矿产能源与日常生活课件

1、第 11 章 礦產、能源與日常生活 11-1礦產資源 11-2 綠色能源11-3 礦產與能源的探勘產於北投溪 地熱谷溫泉區下游的北投石（其主要成分為BaSO4 和 PbSO4），是唯一以臺灣地名來命名的礦物 礦床的定義地殼中，除了氧、矽、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉和鉀含量超過 1 外，其餘的元素都很稀有（含量小於 1 ） ，若經過地質作用後，可使少量元素富集達到開採價值時，就會形成礦床。礦產用途：刀 具早期人類利用獸骨和黑曜岩來製造。礦產用途：石油礦床的分類依地質作用種類區分 火成礦床（岩漿作用）沉積礦床（風化、侵蝕、搬運及沉積作用）變質礦床（變質作用）依據組成成分金屬礦產非金屬礦產金屬礦產指含有金屬

2、元素且可以供應工業來提煉，或可以直接利用的岩石與礦物。 金屬元素種類礦物名稱礦物中含金屬比例(%)化學成分金自然金50100Au ( 常和Ag形成合金 )銀自然銀100Ag輝銀礦87.1Ag2S銅自然銅100Cu輝銅礦79.8Cu2S硫砷銅礦48.3Cu2AsS4黃銅礦34.6CuFeS2鐵磁鐵礦72.4Fe2O3 FeO赤鐵礦70Fe2O3錫錫石78.6SnO2鉛方鉛礦86.6PbS鋅閃鋅礦67ZnS鋅鐵尖晶石約12(Fe, Mn, Zn)O(Fe, Mn)2O3黃 金 極佳的導熱性、導電性和延展性。常用於裝飾及珠寶首 飾。在工業上也有廣泛用 途。近年來，在電子 業等尖端科技領域的 用量更是

3、與日俱增。右圖為產於金瓜石的 自然金。 鐵 鐵工業所需的基本原料，也是利用最廣泛的金屬。日常生活中可見到各式的鐵器產品。右圖為產於波利比亞的磁鐵礦。銅 具有良好的導熱性、導電性和延展性，易於鑄造，可用於電線、建築裝潢、飾品等工業。 下圖為產於加拿大的黃銅礦。鈾 具有放射性，而被作為核能發電的原料。 右圖為產於薩伊的銅鈾雲母。非金屬礦產非金屬礦產的蘊藏量遠比金屬礦產多。大多數的非金屬礦產是利用其性質和特性。如：石棉 、滑石等。少部分的非金屬礦產則是直接提煉某種非金屬元素以利工業使用 。煤、石油和天然氣都是生物遺骸轉變形成，因此稱為化石燃料，在分類上屬於非金屬礦產。 石 棉 石棉的耐火性質，可製成

4、防火衣 。下圖為產於花蓮縣 玉里鄉的石棉。滑 石 有良好的潤滑性，可製造爽身粉 。下圖為花蓮縣 豐田的滑石。石灰岩右圖為產於中國的海百合化石，其岩質為石灰岩，主要組成成分為碳酸鈣。碳酸鈣的膠結能力，可作為水泥的原料 。磷灰石下圖為產於摩洛哥的磷灰石。從磷灰石可提煉非金屬元素：磷。硫 黃下圖為臺北市 北投區 大磺嘴的硫黃產狀。從硫黃中可提煉非金屬元素：硫。煤組成成分以碳為主， 是植物死亡後被埋在 地下，因溫度及壓力 的增高，發生分解、 碳化及壓實等作用而 形成。臺北市 北投區 貴子坑公園山壁旁的黑色煤層厚度太薄且品質不佳，未進行開採。綠色能源化石燃料即將消耗殆盡，使得開發生生不息且潔淨的再生能源

5、的重要性日益彰顯。目前積極開發之綠色能源：太陽能風能水力能海洋能地熱能生質能太陽能優點：太陽能的供應可源源不斷，且生產過程不會造成環境汙染 。缺點：太陽能轉變成可用的能源，在技術上有相當的難度，且受天候影響甚巨 。太陽能的應用主要是將光的輻射能量轉換成電能（光電轉換）或熱能（光熱轉換）。 光電轉換 使用太陽能集光板，把太陽輻射能轉換為電能。可運用於熱水器、一般用電等。 光熱轉換 太陽光照射於一連串含有液態鈉的黑色管子，以收集輻射能，使流經管內的液體加熱至約400 ，再利用此高熱液體對水加熱，以產生水蒸氣來驅動發電機。 太陽能發電廠（美國 加洲） 風 能優點：利用簡單、無汙染、可再生 。缺點：風

