В каком регионе добывают медно никелевые руды. Добыча никеля - возможные риски. Есть ли угроза экологии

Мировые ресурсы и запасы никеля

Мировые прогнозные ресурсы никеля в недрах оцениваются в 190-200 млн. т. Кроме того, имеются ресурсы в техногенном сырье, сформировавшиеся в результате столетней деятельности предприятий никелевой промышленности.

Общие запасы никеля в недрах в 49 странах с выявленными месторождениями этого металла (без России) по состоянию на 01.01.1996 г. равнялись 127,9 млн. т, в том числе подтвержденные составляли 64,9 млн. т (50,7% от общих запасов).

Запасы никеля по странам распределены весьма неравномерно. Уникальными общими запасами этого металла, превышающими 20 млн. т, обладают Новая Каледония и Куба; очень крупными запасами (более 10 млн. т) располагают Индонезия и Канада. На долю этих четырех стран приходится больше половины (51,52%) мировых запасов никеля. В недрах еще 18 стран заключены запасы никеля от 1 до 10 млн. т, в сумме составляющие 46,2% мировых общих запасов.

Первое место по подтвержденным запасам никеля занимает Куба, второе - Новая Каледония, далее располагаются Канада и ЮАР. Их общая доля в мировых запасах никеля равна 67,1%. На долю еще семи стран приходится 19,4% мировых подтвержденных запасов. Остальные 26 стран, имеющие запасы, разведанные до промышленных категорий, располагают лишь 13,5% мировых подтвержденных запасов никеля.

Запасы никеля в техногенных ресурсах подсчитаны лишь для отдельных отвалов и хвостохранилищ, но уже имеются примеры разработки месторождений никеля техногенного типа.

Россия занимает ведущее место в мире по запасам никеля. Более 99% разведанных и эксплуатируемых мировых запасов никелевых руд представлены месторождениями двух геолого-промышленных типов: сульфидного медно-никелевого и силикатного железоникелевого (железо-кобалъто-никелевого).

Доли этих двух геолого-промышленных типов месторождений в мировых подтвержденных запасах составляют 33,4 и 65,9% соответственно. На долю месторождений еще четырех типов (арсенидного и сульфо-арсенидного никелево-кобальтового; ильменито-магнетитового никеленосного; колчеданного никеленосного; жильного) приходится лишь около 0,7% мировых запасов никеля. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд выявлены в России, Австралии, Канаде, Китае, ЮАР.

Силикатные никелевые месторождения, выявленные в России, на Кубе, Филиппинах, в Новой Каледонии, Индии, Индонезии и Бразилии, большей частью доступны для открытой разработки. Содержание никеля в них ниже, чем в сульфидных рудах, и обычно составляет 0,2-2%, редко достигает 5%. Обеспеченность разведанными до промышленных категорий запасами никелевых руд при современном уровне добычи в мире составляет 56 лет, а в случае возможного ежегодного роста добычи на 2% - 35 лет.

Добыча никелевых руд в мире осуществляется в 22 странах. Первое место в мире по добыче никелевых руд занимает Россия (в 1997 г. объем добычи составил 21,9% от мировой добычи), далее следуют Канада (18,6%), Австралия (12,1%), Новая Каледония (11,2%) и Индонезия (7,3%). В 1997 г. в перечисленных выше 5 странах было добыто 728,3 тыс. т (71,2% мировой добычи) никеля в рудах.

В России более 70% никеля получают при добыче и переработке медно-никелевых руд, а остальное количество - из окисленных (силикатных) никелевых руд.

Сульфидные медно-никелевые руды добывают и перерабатывают в 2-х регионах: в Красноярском крае и на Кольском полуострове. Предприятия, добывающие и перерабатывающие сульфидные медно-никелевые руды, объединены в концерн РАО «Норильский никель». В его состав входят: Норильский горно-металлургический комбинат (Красноярский край), производственное объединение «Никель» (ПО «Никель») и комбинат «Печенганикель» (Мурманская область).

Окисленные никелевые руды в России добывают и перерабатывают в Уральском регионе на 3-х предприятиях: комбинате «Южуралникель», производственном объединении «Уфалейникель» и Режском никелевом заводе.

В Канаде, в провинции Онтарио, располагается самый крупный в мире центр никелевой промышленности. Здесь действуют 19 рудников компании Inco и 6 рудников компании Falconbridge , добывающие сульфидные руды группы месторождений Садбери. В провинции Манитоба действуют 4 рудника компании Inco , разрабатывающие месторождения сульфидных руд группы Томпсон. Намечается образование еще одного центра никелевой промышленности на полуострове Лабрадор.

В Новой Каледонии основную часть добычи силикатных никелевых руд обеспечивают 2 карьера мощностью более 1 млн. т в год и 3 небольших карьера, принадлежащие французской фирме Societe Metallurgique le Nickel (SLN ).

В Австралии в се 4 действующих рудника, принадлежащие компании Western Mining Corp . и разрабатывающие месторождения сульфидных руд, располагаются в штате Западная Австралия. Среди них крупнейший в мире никелевый рудник Маунт-Кейт производительностью более 3 млн. т руды в год, введенный в строй в 1995 г.

В Индонезии все 3 действующих карьера принадлежат государственной компании Р.Т.Апека Tambang . Два из них - Гебе и Сороако - имеют мощность свыше 1 млн. т руды в год и обеспечивают основной"объем добычи силикатных руд в стране.

Производство рафинированного никеля в мире

Мировое производство рафинированного никеля в 1997 г. составило 1017 тыс. т (на 27,7% больше, чем в 1993 г.). Предприятия по производству рафинированного никеля и других никелевых продуктов (ферроникеля, синтера, штейна, солей и оксидов никеля) в 1997 г. действовали в 22 странах.

Россия занимает первое место в мире по производству никеля. В 1997г. в России было произведено 234,2 тыс. т никеля, что составило 23% мирового производства. К числу крупнейших продуцентов никеля также относятся: Канада (в 1997г. 12,9% мирового производства), Япония (12,6%), Австралия (7,2%) и Норвегия (6,2%). Эти четыре страны и Россия выпустили в 1997г. 630,6 тыс. т никеля, что составило 62% мирового производства.

