Planetární průmyslové zdrojeCORE032 JARO 2025
datum téma Přednášející
1. 18.2.2025 Konvenční a nekonvenční surovinové zdroje/zásoby pro udržitelný rozvoj lidské civilizace Jan Cempírek
2. 25.2.2025 Geozdroje a jejich postavení ve struktuře zdrojů, příklady těžby a využití geozdrojů ve světě i u nás,
geologický aspekt zdrojů nerostných surovin
Petr Gadas
3. 4.3.2025 Dobývání nerostných surovin v sociálním a ekonomickém kontextu, střety zájmů Dan Štěpánský
4. 11.3.2025 Dobývání nerostných surovin jako mezinárodní projekt Dan Štěpánský
5. 18.3.2025 Historie využívání geozdrojů s přihlédnutím k regionu střední Evropy od pravěku do raného středověku Petr Gadas
6. 25.3.2025 Kritické a hi-tech strategické suroviny a jejich význam nejen pro digitální ekonomiku Jan Cempírek
7. 1.4.2025 Energetické zdroje – fosilní paliva Dan Štěpánský
8. 8.4.2025 Energetické zdroje – uran Jaromír Leichmann
9. 15.4.2025 Zdroje k získávání průmyslových kovů Jan Cempírek
10. 22.4.2025 Suroviny a jejich zdroje pro stavebnictví Jaromír Leichmann
11. 29.4.2025 Zdroje surovin pro chemický průmysl a hnojiva (tradiční, netradiční a udržitelné zdroje) a jejich vliv na
moderní zemědělství
Jan Cempírek
12. 6.5.2025 Rizika pro geosféry planety (litosféra, hydrosféra, atmosféra) související s využíváním zdrojů a jejich řešení Jaromír Leichmann
13. Dle dohody a zájmu nepovinná půldenní exkurze do okolí Nedvědice – těžba a využití různých nerostných surovin (rudy železa,
mlecí kameny, keramické suroviny, dekorační a stavební kámen, ozdobný kámen).
Petr Gadas
Planetární průmyslové zdroje
CORE032 JARO 2025
Terénní exkurze?
Možnost absolvování pěší terénní exkurze
- cca 6 hodin (9-15 hod.)
- cca 7 km krásnou přírodou
- 8 zajímavých zastávek s výkladem
- doklady těžby různých typů surovin a jejich využívání od
středověku do současnosti (stavební kámen, dekorační
kámen, ozdobný kámen, železná ruda, mlecí kameny,
keramická surovina).
Termín?
Planetární průmyslové zdroje
CORE032 JARO 2025
Kolokvium
1) Test s použitím termínů z témat prezentací, zaměřený na jejich pochopení a
hlavní souvislosti formou odpovědníků v ISu – otevřen bude vždy na začátku
prezentace po dobu přednášky (2 vyučovací hodiny).
2) Úspěšné absolvování – na konci semestru minimálně 60% správných odpovědí
3) Při výsledku do 60% správných odpovědí na konci semestru absolvuje
student/studentka souhrnný test s otázkami ze všech prezentací. Úspěšné
absolvování – minimálně 60% úspěšnost.
Planetární průmyslové zdroje
CORE032 JARO 2025 25.2.2025
definice, základní pojmy
kategorie zdrojů
Doklady (NEJ) zásahů člověka do zemské kůry – příklady
Geologická prostředí – základní klasifikace na globální úrovni + příklady
Příklady těžby a využití zdrojů nerostných surovin v závislosti na genezi a typu v rámci ČR
- Horniny
- Minerály
Planetární průmyslové zdroje
Zdroj je něco, co lze použít k vytváření zisků nebo výhod. Zdroje jsou často přírodními zdroji bohatství
nebo faktory, okolnostmi, rysy ke zlepšení kvality života. jsou využívány pro blaho lidí a také pro
ekonomický a politický rozvoj. Koncept zdrojů byl aplikován v různých formách, jako je ekonomika,
obchod, životní prostředí a lidská společnost.
Pokud hledáme definici můžeme najít i tuto:
https://www.safeopedia.com/definition/2945/resource
Přírodní zdroje jsou materiály a
komponenty (něco, co lze použít),
které se nacházejí v přírodním
prostředí. Každý člověkem vyrobený
produkt se skládá z přírodních
zdrojů (na své základní úrovni).
Planetární průmyslové zdroje
Přírodní zdroj může existovat jako samostatná entita (např. sladká voda, vzduch, jakýkoli živý
organismus) nebo může být přeměněn extrakčním způsobem do ekonomicky užitečné formy,
která musí být zpracována, aby se získal zdroj, jako jsou např. kovy, prvky vzácných zemin,
ropné produkty, dřevo a většina forem energie. Některé zdroje jsou obnovitelné, což
znamená, že je lze určitou rychlostí využívat a přírodní procesy je obnoví. Naproti tomu
mnoho těžebních průmyslů se silně spoléhá na neobnovitelné zdroje, které lze vytěžit pouze
jednou.
