Особенности разведки и оценки месторождений никеля (стр. 2 из 13)

В работах русского ученого А. П. Карпинского (1883 г.) и американского ученого Ф. Пошепного (1813 г.) описано многообразие процессов генезиса руд. Дальнейшее развитие взглядов на рудообразование в начале XX в. связано с исследованиями И. Фогта (Норвегия), В. Линдгрена, В. Эммонса (США), В. А. Обручева, А. П. Карпинского, К. И. Богдановича. Первые в России учебные пособия по полезным ископаемым - «Курс рудных место рождений» А. П. Карпинского и позднее изданный учебник по рудным месторождениям К. И. Богдановича (1912 - 1913 гг.).

В советский период большой вклад в развитие учения о полезных ископаемых внесли В. А. Обручев, А. П. Заварицкий, В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман, Л. И. Лутугин, П. И. Степа­нов, И. М. Губкин, С. И. Миронов, Ю. А.Билибин, А. Г. Бетех тин, Д.С. Коржинский, В. С. Соболев, С. С. Смирнов, П. М. Татаринов, И. Ф. Григорьев, В. М. Крейтер, В. И. Смирнов, М. Г. Магакьян, Д. П. Григорьев, М. А. Усов, В. К- Котульский, П. И. Преображенский, X. М. Абдуллаев, А. В. Пэк, А. В. Казаков, Н. М. Страхов, Г. С. Дзоценидзе, К. И. Сатпаев, В. П. Петров, В. Д. Никитин, Н. С. Курнаков, Л. И. Пустовалов, И. С. Рожков и многие другие. Из зарубежных ученых следует отметить большую роль в развитии науки Б. Линдгрена, В. Эммонса, А. Баддиндгтона, Б. Батлера, Л. Грейтона, И. Иовчева, Е. Ссадецки-Кардоша, Я. Кутины, П. Ниггли, Г. Шнейдерхена, К. Оксениуса, А. Локка, Я. Вант-Гоффа, Г. Потонье, А. Бетма-на, М. Рамдора, Р. Рутье и многих других.

Минеральное сырье играет огромную роль в народном хозяйстве нашей страны. Развитию минерально-сырьевой базы СНГ и ее освоению уделяется исключительно 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 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.