Значительными продуцентами никеля являются страны: Новая Каледония (4,3% мирового производства), Китай (3,9%), Финляндия (3,8%), Великобритания (3,6%), Куба, ЮАР и Доминиканская Республика (по 3,3%), которые в сумме в 1997г. произвели 260,2 тыс. т никеля (25,5% мирового производства).

Потребление никеля в мире

Мировое потребление никеля в 1997 г. составило 968,9 тыс. т (табл. 10.4). Наиболее крупными потребителями никеля являются Япония (в 1997 г. - 18,3% мирового потребления), США (13,8%), Германия (9,6%), Тайвань (7,7%) и Южная Корея (6,9%). На долю этих 5 стран в 1997 г. приходилось 56,4% мирового потребления никеля.

Природные материалы, в составе которых содержится никель в количествах, позволяющих его извлекать с максимальной экономической выгодой, называются никелевыми рудами. Среди них выделяют два основных типа: сульфидные медно-никелевые и силикатные никелевые.

Никелевая руда образуется, как и другие руды, в результате остывания и кристаллизации магмы, содержащей в своем составе соединения металла.

Месторождения никелевой руды

Морфология рудных тел, геологические условия залегания, минеральный и вещественный состав руд, а также особенности их технологической переработки - в совокупности все это позволяет то или иное месторождение отнести к определенному классу.

В основном, никелевые месторождения подразделяются на:

Медно-никелевые сульфидные. Данный тип месторождений никеля встречается в Канаде (Томпсон и рудный район Сёдбери), Австралии (Камбалда), на территории стран СНГ (Норильское, Талнахское, Октябрьское, Мончегорское, Каула и т.д.);
Никелевые силикатные и кобальт-никелевые силикатные, а также оксидно-силикатные ферро-никелевые. Такие месторождения можно встретить, преимущественно, на Южном Урале, Побужье, а также в Кубе, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии;
Медно-колчеданные;
Жильные сульфидно-арсенидные комплексные.

Последние два типа месторождений относятся ко второстепенным.

Стоит отметить, что железомарганцевые конкреции, располагающиеся на океанском дне, также можно рассматривать в качестве потенциального источника никелевых руд.

Образование руды в медно-никелевых сульфидных месторождениях происходит в несколько этапов. Изначально, существует однородный никеленосный расплав, который при определенных условиях разделяется на силикатный и сульфидный компоненты. Сульфидный расплав отличается своим большим весом, под действием которого происходит его оседание и концентрация в придонных частях интрузивов. Его кристаллизация происходит только после полного завершения силикатного расплава. Никеленосная магма поднимается по глубинным разломам, определяя геологическую позицию рудных районов и полей данного типа месторождений.

Рудные тела крупнейших месторождений отличаются своей пластообразной формой, которая, как правило, совпадает с направлением расслоенности интрузивных массивов. Также встречается жильная форма рудных тел, столбообразная или другая, более сложная, которая определяется разрывными нарушениями.

Отличительными характеристиками данного типа месторождений выступает наличие выдержанного минерального состава руд.

Для месторождений, относящихся ко второму типу, при образовании характерно выветривание серпентенитов, при котором разлагаются минералы, а также осуществляется передвижение некоторых подвижных элементов водными потоками в более низкие участки земной коры, где элементы образуют осадок в виде вторичных минералов.

Данные месторождения славятся большим количеством никелевых залежей, которые втрое больше, чем запасы никеля в сульфидных рудах. К наиболее масштабным месторождениям можно отнести те, которые расположены на территории Филиппин, Новой Каледонии, Индонезии, Австралии.

Месторождения, относящиеся ко второму типу, подразделяют на:

площадной коры;
линейно-площадной коры;
линейные;
имеющие сложную морфологию рудных тел.

Никелевая промышленость

Исторические источники свидетельствуют об использовании никеля еще в древние времена. Однако, его официальное открытие случилось только в середине 18 века - в 1751 году. Целое столетие, вплоть до конца 19 века, добыча никеля не была масштабирована и осуществлялась исключительно на территории определенных стран, к которым относятся Германия, Греция, Италия, Норвегия, Швеция. Только к 80-м годам 19 века отмечается более активная фаза развития никелевой промышленности, которая связана с разработкой крупных залежей в Новой Каледонии и канадского месторождения Садбери.

Никелевое производство в России было начато также в 19 веке. Первым найденным на территории РФ месторождением никелевых руд является Петровское месторождение, расположенное на территории Среднего Урала. Оно было обнаружено еще в начале 19 века, однако ошибочно было принято за месторождение руд медных. Но все попытки добыть из данного месторождения медь были тщетны, в связи с чем его забросили вплоть до 1855 года. Именно тогда одним из инженеров было определено наличие никеля в руде. Спустя некоторое время на протяжении целых четырех лет из данного месторождения удавалось извлекать порядка 60 тонн металлического никеля. К концу столетия было обнаружено еще ряд месторождений на Среднем Урале, к которым относятся Истокинское, Ивановское, Ургунское, Верхненейвинское.

Несмотря на интенсивное начало производства никеля на местном уровне, со временем разработка указанных месторождений была прекращена. Основными причинами этого являлись ограниченные разведанные запасы, а также конкуренция никеля, добываемого в Новой Каледонии и Канаде, который был существенно дешевле по цене. В начале 20 века был начат второй этап освоения никелевых залежей. Ему предшествовало обнаружение новых залежей металла. В это же время начинается строительство никелевых предприятий, первым из которых является Ревдинский завод, выплавивший в период первой мировой войны порядка 40 тонн никеля.

На территории СССР первое предприятие по производству никеля было открыто в 1933 году. Начиная с 1938 года, также запущены в эксплуатацию заводы «Североникель» и «Южуралникель», а в 1942 году с мощностей Норильского горно-металлургического комбината была получена первая партия никеля. После окончания второй мировой войны никелевые предприятия продолжают открываться. Так, запускаются в работу «Печенганикель», Побужский никелевый завод и комбинат «Тувакобальт».