Zdroje mají tři společné rysy:
- Užitečnost: Zdroje se používají k uspokojení spotřebitele.
- Omezená dostupnost: Zdroje nejsou vzhledem k poptávce neomezeně dostupné.
- Potenciál vyčerpání: Kapacita zdrojů se postupně snižuje v závislosti na jejich využívání.
Planetární průmyslové zdroje
CORE032 JARO 2025
Zdroj Součásti zdroje Využitelné komponenty
1Blízký vesmír Slunce, planety, planetky, meteoroidy, meteority, komety, atd., jejich dráhy a energie
(gravitační pole, různé druhy záření)
Sluneční záření, tepelná energie
2Zemská atmosféra Troposféra, stratosféra, mesosféra, thermosféra, exosféra Plyny zemské atmosféry
3Hydrosféra půda, oceány, rezervoáry sladké vody (jezera, řeky, ledovce), atmosféra voda, geotermální a hydrotermální energie, energie
vodních elektráren
4Enviromentální zdroje Klima (s faktory teploty, humidity, světelných podmínek, nadmořské výšky, fertility atd.) Podmínky vhodné pro existenci a reprodukci různých
forem života
5Zemská kůra Horniny (vyvřelé, metamorfované a sedimentární) a minerály, voda, organické sloučeniny
(pevné, kapalné a plynné) a plyny
Neobnovitelné zdroje nerostných, kapalných,
plynných průmyslových a energetických surovin
6Biosféra Živé organismy a jejich ekosystémy včetně lidí Obnovitelné nebo částečně obnovitelné potravinové
zdroje, zdroje průmyslových surovin
7Noosféra Informace a způsoby jejich přenosu, civilizační a historické zkušenosti, vědecké poznání,
estetické a morální hodnoty, kolektivní inteligence
Intelektuální potenciál lidstva a jeho vývoj
Zdroje jsou kategorizovány mnoha způsoby v závislosti na původu, pozici, zda jsou biotické nebo
abiotické, obnovitelné nebo neobnovitelné a potenciální nebo využitelné zdroje.
Planetární průmyslové zdroje
Zemská kůra je ve srovnání s ostatními geo-sférami
planety Země velmi tenká.
Zemská kůra je svou skladbou a charakterem velmi různorodá,
což je odrazem procesů a podmínek při jejím vzniku.
Kde se nachází?
Planetární průmyslové zdroje
Příklady hlubinné a povrchové
těžby ve světě s velkým
rozsahem (objem, hloubka)
Planetární průmyslové zdroje
Nejhlubší vrt na Zemi (SG-3) na poloostrově Kola, v roce
1989 dosáhl hloubky 12,26 km.
Nejdelším vrtem na Zemi je s 12,376 km vrt Z-44 Chayvo v Kataru, který však dosahuje hloubky
max. 2,7 km (rok 2012).
Dalším velmi hlubokým vrtem je vrt KTB (Německo) s
dosaženou hloubkou 9,1 km (1994).
Planetární průmyslové zdroje
Nejhlubším a největším povrchovým dolem na světě je důl
Bingham Copper Mine v Utahu (USA) s hloubkou téměř 1 km
a šířkou asi 4 km.
2. největším povrchovým dolem je důl Mirnyj (Rusko, těžba
diamantů) s hloubkou as 520 m a průměrem 1,2 km.
Planetární průmyslové zdroje
Nejhlubším hlubinným dolem na světě je důl Mponeng v JAR
s hloubkou téměř 4 km s produkcí kolem 8-12 tun zlata
ročně a odhadovanými zásobami asi 1300 tun.
Nejhlubším uhelným
hlubinným dolem je důl
Šaktěrskaja (Donbas,
Ukrajina) s hloubkou 1,54
km.
Zlato je rozptýleno
ve slepencích
archaického stáří
Jen o málo méně (1,45 km) hlubší je bývalý Důl Jindřich II v
Rosicko-oslavanském revíru, kde se těžilo uhlí do roku 1991.
