Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Lieut]

коллективный концентрат лантаноидов и сейчас не стоит больших денег.

Сейчас.
А мы обсуждаем сможет ли выжить техногенная цивилизация когда месторождений не станет. Для лантаноидов это не так уж и много лет.

[mbrane]

коллективный концентрат лантаноидов и сейчас не стоит больших денег.

Сейчас.
А мы обсуждаем сможет ли выжить техногенная цивилизация когда месторождений не станет. Для лантаноидов это не так уж и много лет.

еще раз русскими буковками на белом фоне ... коллективный концентрат лантаноидов и сейчас недорого стоит... а выделенные фракции  стоят дорого... и ничего в будущем не изменит

[Lieut]

еще раз русскими буковками на белом фоне ... коллективный концентрат лантаноидов и сейчас недорого стоит... а выделенные фракции  стоят дорого... и ничего в будущем не изменит

Цена разделения не изменится.

[Скеп-тик]

Но платить надо киловатт-часами, которых нет. Ибо нет алюминия из Гвинеи, и цемента из России.

[crazy_terraformer]

Но платить надо киловатт-часами, которых нет. Ибо нет алюминия из Гвинеи, и цемента из России.

Глинозём же коллега из суглинка предлагает получать, откуда и шлак с концентратом лантаноидов. Алюминий похоже будут как и прежде электролизом из глинозёма восстанавливать, только вместо фторидов будут хлориды.
А шо с цементом? Из того же суглинка и окись кальция, и диоксид кремния вытащить можно, была бы энергия.

[Lieut]

Но платить надо киловатт-часами, которых нет. Ибо нет алюминия из Гвинеи, и цемента из России.

Зачем алюминий возить, он у всех под под видом почвы лежит в концентрации ну разве что в 2-2,5 раза меньше чем в самых  богатых землерождений бокситов. Люди часто реально не понимают, что алюминий в континентальной земной коре один из главных элементов. Его больше чем железа. Бокситы ценны, ибо избавляют от довольно сложной технологической операции отделения глинозема от кремнезема. Для нас это сделала природа сернокислыми источниками миллионы лет тому.

Ну а сырье для цемента, глина и известняк...я понимаю что что есть некоторые регионы где они не везде, но это в любом случаи квазибесконечный ресурс.

[crazy_terraformer]

Титан в глинах находится в рассеянной форме и в форме частиц нанометрового размера. В этом случае его отделение физическими методами невозможно.

А из суспензий глины наночастицы минералов титана методами флотации нельзя выделить?

[Скеп-тик]

Зачем алюминий возить, он у всех под под видом почвы лежит в концентрации ну разве что в 2-2,5 раза меньше чем в самых  богатых землерождений бокситов.

А теперь скажите, почему Израиль или Монголия не являются мировыми производителями алюминия? Ну, даже из спортивного интереса?
А потому, что для электролиза нужен практически чистый Al₂O₃. До которого глину нужно довести 10-тью тоннами реактивов на каждую тонну глины. Для изготовления реактивов опять нужно куча киловатт-часов. И на выходе - алюминий по цене начала 19 века. Чуть меньше золота.

[Lieut]

А теперь скажите, почему Израиль или Монголия не являются мировыми производителями алюминия? Ну, даже из спортивного интереса?
А потому, что для электролиза нужен практически чистый Al2O3. До которого глину нужно довести 10-тью тоннами реактивов на каждую тонну глины. Для изготовления реактивов опять нужно куча киловатт-часов. И на выходе - алюминий по цене начала 19 века. Чуть меньше золота.

Потому что не они лидеры по дешевизне электроэнергии. Да, надо много электроэнергии. Сейчас цена глинозема в себестоимости алюминия не более 10%.
То что РФ есть одним из лидеров производства алюминия, магния, титана - это не потому что вас есть якобы уникальные месторождения этих элементов. Они есть практически везде.
У вас есть крайне дешевая гидроэнергия на сибирских реках.