В настоящее время никелевая промышленность продолжает успешно развиваться.

Никель, наряду с алюминием, кобальтом, медью, свинцом, цинком, оловом, вольфрамом, молибденом, висмутом, сурьмой, ртутью и магнием, относится к цветным металлам.

КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Никель известен еще с глубокой древности. Он входил в состав сплавов, из которых чеканили монеты еще в Бактрийском царстве (200 лет до н. э.). Из сплава никеля, меди и цинка в древнем Китае изготовляли различные металлические изделия. Как химический элемент никель впервые был открыт шведским химиком А. Кронстедом в 1751 г. в минерале никелине. В средние века саксонские рудокопы часто встречали скопления красноватых руд, которые принимали за медные. Однако выплавить из них медь, как ни старались, так и не смогли, так как температура плавления никеля почти на 400º С выше, чем у меди. Они дали название этой руде «купферникель» («медный дьявол»). Когда А. Кронстедт открыл в этом минерале новый элемент, он назвал его никель («дьявол»), отбросив «купфер» – медный.

В конце XIX – начале XX века никель еще относился к очень редким металлам. Из него изготовляли кулоны, браслеты и прочие украшения. Впервые крупные залежи никеля, когда он еще считался драгоценным металлом, были открыты на о. Новая Каледония в Тихом океане.

Никель – серебристо-белый, тугоплавкий металл (температура плавления 1453º С). Он тверд, гибок, ковок, тягуч, хорошо поддается полировке, химически малоактивен.

ГЕОХИМИЯ. Кларк никеля в земной коре 0,0058 %. Содержание его в ультраосновных породах (1,2·10 -1 %) примерно в 200 раз выше, чем в кислых (8·10 -4 %). Известно пять стабильных изотопов никеля: 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni и 64 Ni, среди которых преобладает 58 Ni.

Промышленные концентрации никеля обычно ассоциируют с базит-гипербазитовыми магмами, связанными с подкоровыми очагами. Ему присущи сидерофильные и халькофильные свойства. В ультраосновных породах никель связан, как правило, с оливинами, содержащими 0,13–0,41 % Ni, в которых он изоморфно замещает Fe и Mg. При наличии в магме серы никель наряду с медью и железом, обособляется в виде сульфидов. В процессе раскристаллизации отликвировавшего сульфидного расплава возникают магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд.

В гидротермальном процессе совместно с кобальтом, мышьяком, серой, иногда и висмутом, ураном и серебром никель образует повышенные концентрации в виде арсенидов и сульфидов.

В экзогенных условиях никель накапливается в коре выветривания в результате выщелачивания его из серпентинитов и оливина. Переходя в раствор и при наличии избыточной CO 2 мигрирует в виде бикарбоната Ni(HCO 3) 2 . Осаждение его происходит обычно в нижних горизонтах кор выветривания, где создаются условия для образования водных силикатов никеля, а также содержащих никель ферри- и алюмосиликатов.

МИНЕРАЛОГИЯ. Известно 45 минералов никеля. Главными минералами руд сульфидных месторождений являются пентландит, миллерит и никелин. Пентландит (Fe,Ni)S (содержание Ni 22–42 %) (по фамилии ирландского естествоиспытателя Дж. Б. Пентланда). Кристаллизуется в кубической сингонии. Характерны агрегаты зернистые; пластинчатые и пламенеобразные выделения в пирротине, образующиеся в результате распада твердого раствора. Цвет бронзово-желтый, блеск металлический, твердость 3–4, удельная масса 4,5– 5 г/см 3 . Обычно содержит примесь кобальта (до 3 %) и палладия.

Миллерит NiS (Ni до 65 %) (по фамилии Миллер). Кристаллизуется в тригональной сингонии. Агрегаты зернистые, радиальнолучистые, спутанно-волокнистые, корочки. Цвет латунно-желтый, блеск металлический, твердость 3–3,5, удельная масса 5,6 г/см 3 . Минерал встречается в жильных медно-никелевых сульфидных рудах и гидротермальных месторождениях комплексных никель-кобальт-серебряных руд.

Никелин NiAs (Ni до 44 %), кристаллизуется в гексагональной сингонии. Минерал бледного медно-красного цвета, дает буровато-черную черту, блеск металлический, образует агрегаты зернистые, почковидные со столбчатой и радиальнолучистой структурой, сетчатые и дендритовые, твердость 5–5,5, удельная масса 7,8 г/см 3 . Содержит примесь Fe, S, Sb и Co. Встречается в гидротермальных месторождениях комплексных никель- кобальт- серебряных руд.

Из других минералов необходимо отметить сернистые и мышьяковые соединения никеля и кобальта: хлоантит (NiCo)As 2 , герсдорфит (NiCo)AsS и раммельсбергит NiAs 2 .

Особенно большое практическое значение имеют силикаты никеля (гарниерит, непуит, ревдинскит и др.), развитые в корах выветривания. Гарниерит NiO·SiO 2 ·H 2 O (содержание NiO 46 %) (по фамилии французского инженера и минералога Ж. Гарнье), светло-зеленый гидросиликат. Образует агрегаты землистые, натечные, скрытокристаллические.

Непуит 12NiO·3SiO 2 ·2H 2 O (NiO 20–46 %) – гидросиликат никеля зеленого цвета с голубоватым оттенком. Кристаллизуется в моноклинальной сингонии, габитус кристаллов пластинчатый, агрегаты чешуйчатые, пластинчатые, твердость 2–2,5, удельная масса 2,5– 3,2 г/см 3 .

Ревдинскит 3(Ni,Mg)O·2SiO 2 ·2H 2 O (NiO до 46 %) – зеленовато-голубой гидросиликат никеля, встречается в парагенезисе с гарниеритом и непуитом.

