CC BY
32
В.И. Александрова
ИЕРАРХИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
~П настоящее время наш мир развивается невидимыми тем-
АДпами и базируется на потреблении минеральных ресурсов. Извлеченные и переработанные минералы классифицируются на пять товарных групп (использована мировая классификация, поэтому представлены не все минеральные ресурсы, а только те, которые представляют большую ценность, наиболее востребованы и добываются):
• Железо и ферросплавы: железо, хром, кобальт, марганец, молибден, никель, тантал-ниобий, титан, вольфрам, ванадий;
• Цветные металлы: алюминий, сурьма, мышьяк, боксит, висмут, кадмий, медь, галлий, германий, свинец, литий, ртуть, теллур, олово, цинк;
• Драгоценные металлы и минералы: золото, платиноиды, серебро, алмазы (драгоценные и промышленные), редкоземельные элементы
• Промышленные минералы: асбест, барит, бентонит, бор, диатомит, полевой шпат, флюорит, гипс и ангидрид, графит, гуано, каолин, магнезит, перлит, поташ, фосфат, соль, сера, тальк, вермикулит, цирконий;
• Энергетическое топливо: битуминозный уголь, лигнит, нефть, природный газ, горючий сланец, уран.
Удельный вес групп минералов в общемировой добыче минеральной продукции представлен на следующем рис. 1:
В каждой группе минералов, кроме энергетической, имеется лидирующий элемент (характерный минерал), так называемый «индикатор» (геопоказатель), исследуя который в первую очередь можно построить более простую и наглядную модель, и затем дополнительным весом присоединить к элементу-индикатору. При этом распределение минералов и их взаимодействие может быть классифицировано как по отдельным видам минералов (ресурсов), так и по регионам (странам, континентам).
Удельный вес мировой добычи минеральным ресурсов в %
за 2007 г.
Железо и ферросплавы 8%
Энергетическое
Цветные металлы 2%
Драгоценные металлы и минералы
0,0003%
Промышленные
минер; 5%
Жёлезо и ферросплавы
Цветные металлы
эценнье металлы и минералы
нные минералы
Рис. 1
Главная роль на данный момент время принадлежит энергетическим минеральным продуктам, доля которых присутствует практически в каждом изделии, потребляемом обществом. Однако и потребление неэнергетических минеральных продуктов возросло в огромных размерах. Рост объемов потребления связан и диктуется экономическим ростом, а возрастание спектра потребляемых продуктов диктуется потребностями качества технологического изделия. Современные высокотехнологичные изделия возможно создать только при использовании 40-60 минеральных продуктов, что во много раз превышает количество минеральных продуктов, использованных при создании новейших по тому времени изделий середины предыдущего века.
Под минеральным продуктом в общем виде понимаются химические элементы или их соединения, извлекаемые из недр Земли для полезного использования. Качество минерального продукта повышается на стадиях обогащения, металлургии, химической очистки и переработки. Каждая дальнейшая ступень в изготовлении потребляемых изделий представляет очередной этап переработки минерального продукта, который и определяет в конечном итоге свойства изделия. Это уже не будет минеральный продукт в чистом виде, это будет изделия определенного технологического уровня, основой которых является минеральный продукт.
Дальнейшее движение минерального продукта по технологической лесенке (смотри рис. 2) характеризуется все большим усложнением изделий. Можно сказать, что изделия из каждого конкретного минерального продукта имеют свой технологический потолок, выше которого начинается технологический уровень сложных, комплексных и системных изделий. Этот класс изделий отличается технологически тем, что для их создания требуется комбинация нескольких или множества минеральных продуктов. Именно системные изделия являются продуктом высоких технологий.
Физическую пирамиду можно представить (структурировать) как отдельные части (которые показаны разными цветами) добычи и потребления отельного минерала, стадию, до которой он доходит в чистом виде и далее совместно используется с другими минералами (см. рис. 3). При этом верхний уровень пирамиды характеризуется полным смешением всех видов минеральных ресурсов, имеющихся в спектре.
I
Рис. 3
Были введены следующие классификационные признаки:
• по группам минеральных ресурсов;
• по степени технологичности (повышению уровня обработки и получения более технологичных продуктов);
• интенсивность производства (для отслеживания технической вооруженности того или иного производства);
• пространственное размещение (для дальнейшего отслеживания перемещения минеральных ресурсов из одного региона в другой);
• общинность (социальные группы, уровень развития экономики страны);
• направление использования минерального продукта (потребляем у себя, экспортируем);
• производительность труда, человеческий фактор, количество занятых людей, интенсивность использования потенциала.
Рис. 4
Рис. 5 б1
Рис. 8
При формировании пирамиды было показано, что влияние степени переработки минеральных ресурсов будет логарифмическая, переход с одного уровня на другой носит экспоненциальный характер. Отдельным цветом показана доля минерального ресурса, которая уходит в потребление, т.е. выбывает из баланса, остальная же часть или продолжает перерабатываться и использоваться или поднимается на уровень выше.
Для того чтобы модель была объектно-ориентированной, она должна обладать свойством аддитивности, то есть модели должны быть простые для возможности их совместного рассматривания (сращивания). Модели должны каскадно входить друг в друга и при этом не терять общих тенденций.
Для того чтобы иметь структурное представление балансовой модели (общий вид уравнений на каждом уровне) представлено, что имеющийся добываемый ресурс является продуктом незавершенного производства, и часть этого продукта разбивается на: орудия производства, незавершенное производство, экспорт, получаемые промышленные продукты и импорт (см. рис. 8). Таким обра-
зом, на этом уровне полностью расписывается наше уравнение, с учетом выделения орудий производства, незавершенных производств (резервы, склады и т.д.), и готовой конечной продукции, которая идет по пирамиде вверх. При этом какая-то часть выводится из баланса (справа).
С другой стороны показано движение отходов. При этом они могут подвергаться захоронению или на какой-то стадии вовлекаться в производство (рециклинг). С этими связями движение вверх идет в основном то, что получили для дальнейшей обработки, орудия производства, которое здесь производятся по технологической цепочке поднимутся вверх и здесь будут использоваться.
Это введено для того, чтобы была взаимосвязи между этим ресурсом, который мы имеем и его отдачей, производительностью по получению в этой части, и для того, чтобы мы могли посмотреть балансовую ограниченность тех ресурсов, которые мы имеем, т.е. мы не может бесконечно повышать добычу, производство, т.е. это будут значения производственной мощности.
Полное рассмотрение этих уравнений дает баланс получаемых продуктов, при наличии их в определенных изделиях, можно определить какую долю будет получать экономика страны за какой-то период времени.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. The United States 2001.Balazik R.F., McCartan L., Morse D.E., and Sibley S.F./ Mining Engineering. Publication of SME. No5, 17-43. - 2002.
2. Литвиненко В. С. Возможности минерально-сырьевого потенциала России / Актуальные проблемы минерально-сырьевого комплекса // Приложение к «Запискам Горного института», № 11. - 2002.-12 с.
3. Пучков Л.А. Минеральные модели экономики // Статья в инженерную академию. -2005.- 6 с. usrj=a
— Коротко об авторе
Александрова В. И. — аспирантка, Московский государственный горный университет.