Но вот это

глину нужно довести 10-тью тоннами реактивов на каждую тонну глины

я не совсем понял.

[MenFrame]

Сейчас цена глинозема в себестоимости алюминия не более 10%.

А стоимость электричества 30% у Русала. А если бы это была не дешевая энергия ГЭС, а скажем газовая, то было бы все 70%

[Скеп-тик]

я не совсем понял.

Дело в том, что глина - алюмосиликаты. Формула - на картинке. А для получения алюминия требуется оксид алюминия, практически чистый. И вот прорисуйте цепочку реакций от силиката алюминия до оксида. И схватитесь за голову...

[Lieut]

Дело в том, что глина - алюмосиликаты. Формула - на картинке. А для получения алюминия требуется оксид алюминия, практически чистый. И вот прорисуйте цепочку реакций от силиката алюминия до оксида. И схватитесь за голову...

Уже подробно расписывал и ссылки давал. Растворение в горячей азотной кислоте и разделение образующихся нитратов по их термической стойкости.

[Скеп-тик]

Вот вам и 10 тонн реактивов. Которые тоже надо получить. Особенно азотную кислоту из атмосферного азота. Без газа!!!

[Lieut]

Вот вам и 10 тонн реактивов. Которые тоже надо получить. Особенно азотную кислоту из атмосферного азота. Без газа!!!

Меньше одной тонны, причем большинство кислоты потом регенерируется. Ну а та что будет связана в нитраты щелочных и щелочноземельных металлов напрямик на поля в качестве азотных удобрений, которых все равно надо в десятки раз больше.

[crazy_terraformer]

А если использовать комплексное извлечение, а в качестве базовых добываемых элементов будут уран, торий?

Не уверен что эта деятельность будет иметь экономический и энергетический смысл,  и ещё менее - в том, что этим вообще будет кто-то заниматься.

Но главное не это. Куда существеннее, что это вообще не решит никаких проблем. Просто по той причине, что потребность в актиноидах и прочих редких элементах будет не сопоставимы.

Вот давайте посмотрим. В осадочных породах в среднем содержится 11 грамм тория и 3,2 грамма урана на тонну породы. Т.е. в сумме актиноидов получается 14,2 г на тонну. Теперь посмотрим количество некоторых критически важных для промышленности металлов там же:

хром - 100 г/т
никель - 95 г/т
медь - 57 г/т
цинк - 80 г/т
олово - 10г/т
вольфрам - 2г/т

Т.е. получая 1т актиноидов попутно будет получаться 7 т хрома, 6,7 т никеля, 4 тонны меди, 5,6 т цинка, 0,7 тонн олова и 0,14 тонн вольфрама. Сколько будет нужно актиноидов, чтобы покрыть все современные энергетические потребности? Мир сейчас потребляет 13,2 млрд .т. н.э. энергии. Актиноиды при деление дают приблизительно 82 Тдж/кг = 1950 т.н.э. Т.е. для получения соответствующего количества энергии нужно 7000 т актиноидов (это кстати к вопросу, что 5000 т урана, о которых говорилось выше — это совсем не мало ).

Т.е. даже если вы даже будите извлекать актиноиды из рядовой породы, то получающееся количество попутных элементов в масштабах современных потребностей будет совершенно смешным.

Хрома получится 49 тыс.т. (а современной экономике нужно 19 млн.т.)
Никеля — 47 тыс.т. (а нужно 1,5 млн.т.)
Меди — 28 тыс.т. (а нужно 15 млн.т.)
Цинка — 39 тыс.т. (а нужно 11 млн.т.)
Олова — 4,9 тыс.т. (а нужно 350 тыс.т.)
Вольфрама — 1 тыс.т. (а нужно 63 тыс.т.)

Т.е. по большинству базовых видов сырья не будет покрыто даже 1% потребностей.