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. В настоящее время никель широко применяется в металлургии (около 80 % общего потребления) для производства легированных сталей и сплавов. Крупными потребителями никелевых сплавов являются тракторная и автомобильная промышленность, станкостроение и электронная промышленность. Наиболее широкое применение имеют сплавы Ni с Cu, Zn, Al (латунь, нейзильбер, мельхиор, бронза), Ni с Сr (нихром), монетный сплав (75 % Cu+25 % Ni) и платинит (49 % Ni+51 % Fe).

В химической и пищевой промышленности чистый никель используется для изготовления разнообразной аппаратуры, в том числе тиглей, труб, приборов, посуды для выпаривания эфирных масел. Сплавы никеля находят применение в реактивной авиации, ракетостроении, в производстве оборудования для атомной промышленности. В XX в. никелевая сталь широко использовалась для производства брони, орудийных стволов, коленчатых валов и т. д. Е. Ф. Шнюков в книге «Мир минералов» писал, что когда в 1942 г. Германия захватила Печенгу, почти за 3 года оккупации было вывезено оттуда около 0,4 млн т богатых (пентландитовых) руд. Германская промышленность все эти годы на 3/4 снабжалась рудой Печенги. Однако «рудный путь» Кольский полуостров – Германия дорого обошелся немцам: на этом пути было уничтожено более 650 немецких транспортов и боевых кораблей.

В настоящее время никель извлекается из сульфидных, силикатных и комплексных руд. Содержание Ni в сульфидных рудах должно быть не менее 0,5–1,0 %, в силикатных – 1,3 %. Нижним пределом для комплексных сульфидных медно-никелевых руд считается 0,3 %.

РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ. Общие запасы никеля в мире на начало 1997 г. составляли 132,2 млн т, подтвержденные (разведанные) – 54,96 млн т. На долю четырех стран (Россия, Куба, Новая Каледония и Индонезия) приходится около 59 % мировых подтвержденных запасов никеля (табл. 3).

Таблица 3

Запасы никеля (тыс. т) в некоторых странах

Часть света,	Запасы подтверж-денные	Их % от мира






Индонезия
Казахстан


Ботсвана
Мадагаскар


Бразилия
Венесуэла
Гватемала

Колумбия

ОКЕАНИЯ И АВСТРАЛИЯ
Австралия
Новая Каледония
Папуа-Новая Гвинея

В мире открыто более 400 месторождений никелевых руд, в том числе 235 сульфидных и 155 силикатных. По разведанным запасам месторождения никеля подразделяются на уникальные (более 1 млн т), весьма крупные (от 500 тыс. т до 1 млн т), крупные (от 250 до 500 тыс. т), средние (от 100 до 250 тыс. т) и мелкие (менее 100 тыс. т). К уникальным месторождениям, оказавшим существенное влияние на развитие никелевой промышленности, относятся сульфидные месторождения Норильск-1,Талнахское и Октябрьское в России, группы месторождений Садбери и Томпсон в Канаде, Агнью, Камбалда и Маунт-Кейт в Австралии, Цзиньчуань в Китае, а также силикатные месторождения на о. Эвбея в Греции, Непуи в Новой Каледонии, Помала и Гебе в Индонезии. Начальные запасы каждого из них превышали 1 млн т никеля.

ДОБЫЧА И ПРОИЗВОДСТВО. В 1996–2000 гг. добыча никелевых руд (в пересчете на металл) в мире превышала 1 млн т. Большая часть руды была добыта на месторождениях сульфидных (61,2 %) и силикатных (38,8 %) руд. В никеледобывающей промышленности действовало 60 горных предприятий, в том числе 32 рудника, 23 карьера и 5 предприятий комбинированной добычи. Добыча никелевых руд осуществлялась в 22 странах. К настоящему времени наиболее крупные объемы добычи достигнуты в России (27,7 % мировой добычи), Канаде (18,2 %), Новой Каледонии (11,8 %) и Австралии (10,7 %). Общая доля этих стран в мировом производстве никеля превышает 78 %.

К наиболее крупным компаниям относятся РАО «Норильский Никель» в России, «Inco Ltd » . и «Falconbridge » в Канаде и «Western Mining Corp.» в Австралии. РАО «Норильский Никель» обеспечивает до 95 % добычи и производства никеля в России. В его структуру входят Норильский горнометаллургический комбинат (НГМК) и расположенные на Кольском полуострове ГМК «Печенганикель» и комбинат «Североникель».

МЕТАЛЛОГЕНИЯ И ЭПОХИ РУДООБРАЗОВАНИЯ. Месторождения никеля не характерны для геосинклинального этапа. В это время возникали лишь редкие и небольшие по размерам гидротермальные месторождения сульфидоарсенидов никеля, связанные с гранитоидами средней и поздней стадий развития геосинклиналей.

Преобладающая масса сульфидных медно-никелевых месторождений сформировалась на стадии активизации древних платформ в связи с трапповым магматизмом. Основной путь образования таких месторождений – это ликвация, обусловленная снижением растворимости сернистых соединений Fe, Ni и Cu в зависимости от содержания в кристаллизующейся магме Fe, S, SiO 2 и Al 2 O 3 . Образовавшиеся в результате ликвации магмы сульфидный и силикатный расплавы в дальнейшем кристаллизовались независимо друг от друга, причем выделение силикатов опережало выделение сульфидов на 200–300º С. В зависимости от геологической и тектонической обстановки сульфиды могли оставаться на месте, образуя скопления сингенетичных руд, или проникать в трещины в теле интрузива и зоны дробления по контакту с вмещающими породами, формируя «отщепленные» тела эпигенетических медно-никелевых руд.

На щитах рудоносные массивы основных и ультраосновных пород внедрялись в зоны пересечения разрывных нарушений и в период становления подвергались стратификации. Месторождения, возникшие на краях активизированных платформ, приурочены к наиболее поздним дериватам расслоенных интрузивов основного состава. Оруденение локализуется в нижних горизонтах дифференцированных интрузий или в подстилающих породах.

Экзогенные месторождения силикатных никелевых руд, приуроченные к корам выветривания, образовывались на платформенном этапе. В зависимости от геологического строения рудоносных площадей, наличия или отсутствия карбонатных пород и особенностей строения рельефа формировались рудные залежи различной формы – плащеобразные, жилообразные и более сложные, приуроченные к карстовым полостям.