Planetární průmyslové zdroje
Geotektonická prostředí
vzniku hornin (minerálů, fluid,
plynů…)
Planetární průmyslové zdroje
6 velkých kontinentálních
a 1 velká oceánská deska
2 menší kontinentální a
6 desek s oceánským
typem kůry
Planetární průmyslové zdroje
Planetární průmyslové zdroje
Vektory pohybu
litosférických desek na
základě podkladů z GPS
stanic
Planetární průmyslové zdroje
Planetární průmyslové zdroje
Divergentní –
pohyb
desek od sebe
Konvergentní –
pohyb
desek proti sobě
Transformní – pohyb
desek podél sebe
Planetární průmyslové zdroje
Divergentní – pohyb desek od sebe – divergence v oceánské kůře
Středoatlantský hřbet, vznik v křídě,
délka asi 16 000 km,
Průměrná rychlost
pohyb desek
je asi 2,5 cm/rok
Planetární průmyslové zdroje
Divergentní – pohyb desek od sebe – divergence v kontinentální kůře
Východoafrický rift, vznik asi před 24 mil.
lety, rychlost rozpínání asi 1-5 mm/rok
délka
Planetární průmyslové zdroje
Konvergentní – pohyb desek proti sobě – kolize oceánská deska x oceánská deska
Podsouvání oceánské desky pod oceánskou
desku - vznik vulkanických ostrovních
oblouků, příkladem je oblouk Aleutských
ostrovů
Planetární průmyslové zdroje
Konvergentní – pohyb desek proti sobě
– kolize oceánská kůra x kontinentální kůra
Podsouvání
oceánské desky pod
kontinentální kůru vznik
vulkanických
hřbetů na
kontinentech
Planetární průmyslové zdroje
Konvergentní – pohyb desek proti
sobě - kolize kontinent - kontinent
Typickým příkladem
kolize indické desky s
eurasijskou
- vznik zhruba
současný s alpskokarpatským
horstvem
Evropa prošla
komplikovaným
geologickým
vývojem a je
výsledkem 3
hlavních
orogenních fází
(Kaledonská 500-
400 Ma, Hercynská
380-300 Ma a
Alpinská 145-65
Ma)
Planetární průmyslové zdroje Podle způspbu vzniku rozlišujeme horniny
- Magmatické (vyvřelé)
- Metamorfované (přeměněné)
- Sedimentární (usazené)
Planetární průmyslové zdroje
V průběhu geologického vývoje dochází k neustálé recyklaci v rámci zemské kůry a svrchního pláště
Planetární průmyslové zdroje
Pro různá geotektonická prostředí jsou charakteristické různé typy ložisek např. rudních surovin
Planetární průmyslové zdroje
Příklady těžby různých hornin
a jejich využití v ČR
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?
Hornina – pevná látka složená z jednoho nebo více minerálů
Lom Kotouč u Štramberka
Jurský vápenec s fosiliemi
Složení – minerál kalcit
Planetární průmyslové zdroje
Vápencový lom Kotouč byl otevřen roku 1881 firmou bratří Guttmannů z Vídně, kteří k němu postavili také železniční dráhu
Štramberk – Studénka. Brzy po založení se stal největším vápencovým lomem v celém Rakousku-Uhersku. Vápenec byl využíván
k výrobě vápna a cementu, v současnosti především k výrobě kameniva a vápna pro odsiřování v elektrárnách a hutní průmysl.
Pálení vápence probíhá při teplotě 900 - 1100°C
CaCO3 -> CaO + CO2
Hašení vápna:
CaO + H2O -> Ca(OH)2
Odsířování:
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O
SO2 +Ca(OH)2 + 1/2 O2 → CaSO4 + H2O
SO3 + Ca(OH)2 → CaSO4 + H2O
Tvrdnutí vápna: Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
Pro odsiřování železa se v praxi používají převážně sloučeny vápníku jako karbid vápníku (CaC2) a oxid vápenatý (CaO –
pálené vápno). Vápník reaguje se sulfidem železnatým (FeS), čímž se síra váže na vápník a vzniká sulfid vápenatý (CaS),
který přechází do strusky. Tato struska je potom stažena. Z ekologického hlediska je tato struska problematická, neboť
sulfid vápenatý je rozpustný ve vodě a mohl by znečistit vodní zdroje. Z tohoto důvodu musí být tato struska
deponována na vodotěsných skládkách.
Planetární průmyslové zdroje
Hornina – pevná látka složená z jednoho nebo více minerálů
Lomy na Mrákotínsku – těžba žuly
Žula tzv. centrálního moldanubického plutonu
Složení – minerály: křemen, živce a biotit
Připravený monolit z mrákotínské žuly v roce 1925 (20 m a 120 tun) – pochází z lomu Šedova skála u Mrákotína
Přeprava po kolejích
Pomník legionářům v Telči,
zhotovený z části prvního
mrákotínského monolitu
Obelisk na pražském hradě odhalen roku 1926
Přeprava po kolejích Obelisk na pražském hradě odhalen roku 1926
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?Hornina – pevná látka složená z jednoho nebo více minerálů
Lom v Horních Borech – těžba rul a granulitů (metamorfované horniny) Granulit – světlá varieta
Složení – křemen, živce, biotit,
pyroxen, amfibol, kyanit, pyrop atd.
