Реферат: Особенности разведки и оценки месторождений никеля
Большое внимание уделяется комплексному использованию минерального сырья, т. е. вовлечению в промышленность ряда компонентов, входящих в состав руд. Например, из серебро-свинцово-цинковых руд извлекают серу, селен, кадмий, индий, барит и другие компоненты. На некоторых месторождениях горючих газов попутно получают сероводород (для извлечения серы) и гелий. На некоторых месторождениях флогопита стали попутно извлекать новый вид керамического сырья — диопсид. Примеров подобного рода можно привести очень много. Однако еще много попутных продуктов теряется. Например, в нашей стране пока не используются тонкоизмолотые серпентиновые отходы фабрик по извлечению волокон хризотил-асбеста, хотя в некоторых странах (например, в Канаде) постепенно, пока в опытном порядке, стали извлекать из этих отходов магний и другие компоненты. В США в экспериментальном порядке приступили к извлечению урана из фосфоритов.
При разработке многих месторождений попутно добывают вмещающие (в том числе вскрышные) породы, которые нередко используются для строительных целей, закладки выработанного пространства в подземных выработках и т. д.
Общие сведения.
Никель был открыт в 1751г. шведским металлургом А.Ф.Кронстедтом. Это серебристо-белый металл с сильным блеском, не тускнеющий на воздухе. Никель тверд, тугоплавок и легко полируется. При отсутствии примесей (особенно серы) он весьма гибок, ковок, тягуч и способен развальцовываться в очень тонкие листы и вытягиваться в проволоку. Температура плавления никеля 1455 0 С, температура кипения 2990 0 С, плотность 8,9 г/см3 . Кларк никеля, по А.П. Виноградову , 0,008%.
Наиболее древние – сульфидные медно-никелевый месторождения архейских зеленокаменных поясов расположены на западе Австралии. Одни месторождения этого района заключены в пачке высокомагнезиальных вулканогенных пород мощностью 240-600 м, залегают они в горизонте серпентинизированных комтиитовых перидотитов. Образование руд произошло до метаморфизма вулканогенных толщ. Месторождения второго более позднего типа ассоциируют с дайками дунитов.
На орогенной стадии геосинклинальных областей образуются комплексные никель-кобальтовые месторождения (часто с серебром, висмутом, ураном), ассоциирующие с комплексами гранитоидов.
Крупные сульфидные медно-никелевые месторождения возникли на активизированных древних платформах и щитах. Оруденение приурочено к расслоениям массивам основных и ультраосновных пород, а также связано с трапповым магматизмом.
Основные эпохи медно-никелевого оруденения – архейская (Западная Австралия), протерозойская (Канадский и Балтийский щиты, Ю.Африка) и мезозойская (Сибирская платформа). К наиболее важным рудным районам относятся Сёдберри и Томпсон (Канада), Камбалда (З.Австралия), районы Кольского полуострова и Норильский район (Россия).
Силикатно-никелевые месторождения коры выветривания основных и ультраосновных пород Урала, Кубы, Новой Каледонии, Филиппин, Австралии и др. возникли в мезозойское время в платформенных условиях.