Месторождения никеля возникали в различные геологические эпохи. Главной в формировании сульфидных медно-никелевых руд являлась докембрийская эпоха рудообразования. В это время сформировалась преобладающая часть запасов Канады (район Садбери и оз. Линн, месторождения Мистери-Лейк, Моак-Лейк, Томпсон), Норвегии, Финляндии, Австралии и отдельные месторождения в России (Мончегорское). В Австралии в штате Западная Австралия выявлено более 30 месторождений сульфидных руд, приуроченных к докембрийским массивам ультрабазитов. По масштабам оруденения и добычи никеля выделяется месторождение Камбалда, доказанные запасы никеля которого составляют 1,1 млн т при среднем содержании Ni 1,5–2,0 %.

В раннепалеозойскую эпоху рудообразования промышленные месторождения никеля формировались в основном на северо-западе Европы. Наиболее крупным среди них является месторождение Рингерих в Норвегии.

Для позднепалеозойской эпохи рудообразования промышленные месторождения никеля не характерны. Встречаются гидротермальные кобальт-никелевые месторождения (Ховуаксы в Туве) и связанные с корой выветривания ультраосновных массивов (Урал).

В мезозойскую эпоху рудообразования образовались крупные месторождения сульфидных медно-никелевых руд в Норильском районе (Россия) и в ЮАР. В ЮАР месторождения сосредоточены в Восточном Грикваленде и связаны с основными интрузивными породами, залегающими среди осадочных свит системы Карру. По масштабам оруденения выделяется месторождение Инсизва, вкрапленные и массивные руды которого приурочены к донной части крупного силла долеритов. Силикатные никелевые руды распространены на Южном Урале, в Северо-Западном Казахстане, Бразилии и других регионах.

В кайнозойскую эпоху рудообразования формировались главным образом силикатные никелевые руды, приуроченные к коре выветривания массивов ультраосновных пород. Большинство месторождений этого возраста сосредоточено в Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке и Океании. Разрабатываются только те месторождения, в рудах которых содержание Ni превышает 1 %. Наиболее крупные месторождения известны на о. Новая Каледония и Кубе (провинция Ориенте), а также в Индонезии (месторождения Сороака, Памалеа и др.).

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ . Важнейшими типами промышленных месторождений никеля являются: 1) магматические, 2) плутоногенные гидротермальные, 3) коры выветривания.

Магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд известны в России – в Красноярском крае (Норильск-1, Октябрьское, Талнахское), на Кольском полуострове (Печенга, Аллареченское), в Швеции (Клева), Финляндии (Пори), Канаде (Садбери, Томпсон и др.), США (Стиллуотер), ЮАР (Бушвельд, Инсизва) и Австралии. Все они связаны с дифференцированными базит-гипербазитовыми массивами.

Рудные тела размещаются внутри, по периферии в придонной части и вблизи материнских интрузивов. Наиболее характерны: 1) пластообразные висячие залежи вкрапленных руд; 2) пластообразные и линзовидные донные залежи массивных «шлировых» и прожилково-вкрапленных руд; 3) линзы и неправильные тела приконтактных брикчеевых руд; 4) жилообразные и жильные тела массивных руд. Размеры рудных тел варьируют от первых сотен метров до 1,0–1,5 км по простиранию и от нескольких сотен до 800–1000 м по падению при мощности от 1–3 до 50 м и более. Минеральный состав руд достаточно хорошо выдержан. Главные рудные минералы: пирротин, халькопирит, пентландит, второстепенные – магнетит, пирит, кубанит, борнит, полидимит, никелин, миллерит, спериллит, виоларит и куперит.

Типичным примером медно-никелевых месторождений, сформировавшихся на активизированных платформах, является Норильское месторождение . Оно расположено в пределах обширного Норильского рудного района, приуроченного к сочленению Сибирской платформы и Енисейской зоны складчатости. Основным структурным элементом района является Хантайско-Рыбинский вал, к востоку от которого находится западный край Тунгусской синеклизы (плато Сыверна), а к западу широкий мульдообразный прогиб Норильского плато. В основании комплекса пород, слагающих Норильское плато, залегают осадочные известково-глинистые и мергелистые породы девона, которые с несогласием перекрываются песчано-глинистыми образованиями среднего карбона–верхней перми, известные под названием тунгусской серии. Мощность этой серии составляет 130–225 м. На осадочных породах тунгусской серии залегает мощная толща лав, в которой выделяются четыре горизонта. Самый нижний из них относится к перми, остальные к триасу (рис. 4).

Норильский рудный район представляет собой группу медно-никелевых месторождений, пространственно и генетически связанных с рядом сближенных между собой во времени интрузивов дифференцированных габбро-долеритов второго цикла триасового вулканизма. Залегают они в форме лакколитообразных и пластообразных тел, полого секущих вмещающие породы. Развиты сингенетические вкрапленные медно-никелевые руды, сложенные пирротином (52 %), халькопиритом (28 %), пентландитом (20 %) и минералами группы платины. Кроме того, распространены жилы массивных руд, в ряде случаев имеющие довольно сложную форму, и сложенные пирротином (70 %), халькопиритом (13 %) и пентландитом (17 %). В норильских рудах присутствуют многочисленные минералы платины, число которых увеличивается при повышении в рудах содержаний халькопирита и кубанита, а также в висячих бортах рудных жил.

Образование массивных сульфидных руд Норильского рудного района связано с глубинной ликвацией и поступлением рудоносных растворов по разрывным нарушениям из остывавших на глубине магматических очагов. В районе Норильска имеются и другие месторождения медно-никелевых руд – Талнахское, Октябрьское и др.

Месторождения района Садбери находятся в Канаде в провинции Онтарио. Оно приурочено к обширному дифференцированному массиву, в плане имеющем форму овала с длинной осью субширотного простирания до 60 км и короткой – 25 км (рис. 5). В разрезе он представляет опрокинутый конус, вершина которого находится на глубине от 10 до 25 км от земной поверхности. Массив сложен дифференцированной серией пород: в подошве находятся кварцевые нориты, выше – габбро-нориты, габбро и кварцевые габбро, переходящие в гранофиры.

