Долгосрочные перспективы цивилизации: сингулярность или коллапс

[MenFrame]

Нет ни эффективных способов обогащения, ни разумных методов выщелачивания

Вообще вы като сами говорили что медь вполне хорошо отделяется. Лень искать комментарий в параллельной теме. В любом случае вопросом добычи меди из суглинка не кто не занимался, потому сложно судить насколько это хорошее сырье.

Назовите хотя бы одну исследовательскую скважину, которая достигла поверхности Мохоровичича

А что есть какие то фундаментальные препятствия?

[Lieut]

Назовите хотя бы одну исследовательскую скважину, которая достигла поверхности Мохоровичича (правильный ответ - ни одной). Мы туда не сумели пробурить даже исследовательской скважины, а уж говорить о добыче там чего-либо вообще смешно.

Как раз потому, что сейчас оттуда ничего кроме десяток докторских и пару сотен кандидатских добывать экономически не выгодно. А как цена на некоторые ресурсы измениться в разы, все может очень даже измениться.
Верхняя мантия - это не только ультраосновные породы, это еще и породы с температурой около 1000 С.

[AlexAV]

Вообще вы като сами говорили что медь вполне хорошо отделяется.

Принципиальных проблем нет. Обрабатываем кислотой, затем из продукта щёлочью (возможно предварительно добавив комплексообразующий агент, тут внимательнее нужно смотреть) последовательно осаждаем титан, алюминий, железо. Из остаточного рассола (в основном там будут соли натрия, кальция, магния) цинк, никель, медь сорбирует на селективном ионите или, возможно, осаждаем на сульфиде кальция. Проблема в том, что этой самой кислоты и щёлочи безумно много потребуется. Плюс утилизация безумного количества отходов (что тоже та ещё головная боль и затраты). Но это всё равно дорого. Обогащение даже бедных сульфидных руд той же флотацией просто несравнимо дешевле.

[AlexAV]

А что есть какие то фундаментальные препятствия?

На материках её вообще достичь невозможно. Глубина более 30 км - это заведомо безнадёжно. Там просто давления уже слишком большие. В океанах намного меньше, в некоторых (но крайне редких) местах менее 10 км, но морское бурение это просто само по себе сложно. А тут ещё большая глубина (скважин глубже 9 км в мире по пальцам одной руки, и то все на суше) и температура высокая. В результате попытки (в океане) предпринимались, стоили безумных денег, но результата пока не принесла ни одна.

это еще и породы с температурой около 1000 С.

Это одна из важнейших причин почему не достигли. Бурить при высокой температуре сложно, материалы попросту утрачивают механические свойства.

[crazy_terraformer]

Почему же? Возьмем те же оливины, они как раз будут основными источниками никеля, хрома при условии если цена увеличиться в сто раз.

Оливины - типичный минерал ультаосновных пород. А таких на технологически доступных глубинах весьма немного. Они не являются неограниченным источником. Такой же исчерпаемый ресурс, даже если до них дойдёт очередь. От того, что их полно ниже поверхности Мохоровичича пользы ровно столько же, сколько от неисчерпаемых запасов природного газа на Титане.

Вот кончились  у нас осадочные породы на дне Мирового океана с подходящей концентрацией оливинов или др.необходимых минералов. Тогда берём  Марианскую впадину(др. океанские впадины) и дробим её стенки термоядерными взрывами, затем крупные осколки породы дробим химическими взрывами и размалываем на подводных шаровых мельницах, сепарируем раздробленное вещество отделяя зёрна необходимых минералов. Имеются также срединно-океанические хребты и необитаемые острова, означенные мероприятия проводим начиная с вершин,отсыпая пустую породу посредством надводных и подводных барж вдали от хребтов. Эти милые занятия продолжаются(люблю взрывы и фейерверки) пока означенные впадины, остатки хребтов и необитаемых островов не станут плоским дном Мирового океана.

[Lieut]

Обрабатываем кислотой, затем из продукта ...

Затем полученный рассол пропускаем через железную стружку, на которой осаждаются все другие более электроположительные металлы, от никеля до меди и так далее.
Потом с тем раствором делаем что хотим, тот же глиназем с сопутсвующими, желательно раздельно, компонентами осаждаем. А то что осталось от железной стружки - на электролитическую очистку.

[noxx77]

Наши бравые роботы доберутся в конце концов до металлических ядер Весты и Цереры.

До Психеи.