Никель концентрируется главным образом в мафитах и ультрамафитах в виде примеси к силикатам и рассеянных мелких выделений сульфидов. Из гранитоидной магмы никель (вместе с кобальтом, мышьяком, серой, а иногда и висмутом, серебром, ураном) выносится в гидротермальных растворах и образует жильные сульфидные и силикатные никелевые месторождения. В поверхностных условиях никель переносится грунтовыми водами и в виде водных силикатов накапливается в коре выветривания. Известно более 40 минералов никеля и более 100 минералов, в которых никель и кобальт присутствуют совместно. На более часто встречающиеся и промышленные минералы никеля: сульфиды пентландит, миллерит, никелин, никелестый пирротин, полидимит, кобальт-никелевый пирит, виоларит, бравоит, ваэсит, хлоантит, раммельс-бергит, герсдорфит, ульманит, водные силикаты – гарниерит, аннабергит, ховахсит, ревдинскит, шухардит, никелевые нонтрониты и никелевые хлориты. Обычно разрабатываются месторождения сульфидных руд, содержащие 1-2% Ni, и силикатные руды, содержащие 1-1,5% Ni. Сульфоарсенидные никель-кобальтовые руды добываются в небольшом количестве. Никель получают из комплексных руд: медно-никелевых, кобальт-никелевых, железоникелевых. Для комплексных сульфидных руд никеля минимальным промышленным содержанием считается 0,2%, для оксидно-силикатных – 0,6%. Сульфидные медно-никелевые руды бывают массивными, вкрапленными и прожилковато-вкрапленными. Богатые руды с содержанием никеля не ниже 2-2,5% направляются в плавку. Более бедные руды предварительно обогащаются методом флотации. Силикатные руды никеля с содержанием металла 1,1-2% обогащению не поддаются. Они просушиваются, брикетируются, к ним примешиваются добавки, содержащие серу, и руды направляются в плавку. Сульфидо-арсенидные руды комплексные (никель, кобальт, серебро, иногда золото, висмут, уран) обычно богатые. В случае необходимости они подвергаются обогащению методом флотации.
Никель обладает ценными свойствами: ферромагнитностью, ковкостью, тягучестью, не окисляемостью на воздухе, сильным блеском, хорошо полируется, поддается прокатке, ковке и сварке. Основная часть добываемого никеля (87%) идет на производство жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов; относительно небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для химической и пищевой промышленности, а также в реактивной авиации, ракетостроении, в производстве оборудования для атомных электростанций, для изготовления приборов радиолокации. Сплавы никеля с медью, цинком, алюминием (латунь, нейзильбер, мельхиор, бронза), сплав никеля и хрома (нихром) и монельметалл (75% меди и 25% никеля) широко используются машиностроительной промышленностью. Сплав никонель применяется в ракетостроении; элинар сохраняет постоянную упругость при различных температурах; платинит заменяет дорогую платину; пермаллой обладает магнитной проницаемостью. Пермаллойные сердечники есть в любом телефонном аппарате. Десятая часть никеля, производимого в мире, идет на изготовление катализаторов в нефтехимическом производстве.
Минерально-сырьевая база.
Таблица №1
Запасы, добыча, потребление, экспорт и импорт никеля
| Континенты и страны | Запасы | Добыча | Потребление | Экспорт | Импорт | |
| Всего | Доказанные | |||||
| Млн.тонн | Тыс.тонн | |||||
| Развитые кап.страны | 18.6 | 12.7 | 326.5 | 499.9 | ||
| Европа | 2.6 | 1.1 | 21.6 | |||
| Великобритания | 22.8 | 9.6 | 58.5 | |||
| Греция | 2.5 | 1.0 | 14.6 | |||
| Италия | 27.1 | |||||
| Норвегия | 0.6 | 31.2 | 89.8 | |||
| Финляндия | 0.1 | 0.1 | 6.4 | |||
| ФРГ | 68.0 | 123.9 | ||||
| Франция | 38.4 | 18.0 | ||||
| Швеция | 20.0 | |||||
| Азия | ||||||
| Япония | 122.3 | 177.1 | ||||
| Африка | ||||||
| ЮАР | 5.8 | 2.0 | 25.7 | |||
| Америка | 8.1 | 7.5 | 209.4 | |||
| Канада | 7.8 | 7.2 | 194.9 | 12.0 | 147.7 | |
| США | 0.3 | 0.3 | 14.5 | 148.2 | 154.4 | |
| Австралия и Океания | 2.1 | 2.1 | 69.8 | |||
| Развивающиеся страны | 40.5 | 23.6 | 220.7 | 28.9 | ||
| Азия | 5.8 | 4.8 | 79.0 | |||
| Бирма | 0.1 | |||||
| Индия | 0.1 | 0.1 | 7.0 | |||
| Индонезия | 4.5 | 3.7 | 40.6 | |||
| Филиппины | 1.2 | 1.0 | 38.3 | |||
| Африка | 1.3 | 1.2 | 30.5 | |||
| Ботсвана | 0.4 | 0.4 | 15.4 | |||
| Зимбабве | 0.5 | 0.5 | 14.6 | |||
| Мадагаскар | 0.4 | 0.3 | ||||
| Марокко | 0.5 | |||||
| Америка | 7.2 | 3.9 | 24.9 | |||
| Бразилия | 2.0 | 1.0 | 2.5 | 11.2 | ||
| Венесуэла | 0.6 | 0.5 | ||||
| Гватемала | 0.9 | 0.6 | 6.9 | |||
| Доминиканская Республика | 1.1 | 0.9 | 15.5 | |||
| Колумбия | 1.9 | 0.5 | ||||
| Мексика | 3.0 | |||||
| Пуэрто-Рико | 0.7 | 0.4 | ||||
| Австралия и Океания | 26.2 | 13.2 | 86.3 | |||
| Новая Каледония | 26.0 | 13.6 | 86.3 | 85.9 | ||
| Соломоновы острова | 0.2 | 0.1 | ||||
В графах «экспорт» и «импорт» поставлены значения, включающие руду, концентраты, штейн, окись никеля (по содержанию металла), рафинированный металл и ферроникель.