Рудные залежи имеют пласто-, жило- и линзовидную форму. Они, как правило, окаймляют массив Садбери по его периферии, отходя иногда в подстилающие породы на несколько километров. Размеры рудных тел варьируют в значительных пределах и на отдельных месторождениях достигают в длину по простиранию до 700 м и по падению до 600 м при мощности до 20 м. Развиты два типа руд: 1) бедные вкрапленные, образующие донные залежи пластообразной и линзовидной формы в основании ранних норитов: 2) богатые, слагающие инъекционные тела жилообразной формы среди поздних норитов, брекчий и диоритовых даек подстилающих пород. Главные рудные минералы: пирротин, пентландит, халькопирит и кубанит, второстепенные – герсдорфит, никелин, маухерит, магнетит, борнит, валлериит и др. Среднее содержание Ni в рудах изменяется от 0,7 до 1,45 %, Cu – от 0,8 до 1,9 %. Кроме никеля, меди и кобальта руды месторождений района Садбери содержат золото, серебро, платиноиды, селен и теллур, которые извлекаются попутно.

Плутоногенные гидротермальные месторождения . К этому типу относятся жильные месторождения никель-кобальтовых арсенидов, нередко с серебром и висмутом. Они возникают в условиях низких и средних температур. Месторождения этого генетического типа известны в России (Ховуаксы в Туве), Марокко (Бу-Аззер), Канаде (Эльдорадо, Кобальт), Германии (Рудные горы), Финляндии и Киргизии. Рудные тела обычно представлены жилами и жилообразными залежами, которые прослеживаются на десятки – первые сотни метров по простиранию и на столько же по падению. Мощность их варьирует от 0,1 до 1,0 м и более, и в среднем составляет 0,4–0,5 м. Главные рудные минералы: никелин, смальтин, хлоантит, скуттерудит, саффлорит. Месторождения различаются по составу руд и условиям образования. Наиболее характерны следующие рудные формации: 1) арсенопирит-глаукодот-кобальтиновая (месторождение Бу-Аззер); 2) смальтин-хлоантит-никелиновая (Ховуаксы); 3) смальтин-хлоантит-аргентитовая (Кобальт); 4) пятиэлементная формация (Ni–Co–Ag–Bi–U) (Эльдорадо). Этот генетический тип месторождений играет резко подчиненную роль по запасам и добыче никеля.

Месторождения коры выветривания . Никеленосные латеритные коры образуются в условиях тропического климата при выветривании основных и ультраосновных пород. Происходит разрушение оливина и серпентина, в которых изоморфно с магнием находится никель. Никель высвобождался и перемещался, часто совместно с кобальтом, из верхних горизонтов коры выветривания в нижние. Здесь в связи с изменением щелочности растворов образовывались вторичные никельсодержащие минералы – гарниерит, непуит, ревденскит, нонтронит и др.

По форме рудных тел различают следующие промышленные типы: 1) плащеобразные или площадного типа; 2) линейно вытянутые или трещинные; 3) контактово-карстовые.

Месторождения площадного типа широко распространены на Кубе, в Бразилии, Индонезии, Филиппинах, а также в России. Руда состоит из смеси гидрооксидов железа и алюминия, глинистого материала с примесью Ni, Cr, Co и Mn. Мощность рудных зон колеблется от 3–8 до 25–30 м, площадь измеряется несколькими квадратными километрами. Содержание Fe составляет 30 %, Ni – от следов до 2,3 %, Co – от следов до 1,7–2 %. Отношение Ni/ Co в рудах 10.

Линейно вытянутые или трещинные месторождения контролируются линиями относительно крупных разрывных нарушений и зонами повышенной трещиноватости, прослеживающимися в серпентинитах. Вдоль этих зон происходило интенсивное выветривание, проникавшее на большую глубину. Из циркулировавших по трещинам растворов отлагались растворенные в них вещества. Возникали охристо-кремнистые образования. Продукты выветривания часто располагались симметрично с зонами охр в центре. В составе этих зон наблюдаются «рудные», или «сетчатые», брекчии, а также каолинизированные и ожелезненные серпентиниты, содержащие гидросиликаты никеля. Руды довольно богатые. Месторождения этого типа широко распространены в Новой Каледонии, имеются в Греции и России (Рогоженское, Бурыктальское, Аккермановское и др.).

Месторождения контактово-карстового типа приурочены к тектоническим контактам серпентинитов с известняками. Последние под действием воды легко выщелачиваются с образованием карстовых пустот, которые заполняются глинистыми продуктами выветривания серпентинита, сланцев и других пород. Силикаты никеля осаждаются в глинах карста, образуя налеты, натеки и прожилки. Примером месторождений этой группы, служит Уфалейское месторождение , приуроченное к тектоническому контакту известняков и серпентинитов. Руды сложены разрушенными серпентинитами, тальк-карбонатными породами, а также различными обломочными, глинистыми и охристо-глинистыми образованиями, в которых развиты гидросиликаты никеля и гидрооксиды марганца. Преобладают собственно никелевые асболаны и псиломелан-вады.

РУДОПРОЯВЛЕНИЯ В БЕЛАРУСИ. Медно-никелевые проявления, как правило, контролируются небольшими интрузиями ультраосновных – основных пород, развитых в пределах Смолевичско-Дрогичинской зоны Белорусского кристаллического массива и его южных склонов. Среди них выделяется одно рудопроявление – Столбцовское , расположенное в Минской области близ д. Стецки. Металлоносным является одноименный массив основных – ультраосновных пород русиновского комплекса, сложенный габбро, оливиновыми габбро и анортозитами, в верхней части преобразованными в сланцы хлорит-тремолит-актинолитового состава. Главными рудными минералами являются халькопирит и пирротин, второстепенными – пентландит, кубанит. Эти минералы присутствуют в виде тонкой рассеянной вкрапленности или нитевидных прожилков. Содержание их в породах обычно не превышает первых процентов, а мощность рудоносных зон колеблется от десятков сантиметров до 1–4 м. Концентрация меди в минерализованных зонах достигает 0,2–0,8 %, а никеля – 0,2–0,5 %. Прогнозные ресурсы никеля по категории P 3 оцениваются в 67 тыс. т. Поисковыми работами, проведенными в последнее десятилетие в пределах Столбцовского интрузива, богатых рудных зон с промышленными коцентрациями Cu и Ni не выявлено.

