6.2. Неметаллическое сырье

Если металлы представляют практический интерес преимущественно в элементном состоянии, то неметаллы – сера, фосфор, азот, кислород, хлор и др. ценны в образуемых ими соединениях. Несмотря на возрастающий спрос на различные химические продукты, огромные запасы неметаллического сырья вполне достаточны для обеспечения химической промышленности в течение относительно длительного периода. Кроме элементной серы и серной руды – пирита (FeS₂), широко применяемого для производства серы, многие содержащие серу минералы встречаются в больших количествах и во многих местах земной поверхности. К рентабельной можно отнести добычу и переработку гипса (СаSО₄ • 2Н₂О), ангидрита (СаSО₄) и кизерита (МgSО₄ • Н₂О). В перспективе баланс серы будет сохранен в результате переработки отходящих газов сернистых производств, количество серы в которых существенно превышает потребности промышленности.

Доступные для разработки современными средствами фосфорные месторождения содержат около 60 млрд т фосфорного сырья P₂O₅. Около 2/3 промышленной фосфорной продукции приходится на страны бывшего СССР и США.

Один из важнейших видов неметаллического сырья – азот. Он входит в состав белков, широко применяется для производства удобрений и других промышленных продуктов. Хотя в земной коре доля азота сравнительно мала (около 0,03%) и его расходы относительно велики, проблема истощения вряд ли возникнет, поскольку окружающая нас атмосфера содержит около 78% азота.

Не менее важным химическим сырьем является кислород. Многие химические реакции – процессы окисления – протекают при прямом или косвенном участии этого элемента. Кислород – самый распространенный элемент. Его доля в земной коре составляет приблизительно 47%. Однако значительная часть кислорода связана в виде различного рода оксидов, в том числе и продуктов сгорания. Атмосферный кислород составляет лишь около 0,013% общего количества, или 1180 блн т. Этого достаточно для полного вращения в оксид углерода органической массы углерода, которая примерно в 1650 раз превосходит ныне существующую. Запасы кислорода полно обновляются благодаря процессам жизнедеятельности растений. Например, 1 га леса поставляет около 60 т кислорода в год. Кислород пополняется и при ультрафиолетовом расщеплении паров воды в атмосфере.

С увеличением объема производства соляной кислоты и винилхлорида потребность в следующем неметаллическом сырье – хлоре – постоянно возрастает. Запасы хлорного сырья вполне достаточны. Огромное количество хлора имеется в соляных залежах и в морской воде, 1 т которой содержит 30 кг соли.

Все большее практическое значение для развития общества приобретают искусственные строительные материалы: гипс, цемент, бетон и др. Необходимое для таких материалов сырье – песок, гравий, щебень, глина, галька, известняк, доломит –- имеется в сравнительно больших количествах повсеместно. Проблема заключается не в количестве сырья, а в его территориальном расположении. Например, в недавнем прошлом в бывшей ГДР около 15000 вагонов со строительным гравием отправлялись ежегодно из южных в северные районы, где расположен основной потребитель строительных материалов; при этом транспортные расходы влекли за собой существенное повышение цены материалов. С учетом распределения природных ресурсов и потребления некоторых материалов можно утверждать: чаще всего применяются те материалы, запасы которых ограничены. Распространенность химических элементов в земной коре и сравнительно большое содержание в ней кремния (около 27,5%) подсказывают, что основным строительным материалом будущего станут силикаты.

Для производства большинства химических продуктов требуется вода. Она служит растворителем, теплоносителем и исходным сырьем для получения кислорода и водорода. Химическая промышленность при 25%-ом общем потреблении воды промышленными предприятиями занимает второе место после энергетики.

Каковы же водные ресурсы нашей планеты? Океаны, моря, реки, озера и лед покрывают около 75% поверхности Земли. Если все количество воды, по некоторым оценкам составляющее 1386 млн м³, равномерно распределить по поверхности земного шара, то толщина слоя воды окажется равной примерно 2700 м. На долю пресной воды в такой водяной массе приходится всего 2,5%. Расходуется лишь небольшая часть пресной воды, совершающей непрерывный круговорот в природе. В то же время водные ресурсы неравномерно распределены, и часть их находится в непригодном для непосредственного потребления состоянии из-за большого содержания минеральных солей (что определяется природными условиями) и высокой степени загрязнения. Поэтому водоснабжение населения сопряжено с проблемами транспортировки, очистки и сохранения чистоты природных вод.