6、力不穩定、時空分布不均、供電能力極不穩定 。臺灣每年約有半年期的東北季風，沿海、高山及離島許多地區之年平均風速為每秒 4 公尺以上，風能潛力相當優越。位於臺北縣 石門鄉的風力發電機組 水 力 能優點：提供廉價電力，控制洪水氾濫、改善河道航運、提供灌溉用水，此外相關工程有時還可帶動地區性的發展 。缺點：生態環境的改變、地質結構的破壞、氣候的影響和人文地理景觀的消失 。原理：利用水流從高處瀉下產生的重力位能，進而帶動水壩內部的渦輪發電機來產生電力。水壩及發電利用示意圖海 洋 能發電方式：潮汐能：運用潮差現象產生的位能，轉換為動力。 波浪能：將波浪的動能轉換為電能 。溫差能鹽差能：利用河口海域鹹、淡

7、水間鹽度的明顯差異，把化學能轉化為電能。 優點：對環境無害或危害極小，且臺灣四面環海。缺點：有成本過高、能源轉換率相對偏低、技術有待突破等隱憂且可能影響生態。 潮汐發電漲、退潮時，海水都可通過渦輪機發電。溫差發電引入表層暖海水將低沸點液態氨汽化，產生高壓蒸汽以推動渦輪機而發電，之後，抽取深海的冷海水冷卻，蒸汽又變成液體，依此反覆進行發電 。地熱能冰島居民將地熱能廣泛應用於家庭暖氣及工業能源上。 臺灣高山林立且位處板塊邊界，地底熱源相當豐富，全島共有百餘處的溫泉地熱徵兆，具備相當豐富的地熱潛能。 宜蘭縣 清水地熱發電廠全國第一座地熱發電試驗廠。民國 70年，臺灣電力公司設置，因發電效益偏低，乃於

8、民國82年停止運轉。 臺北市 小油坑常呈現煙霧瀰漫的情景，顯示其地熱資源豐富。如能克服強酸性所造成的腐蝕問題，則其願景宏大。 生 質 能 生質能係利用生質物經自然或人為化學反應後，再萃取其能量應用，是目前運用廣泛的綠色能源，約占全球綠色能源的70 80 。根據國際能源總署統計，生質能的使用僅次於煤、石油及天然氣。生質物是指由生物產生的有機物質，如木材與林業廢棄物（碎木塊、木屑等）、畜牧業廢棄物（牛、馬、羊屍體及排洩物等）、農作物與農業廢棄物（稻殼、蔗渣等）、工廠廢棄物（廢塑膠、橡膠、有機汙泥等）以及下水道、汙泥處理廠、垃圾掩埋場產生的沼氣等。 生 質 能優點：兼具處理廢棄物與回收能源的雙重效益

9、。缺點：燃燒廢棄物、沼氣及固態衍生燃料等，仍會產生二氧化碳，對環境可能造成的傷害。生質能應用：固態衍生燃料 沼氣發電 生質柴油生質酒精 臺北市 山豬窟掩埋場沼氣發電系統礦產與能源的探勘早期：在地表直接尋找礦床露頭或可能存在的徵兆。例：九份金礦。 現代：利用地球物理探勘法，找尋隱藏於地下之礦源。運用多種方法對同一地區進行探勘，相互比對，可以得到更好的結果。 震波探測法：石油重力探測法：石油磁力探測法：磁性礦物地電探勘法：金屬礦或地下水放射性探勘法： 放射性礦石地電探勘若含有水分或含可導電的金屬礦體時，則能夠導電。 地電測勘儀將電流導入地下，視其有無異常現象，可推知地底情況。 由電流極（如與）將直流電通入地下，電流流經地層會建立地下電位場（U）。此時在地表上，另用一對電位極（如 C與 D）來量測其間的電位差。 放射性探勘 利用蓋格計數器可量測鈾系（如鈣鈾雲母）或釷系（如獨居石）等衰變產生的伽瑪射線。 伽瑪頻譜儀裝置於飛機上施測，進而繪製