Публикуем ответы на эти и другие вопросы насчет, пожалуй, самого обсуждаемого металла в Воронежской области

Никель — пятый из наиболее распространенных элементов на Земле. Ещё более распространены лишь железо, кислород, кремний и магний.

Никелевые руды - это полезное ископаемое, которое образовано из природных минералов с содержанием никеля для того, чтобы выработка была экономически выгодной. Достаточное для разработки содержание никеля в сульфидной руде - 1-2 процента, а в силикатной - 1-1,5 процента.

Запасов никеля достаточно. Правда, если речь идет о тех, которые могут быть добыты с экономической выгодой, то их объемы ограничены. В настоящее время доказаны запасы никеля на суше — при нынешних темпах добычи их хватит более чем на сотню лет. Некоторые источники считают, что на морском дне никеля во много раз больше.

Производство никеля в мире

Рост производства первичного никеля поддерживал сильный рост экономики до 2007 года. В этот год мировое производство первичного никеля составило 1,411 млн тонн.

Экономический кризис снизил производство никеля с 2008 по 2009 годы. Первичного металла стали производить 1,316 млн тонн. В 2010-м производство восстановилось до 1,442 млн тонн. И в следующем году выросло до 1,602 млн тонн.

Страны - лидеры по производству первичного никеля

Крупнейшими странами, где больше всего производят никеля, являются Китай, Россия, Япония, Австралия и Канада. Самый заметный рост у Китая. К примеру, в 1994 году Поднебесная производила 30 тысяч тонн первичного никеля. А в 2004-м объем производства металла составил 75 тысяч тонн. В 2015 году объектам производства никелевых продуктов превысил 550 тысяч тонн, включая 390 тысяч тонн никелевого чугуна и 150 тысяч тонн катодного никеля.

Мировые прогнозируемые запасы никеля в недрах эксперты оценивали в 190-200 млн тонн. Уникальные запасы металла, которые превышают 20 млн тонн, находятся на Кубе и в Новой Каледонии. В Канаде и Индонезии - очень крупные запасы, превышают 10 млн тонн. Эти четыре страны по сути представляют собой более половины запасов никеля. Еще 18 стран обладают запасами никеля от 1 до 10 млн тонн.

Лидер по подтвержденным запасам никеля - Куба, на втором месте Новая Каледония, затем Канада и ЮАР. В мировых запасах их доля превышает 67 процентов. Реч идет о таких странах, как Индонезия, Бразилия, Гватемала, Греция.

Какие руды перерабатывают в России

В России более 70 процентов никеля получают при добыче и переработке медно-никелевых руд, а остальное - из окисленных никелевых руд.

Сульфидные медно-никелевые руда сейчас разрабатывают в Красноярском крае и на Кольском полуострове. Они объединены в концерн «Норильский никель».

Окисленные никелевые руды добывают и перерабатывают на Урале. Это предприятия «Южуралникель», ПО «Уфалейникель» и Режском никелевом заводе.

Потребление никеля в мире

Эксперты разделяют первичных и конечных потребителей никеля. К первым относятся те отрасли, в которых потребляется никель. А вторые - это отрасли, где производят товары, содержащие никель.

Основные первичные потребители никеля - это произвдоители нержавеющей стали (более 67 процентов). Также никель применяют в специальных сплавах (более 13 процентов), в гальванике (9 процентов), литье (почти 3 процента), в медны сплавах (1,6 процента) и другом.

Конечные потребители никеля - это производство машин и механизмов (24 процента), транспорт (21 процент) и металлические товары (15 процентов). Далее идут электрические механизмы и машины (13 процентов), строительная индустрия (10 процентов) и прочее.

Главные потребители никеля - это Китай, Европейский союз, Япония, США, Тайвань и Южная Корея.

Оценка INSG говорит о том, что потребление никеля в 2015 году выросло с 1,87 млн тонн до 1,94 млн тонн. Произошло это за счет роста спроса в Америке и Азии.

Мировые цены на никель

За последние 40 лет цены на никель показывали волатильность. Пик пришелся на конец 80-х годов прошлого века. В первой половине 90-х, когда развалился СССР, произошел всплеск экспорта никеля. Как результат - цены рухнули ниже себестоимости производства.

До 2003 года цена на никель не превышала 10 тысяч долларов за тонну. В 2005 году цена достигла 14 тысяч долларов, а в мае 2007-м показала максимум — 52,179 тысячи долларов за тонну.

Никель обозначается символом Ni. С немецкого языка – озорник, в свои годы имел дурную славу из-за мышьяка. Впервые обнаружить металл удалось в 1751 г. А.Ф. Кронстедту в соединении с мышьяком в руде, которая походила на , но медь из нее извлечь не удавалось, впоследствии ее назвали купферникель. Он подвергался многим сомнениям, окончательно утвердили в 1804 году. И. Рихтер получил чистый металл, который сейчас входит в пятёрку самых распространенных элементов Земли.

Структура атома

Атомы данной руды имеют металлическую кристаллическую решетку. Ячейка металла кубическая, все атомы располагаются в вершинах, центре граней. Структура устойчива к давлению. Атомная масса элемента 58,69 г/моль. Имеет четыре электронных слоя, которые полностью заполнены. Радиус атома 0,124 нм. Поэтому считается насыщенным. Чаще образует соединения в степени окисления +2, 0.

Как все металлы

Никель - металл. Поэтому имеет общие металлические свойства:

Ковкость;
Металлический блеск;
Пластичность;
Теплопроводность (небольшая);
Электропроводимость;
Упругость.