[MenFrame]

В принципе можно взять обычный песок, и обогатить его микромеханикой. Выделить тот же оливин, и апатит и прочие минералы обогащенные промышленными элементами.

[AlexAV]

Затем полученный рассол пропускаем через железную стружку, на которой осаждаются все другие более электроположительные металлы, от никеля до меди и так далее.

Стружка - плохо. Проблема тут - железо в растворе у нас в трёхвалентной форме, а значит будет идти процесс:

Fe + 2Fe³⁺ = 3 Fe²⁺

Расход стружки получится маловменяемым. Плюс медь и никель так осядут, но вот цинк - нет. Кажется лучше осадить железо(III), титан, алюминий (у их гидроокислов произведение растворимости намного меньше, чем у меди, цинка, никеля), а дальше профильтровать через колонну с сульфидом кальция. На нём все халькофильные элементы осядут почти количественно.

[Lieut]

Стружка - плохо. Проблема тут - железо в растворе у нас в трёхвалентной форме, а значит будет идти процесс:

Fe + 2Fe3+ = 3 Fe2+

Расход стружки получится маловменяемым. Плюс медь и никель так осядут, но вот цинк - нет. Кажется лучше осадить железо(III), титан, алюминий (у их гидроокислов произведение растворимости намного меньше, чем у меди, цинка, никеля), а дальше профильтровать через колонну с сульфидом кальция. На нём все халькофильные элементы осядут почти количественно.

Думаю, что все таки оксиды разделять лучше потом.
Трехвалентное железо очень плохо растворимо в не сильнокислой среде. Как идея - сначала обработать условный "суглинок" до не сильно малого pH. Сначала растворить и осадить наиболее ценные электроположительные элементы, которые хорошо растворяются и при довольно нейтральных pH. Полученный раствор пропускать через железную стружку.
А уже таким образом обработанный "суглинок" выщелачивать в сильных кислотах для растворения глинозема.

Это одна из важнейших причин почему не достигли. Бурить при высокой температуре сложно, материалы попросту утрачивают механические свойства.

По мере отвода тепла и температура горных пород по какой-то причине уменьшается.
Мы все равно в турбинах выше 400 С пар выше не используем.

[AlexAV]

Как идея - сначала обработать условный "суглинок" до не сильно малого pH.

Медь и особенно никель достаточно плохо переходят  в слабокислые растворы из глин. На приложенном рисунке для примера данные для общего и кислоторастворимого никеля и меди (кислоторастворимый - тот который удаётся выщелачивать разбавленной соляной кислотой с концентрацией 1 н.). Это данные для одного из регионов Кольского полуострова, но общая картина везде такая. Кислоторастворимой меди в несколько раз меньше общей, а никеля - на один-два порядка. Если с медью так ещё можно работать, то с никелем картина вообще безнадёжная (главный пожиратель кислоты - известняк, которого полно в большинстве глин, растворяется при любой концентрации).  Чтобы извлекать последний придётся выщелачивать более жёсткими методами.

[Lieut]

Медь и особенно никель достаточно плохо переходят  в слабокислые растворы из глин.

pH  осаждения оксидов меди, никеля и прочих металлов, не отождествленных третью валентностью и f-орбиталью.
http://www.novedu.ru/osadok.htm

[AlexAV]

pH  осаждения оксидов меди, никеля и прочих металлов, не отождествленных третью валентностью и f-орбиталью.
http://www.novedu.ru/osadok.htm

Вот только медь в реальной глине содержатся совсем не в виде кристаллов Сu(OH)2, равно как и никель не в виде Ni(OH)2. В основном они там в виде изоморфной примеси в других минералах. И пока не разрушится минерал - носитель, они не выйдут. И условия при которых происходит их переход в раствор будут другими. Фактические наблюдаемые данные о том, что переходит в раствор, а что нет - привёл выше (конечно на конкретном примере, но тем не менее...).

[СТОкрат]

Вот только медь в реальной глине содержатся совсем не в виде кристаллов Сu(OH)2, равно как и никель не в виде Ni(OH)2.

Значит, всё-таки коллапс.

[AlexAV]

pH  осаждения оксидов меди, никеля и прочих металлов, не отождествленных третью валентностью и f-орбиталью.
http://www.novedu.ru/osadok.htm

Для полного извлечения надо как-то вскрывать алюмосиликаты породы... Для определения общей меди и других тяжёлых металлов в породе их обрабатывают смесью серной и плавиковой кислоты. Но для промышленного извлечения - это не годится. Плавиковая кислота - слишком дорогой реактив. Теоретически горячая серная должна вскрывать или соляная в автоклаве при высокой температуре...

