Особенности разведки и оценки месторождений никеля

большое внимание. Советские  геологи создали в нашей стране надежную

минерально-сырьевую базу.

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 0С,

температура кипения 2990 0С, 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.

     Потенциальный  источник – современные железомарганцевые  конкреции дна океанов.

Первый тип – главный  источник никеля как в зарубежных странах, так и в СНГ. В

капиталистических и развивающихся  странах на него приходится 29% всех запасов

и 57,5% добычи. Месторождения  второго типа обладают значительно  большими

запасами (70,6%) и из них  добывают 41,5% никеля. В СНГ этот тип  имеет также

важное значение. Второстепенные типы играют незначительную роль.

Сульфидные медно-никелевые  месторождения с запасами никеля до 100 тыс.т

считаются мелкими, от100 до 200 средними и свыше 200 – крупными. Крупные

запасы никеля, сосредоточенные  в железомарганцевых конкрециях на дне океанов,

являются пока потенциальным  источником этого металла.

     Основные типы.

     Тип первый. Медно-никелевые сульфидные месторождения.

Месторождения сульфидных медно-никелевых  руд связаны с лополитоподобными  или

плитообразными массивами  расслоенных габброидов, приуроченных к зонам

глубинных разломов на древних  щитах и платформах. Форма рудных тел наиболее

крупных месторождений пластообразная (Фруд-Стоби, Томпсон и др. в Канаде;

Норильск 1, Талнахское и Октябрьское  в СНГ; Камбалда в Австралии и  др.),

часто совпадающая с направлением расслоенности интрузивных массивов. Многие

месторождения (Мончегорское, Каула в СНГ; Линн-Лейк в Канаде; Пилансберг в

ЮАР; ряд месторождений  Австралии) имеют жильную, столбообразную или более

сложную форму рудных тел, определяемую разрывными нарушениями.

Руды комплексные. В них  содержится (%): Ni 0.6-5, Cu 0.2-6, Co 0.01-0.1,

металлы группы платины. Отношение Ni:Cu= 1.5-2.5:1, но может быть и иным.

Отношение Co:Ni=1:20-1:40. Бедные руды (Ni до 1.5% - в основном вкрапленные

руды) обогащаются. Богатые  руды (Ni более 1.5%) могут идти в плавку без

обогащения. Из медно-никелевых  руд извлекают медь, никель, кобальт, металлы

группы платины, золото, серебро, серу, селен, теллур.

     Норильское  рудное поле.

Оно расположено на северо-западной окраине Сибирской платформы  и приурочено к

зоне глубинного разлома  близмиридионального простирания. Медно-никелевое