По оценке ВНИИЗГ общие запасы никеля в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах на начало 1998г. составляли 77.4 млн.т., в том числе подтвержденные запасы 45.5 млн.т. Основные запасы сосредоточены в Новой Каледонии, Канаде, Австралийском союзе, на Филиппинах, в Индонезии, Бразилии, Гватемале, Греции.
Япония и страны Западной Европы собственными ресурсами никеля не располагают. Незначительные запасы никеля и в США (140 тыс.т.). Ежегодная добыча никеля в капиталистических и развивающихся странах составляет около 600 тыс.т., в том числе: в Канаде 262, Новой Каледонии до135, Австралийском союзе 85, на Филиппинах 40, в Индонезии 25, ЮАР 22, США 15, Доминиканской Республике 27.
Главные страны по добыче и производству никеля: Канада, Новая Каледония и Австралийский союз, а основные потребители: Япония, США и страны Западной Европы. В связи с этим Япония, США и ФРГ интенсивно занимаются решением проблемы добычи и переработки железомарганцевых конкреций Мирового океана с целью получения из них и никеля. Дальнейший рост производства никеля предусматривается в основном за счет силикатных руд никеля и вовлечения в эксплуатацию сульфидных месторождений с крупными запасами, хотя и бедными рудами.
Уникальные месторождения содержат более 500 тыс.т никеля, крупные – 500-250 тыс.т., средние – 250-100 тыс.т., мелкие – до 100 тыс.т.
В объеме внешнеторгового оборота никель занимает одно из ведущих мест среди цветных металлов. Среднегодовые цены на электролитический никель на Лондонской Бирже Металлов (ЛБМ) колебались в пределах 1630-6800 $ за 1т (период 1961-1980 г.г.), и от 10 700 – 23 900 $ за 1т (период 1985-1988г.).
Постоянный рост цен на различные виды никелевой товарной продукции обусловлен как значительным увеличением удельных капитальных вложений в новое строительство, так и ростом цен на нефть (в рассматриваемом периоде), увеличением стоимости энергоносителей, повышением затрат на охрану окружающей среды, соотношением производства и спроса металлов и многими другими причинами.
Промышленные типы месторождений.
В основу положена промышленная систематика месторождений, базирующаяся на морфологии рудных тел, геологических условиях их залегания, минеральном и вещественном составе руд, особенностях их технологической переработки.
Основные типы никелевых месторождений следующие:
1. медно-никелевые сульфидные месторождения : Норильское, Толнахское и Октябрьское, Мончегорское, Каула и др.(СНГ), рудный район Сёдбери и месторождение Томпсон (Канада), Камбалда (З.Австралия);
2. никелевые силикатные и кобальт-никелевые асболан силикатные преимущественно пластообразные месторождения Южного Урала, Кубы, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.
Второстепенные типы :
1. медно-колчеданные месторождения;
2. жильные сульфидно-арсенидные комплексные месторождения.