USA." U.S. Geological Survey. 2014. (15 april, 2015) http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics/
    • Margonelli, Lisa. "Ren energis smutsiga lilla hemlighet." Atlanten. Maj 2009. (22 april, 2015) http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2009/05/clean-energys-dirty-little-secret/307377/
    • National Mining Association. "40 vanliga mineraler och deras användningsområden." 2015. (15 april, 2015) http://www.nma.org/index.php/minerals-publications/40-common-minerals-and-their-uses
    • Palmer, Brian. "Har jorden slut på några naturresurser?" Skiffer. 20 oktober, 2010. (15 april, 2015) http://www.slate.com/articles/news_and_politics/explainer/2010/10/has_the_earth_run_out_of_any_natural_resources.html
    • Plumer, Brad. "Kinas grepp om världens sällsynta jordmarknad kan glida." Washington Post. 19 oktober, 2012. (17 april, 2015) http://www.washingtonpost.com/blogs/wonkblog/wp/2012/10/19/chinas-chokehold-over-rare-earth-metals-is-slipping/
    • Plumer, Brad. "Den moderna ekonomin är beroende av dussintals oklara metaller. Vad händer om vi tar slut?" Washington Post. 17 december, 2013. (15 april, 2015) http://www.washingtonpost.com/blogs/wonkblog/wp/2013/12/17/the-modern-economy-depends-on-dozens-of-obscure-metals-what-happens-if-we- slut/
    • Skarp, Tim. "Vad är jorden gjord av?" Space.com. 26 september, 2012. (15 april, 2015) http://www.space.com/17777-what-is-earth-made-of.html
    • Statista. "Blyreserver världen över från och med 2014." U.S. Geological Survey. 2015. (15 april, 2015) http://www.statista.com/statistics/273652/global-lead-reserves-by-selected-countries/
    • Valero, Alicia och Antonio Valero. "Fysisk geonomi:Kombination av exergy och Hubberts toppanalys för att förutsäga utarmning av mineraltillgångar." Resurser, Bevarande och återvinning. Vol. 54, Nr 12. oktober 2010.
    • Worstall, Tim. "När ska vi ta slut på metaller?" Forbes. 15 oktober, 2011. (15 april, 2015) http://www.forbes.com/sites/timworstall/2011/10/15/when-are-we- going-to-run-out-of-metals/
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com