Planetární průmyslové zdroje
Hornina – pevná látka složená z jednoho nebo více minerálů
Žíly pegmatitů – zdroj krystalů křemene, turmalínu aj.
Černý turmalín
Apatit na živci
Planetární průmyslové zdroje
Minerály
Planetární průmyslové zdroje
Minerál – pevná látka vyskytující se v přírodě, definovatelná chem. vzorcem
a mající pravidelnou strukturu na úrovni atomů (krystalová mřížka).
Si4+
O2Křemenné
sklo –
ideálně 100% SiO2
křemen
Planetární průmyslové zdroje
Minerály – dnes známo asi 4500 druhů, každým rokem objeveno a popsáno
několik desítek nových druhů.
Rossmanit, Rožná
◻(LiAl2)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3(OH)
Lucchesiit, Mirošov
CaFe2+
3 Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3O
Sekaninait, Dolní Bory
(Fe,Mg)2Al3(AlSi5O18)
Planetární průmyslové zdroje
Příklady těžby různých
minerálů a jejich využití v ČR
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?
Těžba sádrovce v Kobeřicích u Opavy Současné ložisko má plochu zhruba 140
ha a aktuálně těžený povrch tvoří cca 60 ha.
Přírodním sádrovcem se rozumí
hydratovaný síran vápenatý
CaSO4.2H2O.
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?
Hlavními produkty těžby a zpracování sádrovce je sádra a sádrovec
coby přídatná surovina při výrobě cementu.
Stavební sádra šedá
- pro výrobu sádrových zejména příčkových dílců
- pro výrobu suchých omítkových a maltových směsí
- pro budování uzávěrů v kamenouhelných dolech
- jako stavební pojivo pro práce zednické a instalatérské
- jako přísada do půdního substrátu pro pěstování žampiónů
- jako přísada do sklářského kmene
Výroba sádry probíhá dle reakce: 2 CaSO4 · 2H2O → 2 CaSO4 · ½ H2O + 3 H2O za
teplot 130–150 °C.
Sádra bílá – modelářská
- jako stavební pojivo pro práce zednické, stavební, topenářské
- pro dočasné fixace kabelů, zásuvek, hmoždinek, topení
- k úpravě drobných nerovností stěn
- univerzální pojivo pro modelářské práce
- pro lití dekorativní keramiky
- jako přísada pro zpracování řepných řízků
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?
Hlavními produkty těžby a zpracování sádrovce je sádra a sádrovec
coby přídatná surovina při výrobě cementu.
Při výrobě cementu se přidává do směsi sádrovec s obsahem přírodního jílu, drcený na zrnitost 0-60 mm
Do směsi drceného vápence, jílu, vody se může přidávat mj. i sádrovec,
případně i sádra nebo anhydrit a další složky, což ovlivní následné
vlastnosti cementu. Sádrovec funguje jako regulátor tuhnutí.
Planetární průmyslové zdroje
Důl Rožná, těžba
uranu (1957-
2017), hloubka
1200 m, vytěženo
17 mil.tun rudy.
Celkem bylo vytěženo
v ČR asi 100 tisíc tun
uranu, z toho 1/5 v
Rožné .
Uraninit UO2 Coffinit U[SiO4,(OH)4]
Planetární průmyslové zdroje
Celkem bylo vytěženo asi 100 tisíc tun
uranu .
Planetární průmyslové zdroje
Finálním prodejným produktem z těžby a úpravy je uranový
koncentrát (žlutý koláč) ve formě diuranátu amonného
Pro využití v jaderných
reaktorech je nutné zvýšit podíl
235U z původních 0,714 % na asi
3-5 %, na základě odlišných
fyzikálních vlastností k tomu
dochází v centrifugách, z
obohaceného uranu jsou
vyrobeny peletky UO2.
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?Ložiska zlata v ČR
Ryzí zlato je nejběžnější formou zlata v přírodě.
Zlato v křemenné žílovině, Jílové u Prahy, cca 6x4 cm
Planetární průmyslové zdroje Co je materiálem, který je lidstvem
vyhledáván, studován, dobýván a
zpracováván v rámci geozdrojů?
Cín na krušnohorsku získáván
pravděpodobně již ve starověku
(výroba bronzi), doložena je těžba
ve středověku i novověku, např. v
letech 1750-1850 bylo na
krušnohorsku vytěženo asi 2000
tun cínu. Současné zásoby
odhadovány na 160 tisíc tun.
Kasiterit – hlavní ruda cínu – SnO2