[николай теллалов]

https://knizhen-pazar.net/books/055/5573/557367.jpg
https://knizhen-pazar.net/books/131/13121/1312125.jpg

[crazy_terraformer]

pH  осаждения оксидов меди, никеля и прочих металлов, не отождествленных третью валентностью и f-орбиталью.
http://www.novedu.ru/osadok.htm

Для полного извлечения надо как-то вскрывать алюмосиликаты породы... Для определения общей меди и других тяжёлых металлов в породе их обрабатывают смесью серной и плавиковой кислоты. Но для промышленного извлечения - это не годится. Плавиковая кислота - слишком дорогой реактив. Теоретически горячая серная должна вскрывать или соляная в автоклаве при высокой температуре...

Сначала получаем твёрдый углерод(сажа,графит) из карбонатов, когда уголь закончится.
Смешиваем его с породой, пирометаллургическим методом спекаем и обрабатываем хлором...

[MenFrame]

Хочется сказать пару слов о значимости бытовой электроники. Скажем обычный планшет, смартфон заменяет десятки килограмм газет и журналов и прочей литературы. Он заменяет и другие устройства типа часов, будильника, органайзера. Коммуникативные возможности дают оперативную информацию, о погоде, пробках, загруженности тех или иных мест досуга. Вообщем смартфон не роскошь, а очень хорошее средство экономии ресурсов.
  Пойдем дальше, возьмем к примеру автономную моторизованную технику. Очевидно, что сам по себе отказ от живого водителя уже снижает цену устройств. Во вторых снижается расход топлива. Увеличивается моторесурс, благодаря щадящей эксплуатации и сбору данных, позволяющих отслеживать состояние агрегатов, и своевременному ТО и ремонту.
   Роботизация, также дает большой выхлоп. Повышая производительность, снижая уровень брака, снижая до минимума уровень социальных трат на совмещение человека и производства.
  Логистика, наверное эта часть вообще мало мыслима без компьютера. Оптимально построенный маршрут дает пусть и не гигантскую но вполне значимую экономию.
   Вообщем думать что компьютерные технологии это излишество...ну как минимум очень не дальновидно.

[viesis]

Это все детали, а в общем- говоря о цивилизации, перейти сразу от состояния можно сказать младенчества к старости, выглядит мало реальным.

[AlexAV]

В принципе можно взять обычный песок, и обогатить его микромеханикой. Выделить тот же оливин, и апатит и прочие минералы обогащенные промышленными элементами.

Это да. Пески можно рассматривать как перспективный возобновляемый источник титана, циркония, тория, РЗЭ, хрома, бария и некоторых других элементов. Низкая концентрация тут компенсируется простотой обогащения, т.е. никаких составов с реактивами не нужно, зёрна нужных минералов можно отделить физическими методами. Вообще видимо в природе есть четыре группы таких возобновляемых источников: вулканические флюиды и геотермальные воды, пески, природные рассолы, биологическое сырьё.

Пески не совсем то место, где нужно искать никель и медь (это больше по части вулканических флюидов и геотермальных вод), но хром там есть. Усреднённый песок планеты содержит 0,0003% хромита (использую данные этой работы: http://lithosphere.uran.ru/index.php/lith/article/view/1674). Он относится к тяжёлой сильномагнитной фракцией и обогащение будет отделяться вместе с ильменитом. Т.е. может быть побочным продуктом при производстве титана (титана в песках естественно много больше, чем хрома).

Учитывая, что хромит содержит 46% хрома, то получается в среднем 1,4 грамм/тонну усреднённого песка. Скорость образования кварца песков при естественном выветривание минералов можно оценить как 5,9 млрд. т./год, учитывая долю кварца среди минеральной составляющей песков (33%) можно оценить скорость возобновления хрома из хромита песков как величину ~25 тыс. т/год. Эта величина составляет верхний предел объёма в котором хром можно брать из песков неограниченно долго, если брать больше, то он там тоже закончится.

Т.е. возобновляемый бюджет по хрому можно оценит как ~25 тыс.т/год (в остальных из четырёх возобновляемых источниках он не особо представлен, хотя в вулканических флюидах тоже что-то есть).