Однако на практике никто из такого источника как подмосковный суглинок уран с торием никогда извлекать не будет. Просто за отсутствием смысла в этой деятельности.

Никому не нужен никакой торий с ураном, если у вас нет хрома для нержавейки, чтобы построить реактор. Экономика всегда лимитируется самым дефицитным ресурсом, и в случае атомной энергетики это будет не торий с ураном, а скорее хром, никель, молибден и прочие легирующие элементы, без которых реактор построить невозможно.

1 тонна осадочной породы — 14,2 грамма U+Th
X1 тонн о.п. — надо 7000 тонн U+Th=7×10^9 грамм
Х1=(7×10^9/14.2)=0.49295774647887325×10^9 тонн≈0,49296 млрд.тонн осадочной породы
Ну шо? Тадысь лишний уран и торий на полку, а главным будет добыча меди, хрома, никеля, вольфрама, цинка, молибдена.
Посмотрим максимальный коэффициент:
Хрома получится 49 тыс.т. (а современной экономике нужно 19 млн.т.) =19*10^6/49*10^3=1900/4,9≈387.7551≈388
Никеля — 47 тыс.т. (а нужно 1,5 млн.т.) =150/4,7≈31.914894≈32
Меди — 28 тыс.т. (а нужно 15 млн.т.) =1500/2,8≈535.714286≈536
Цинка — 39 тыс.т. (а нужно 11 млн.т.) =1100/3,9≈282.051282≈282,1
Олова — 4,9 тыс.т. (а нужно 350 тыс.т.) =350/4,9≈71.42857≈71,43

Вольфрама — 1 тыс.т. (а нужно 63 тыс.т.) =63
Таки меди больше всего надо.
Получается переработать надо:
M=X1*(15*10^3)/28=264,0845 млрд.тонн осадочной породы в год, если исключить рециклинг.
Урана с торием будет добыто 7*10^3*1500/2,8=15*10^6/4=3,75 млн.тонн

[Lieut]

Очевидно что по ряду элементов аппетиты придется изрядно поумерить. В конце концов использование их сейчас оптимальным не слишком назовешь. Та же медь в большинстве случаев замещается алюминием и т.д.

[AlexAV]

Та же медь в большинстве случаев замещается алюминием и т.д.

Очень не везде. Медь пластичнее и проволока из куда менее подвержена усталостному износу. Плюс обмотки из меди заметно компактнее. Для многих областей это довольно критично - во многих случаях различные шнуры подключения, компактные электродвигатели и т.д. Без меди надежность и характеристики всяких компактных электродвигателей сразу рухнет куда-то в пропасть. В общем - привет роботизации, без меди роботы не живут.

В высокочастотной технике алюминий тоже часто не является сколько-нибудь адекватной заменой меди.

[loky1109]

Та же медь в большинстве случаев замещается алюминием и т.д.

Очень не везде. Медь пластичнее и проволока из куда менее подвержена усталостному износу. Плюс обмотки из меди заметно компактнее. Для многих областей это довольно критично - во многих случаях различные шнуры подключения, компактные электродвигатели и т.д. Без меди надежность и характеристики всяких компактных электродвигателей сразу рухнет куда-то в пропасть. В общем - привет роботизации, без меди роботы не живут.

В высокочастотной технике алюминий тоже часто не является сколько-нибудь адекватной заменой меди.

Золото? Не то чтобы это решало проблему с редкостью...

[AlexAV]

Золото? Не то чтобы это решало проблему с редкостью...

Золото - это хорошо. Но едва ли оно может быть доступно в большей степени, чем медь. Кларк золота в земной коре на несколько порядков меньше, чем у меди.

[loky1109]

Золото - это хорошо. Но едва ли оно может быть доступно в большей степени, чем медь.

Ну, золото И медь всяко более доступны, чем только медь, но вообще я и не предлагаю его полностью всерьёз.