给大家介绍一下能源矿产的用途

作者&投稿:郸骅 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
矿产资源的用途~

矿产资源是重要的自然资源,它经过几千甚至几亿年的变化才形成,它是社会生产发展的重要物质基础,现代社会人们的生产和生活都离不开矿产资源。矿产资源属于非可再生资源,其储量是有限的。目前世界已知的矿产有160多种,其中80多种应用较广泛。按其特点和用途,通常分为金属矿产、非金属矿产和能源矿产三大类。

矿产资源指经过地质成矿作用而形成的,天然赋存于地壳内部或地表埋藏于地下或出露于地表,呈固态、液态或气态的,并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。矿产资源属于非可再生资源,其储量是有限的。目前世界已知的矿产有160多种,其中80多种应用较广泛。按其特点和用途,通常分为石油、煤炭、金属和非金属四类。具有经济价值或潜在经济价值的富集物。
自然界是一个非常奇妙的世界。它为人类提供了丰富资源,供人类生存使用。但它也为人类带来了不了的因素。有些矿物资源石有害的。自然界的矿物资源可以分为四类。
1、矿物无毒甚至必需元素
矿物无毒甚至是必需元素,但是在一些特殊条件下能够给人带来致命伤害,包括:钾石盐、金刚石、石棉、石英。
2、矿物本身具有强烈毒性
矿物本身具有强烈毒性,包括:红铊矿、毒重石、胆矾、毒砂、雌黄、雄黄、砷华、砷化氢、辰砂、方铅矿、光卤石等。
3、含有毒元素但本身无毒
矿物,含有有毒元素但本身一般无毒,主要是在冶炼和使用中可能会造成伤害,包括闪锌矿、绿柱石、铬铁矿、重晶石、萤石、自然金。
4、矿物为放射性矿物


太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。

利用太阳能的方法主要有:

使用太阳电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能

使用太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水

利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电

利用太阳能进行海水淡化

现在,太阳能的利用还不很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

目前,全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特(Buerstadt),面积为四万平方米,每年的发电量为450万千瓦。

日本为了达成京都议定书的二氧化碳减量要求,全日本都普设太阳能光电板,位于日本中部的长野县饭田市,居民在屋顶设置太阳能光电板的比率甚至达2%,堪称日本第一。

太阳能可分为2种:

1.太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2.太阳热能

现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

核能

首先要认识核能。

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放:

核裂变,打开原子核的结合力。

核聚变,原子的粒子熔合在一起。

核衰变,自然的慢得多的裂变形式。

核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制肆0零零5叁柒6零伍核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。 lvbei01

目前主要的几种可控核聚变方式:

超声波核聚变

激光约束(惯性约束)核聚变

磁约束核聚变(托卡马克)

核聚变

比原子弹威力更大的核武器—氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才 能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变在人们的控制下进行,这就是受控核聚变。实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应。可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等。可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务。核能发电

nuclear electric power generation

核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。

利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年,苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站,装机容量1279兆瓦(电)。由于核浓缩技术的发展,到1966年,核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦(电)以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦(电)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能发电的进展更快。到1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套,总容量为3.275亿千瓦,其发电量占全世界总发电量的约16%。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.

中国大陆的核电起步较晚,80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。

核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题:①为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。

利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂。

第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。

目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场,把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功,但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平,要建立托卡马克型核聚变装置,需要几千亿美元。

另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压(反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束),就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样,小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度(大概需要几十亿度)时,小球内气体便发生爆炸,并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒(1皮等于1万亿分之一)。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。

原理上虽然就这么简单,但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率,离需要的还差几十倍、甚至几百倍,加上其他种种技术上的问题,使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。

新疆能源矿产资源现状、优势、潜力及其配置和供需平衡研究
答:能源矿产(主要指石油、天然气、煤,下同)是新疆最主要的矿产资源,在全国和自治区国民经济中都占据着极为重要的地位。截至2005 年底,已发现的能源矿产有8 种:石油、天然气、煤、油页岩、天然沥青、铀、泥炭、煤层气。其中上表并开发利用的有6种:石油、天然气、煤、油页岩、天然沥青、铀。泥炭,煤层气在新疆虽有...

矿产资源有那些?我们的生活中有什么作用?
答:矿产资源是重要的自然资源,是社会生产发展的重要物质基础,现代社会人们的生产和生活都离不开矿产资源。矿产资源属于非可再生资源,其储量是有限的。目前世界已知的矿产有160多种,其中80多种应用较广泛。按其特点和用途,通常分为金属矿产、非金属矿产和能源矿产三大类。能源矿产:煤、石油、天 然气、铀...

石油的用途是什么?
答:\x0d\x0a\x0d\x0a石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料。\x0d\x0a\x0d\x0a石油的起源\x0d\x0a最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的...

矿产在人类社会中的地位和作用
答:一、矿产资源的开发和利用促进了人类和人类社会的产生和发展 矿产作为一种自然物质资源,它在人类社会中有相当重要的作用。 第一,石器的产生和利用标志着人类文明的形成。人类的祖先古猿,由于生活方式的影响和劳动的结果,逐步改变了自己的身体结构并开始直立行走。这些善于直立行走的古猿,手逐步得到了解放,并开始用手拾...

自然界可再生和不可再生的能源和用途
答:人类开发利用后,在相当长的时间内,不可能再生的自然资源叫不可再生资源。主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等。这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成...

矿产资源有哪些?有什么用处
答:并具有开发利用价值的矿物或有用元素的含量达到具有工业利用价值的集合体。矿产资源是重要的自然资源,是社会生产发展的重要物质基础,现代社会人们的生产和生活都离不开矿产资源。矿产资源属于非可再生资源,其储量是有限的。按其特点和用途,通常分为金属矿产、非金属矿产和能源矿产三大类。

矿产按用途来分可分为什么矿产和什么矿产
答:矿产按用途来分可分为:能源矿产;金属矿产。矿产,泛指一切埋藏在地下(或分布于地表的、或岩石风化的、或岩石沉积的)可供人类利用的天然矿物或岩石资源。矿产可分为金属、非金属、可燃有机等类别,是不可再生资源。多为分散的粒状,或不规则的树枝状集合体。金黄色,随其成分中含银量的增高则渐变...

太阳如何生产矿物?
答:为什么说煤、石油等矿物质燃料根本能量来源是太阳能 煤是古代植物被埋入地下,经过漫长的时间变化形成的;石油主要是古代动物被埋入地下,经过漫长的时间变化形成的.动物又是以植物为食物的,其维持生命的能量来自植物.植物的能量来自太阳,即植物吸收太阳能进行光合作用制造有机质,积累能量.这些能量后来转化为煤...

什么是矿产
答:下面详细介绍矿产的几个要点:1. 矿产的自然形成:矿产是自然界经过漫长的地质年代形成的。在地球的形成过程中,由于各种地质作用,如岩浆活动、沉积作用等,使得某些元素在特定条件下富集形成矿物。这些矿物经过长时间的埋藏,被人类发现并开发利用,就形成了矿产。2. 矿产的开发利用价值:矿产具有丰富的...

在能源矿产勘查中的应用
答:航空放射性测量资料与遥感、地球物理的复合,有效地对铀、钍等放射性矿产进行预测。辽宁连山关岩体是我国一个重要产铀地区。该区U、Th、K航放资料经过插值、数据压缩(或拉伸)、灰阶转换而形成彩色影像图。经过这样处理的能谱图,以二维影像特征来显示各种地质体的(U、Th等)放射性强度大小。图1-17是对航...