Физические свойства

Как простое вещество металл имеет блестящий светло-серебристый оттенок. Он устойчив к щелочной, водной, кислотной коррозии. Обладая пластичностью, ковкостью и собственными свойствами:

Температура плавления 1450 °С.
Температура кипения 2830 °С.
Теплопроводность 92 Вт/м.
Плотность 8,9 кг/дм3.

Оптические свойства металла

Для определения атомов элемента используют двунатриевую соль уксусной кислоты, антраниловую кислоту. Оптическую плотность измеряют Х=1000 ммк. Элемент находят в присутствии кальция, хрома, ртути, циркония. Но невозможно найти с медью, железом (см. ), кобальтом, висмутом, серебром. В отраженном свете имеет голубоватый цвет.

Исследования кристаллизации

Кристаллические тела – это металлы, сплавы. Их атомы располагаются в вершинах кристаллических решеток. В процессе кристаллизации образуются разные кристаллические решетки. Имеет гранецентрированную кубическую. Он образует две аллотропические модификации:

a-Ni при температуре ниже 245°С;
p-Ni.

Проведено исследование процесса кристаллизации жидкого никеля. Количество атомов в жидкости возрастает при понижении температуры. Сделан вывод, что сначала элемент имеет рыхлую структуру. Затем группы атомов восстанавливаются.

Классификация

Сплавы разделяют по некоторым признакам. По способам производства:

литейные сплавы;
деформируемые заготовки.

По свойствам сплавов:

жаростойкие;
жаропрочные;
комплексные (с необходимыми свойствами).

По области применения:

диски газовых турбин;
детали камер сгорания;
авиационные двигатели.

Добывают везде!

Элемент Ni не встречается в чистом виде, только в оксидах, сульфидах и силикатах. Добыча никеля ведется на всех континентах, а плавильни расположены в 25 странах. Большие объемы вторичного, первичного металла поступают на мировой рынок никеля. Запасают никель на известных месторождениях. Где же добывают никель? Основные районы добычи никеля:

Канада,
Россия,
Австралия,
Куба,
Албания,
Греция,
Украина.

Месторождения никеля на морском дне превышают содержание металла на суше. База запасов никеля сможет содержать Землю больше ста лет. Так что потребление никеля может быть высоким.

Уникальные месторождения оказывают влияние на развитие горной промышленности. Добыча никеля в мире ведется в 410 месторождениях. Уникальные месторождения в России находятся в Норильске-1, Талнахском и Октябрьском. В мире имеются 2 месторождения в Канаде, 3 в Австралии, 1 в Китае, в Греции, в Новой Каледонии, 2 в Индонезии.

Где же добывают никель в России? В настоящее время страна обладает богатыми запасами ресурса, занимая первое место в мире по его производству. Добыча никеля в России происходит в Таймырском округе (69%), Мурманской области (17%), Урале (11%).

Производство никеля в России ведётся:

ОАО ГМК «Норильский никель»(95%);
ОАО «Южурал-никель»;
ОАО «Уфалейский никелевый комбинат»;
ЗАО ПО «Режникель».

Производство никеля в мире:

«Vale Inco Ltd» в Канаде;
«Western Mining Corp.» в Австралии;
«Jinchuan Group Co. Ltd» в Китае;
« Goro Vale» в Новой Каледонии.

Получение металла

Никелевая руда

Синтез частиц никеля проводят химическим способом из малорастворимого карбоната с использованием восстановителей. Основные способы получения никеля: плавка, пиро- и гидрометаллургические методы. Как добывают никель в современном мире? Получение никеля делится на несколько этапов:

Руду подвергают дроблению, сушке. Удаляется лишняя влага.
Образуются флюс и гипс.
Затем к продуктам добавляют кокс и переплавляют.
В результате получается шлак и штейн.
Штейн продувают в конвертере.
Выходит белый никелевый штейн.
Из шлака извлекают угарный газ.
Никелевый штейн дробят, обжигают.
Закись восстанавливают древесным углём. Пыль возвращают на обжиг (см. ).
Проводят рафинирование.

В руках ювелиров хрупкий, а у металлургов?

Первое применение металлу придумали ювелиры. Руда не темнеет на воздухе, легко обрабатывается. Применяли в изготовлении украшений, домашней утвари, монеты. Выплавляемый в то время металл не был благородным. Его хрупкость была непригодна для обработки в то время. Небольшая доля серы, кислорода в сплаве крайне изменяли свойства, разрушая плёнку.

Большая часть металла используется в получении сплавов с железом, хромом, медью. Сейчас усердно развивается реактивная техника, создаются газотурбинные установки. Здесь важны жароустойчивые сплавы никелевой руды. Их используют в производстве атомных реакторов, щелочных аккумуляторов, антикоррозионных покрытий. Чистый металл применяют в изготовлении листов, труб.

Почему высоко ценится?

Элемент имеет удивительные свойства, ценящиеся в промышленном производстве. Благодаря пластичности легко получить желаемую форму. Металл стойкий в агрессивных растворах, не вступает в реакцию с кислородом. Взаимодействует в сплавах с большинством металлов, свойства которых можно улучшить.

Динамика курса

Выпуск никеля ежегодно составляет 4,4-4,8 млн. тонн. Согласно прогнозу экспертов, стоимость никелевой руды будет примерно 9000$ за 1 т., в течение 12 месяцев. В этом году избыток металла составит порядка 100 тыс. т. Цену на руду фиксирует биржа LME, где покупают фьючерс на сырье. В России подобного нет, поэтому подходящий способ инвестиций — покупка акций компании НорНикель (см. ).

Сто лет назад элемент был экзотическим металлом. Произведенной из него посудой пользовались только особы голубых кровей, например, императоры Австрии.
Царская Россия не имела никелевой промышленности. Его привозили из-за границы. Промышленность создали при советской власти, а первый завод начал работать в 1934 году.
Растения и микроорганизмы накапливают руду. Никель находят в каменных углях, сланцах. В Англии зола угля содержит 78 кг никеля на тонну.