A nikkelércek olyan ásványok , természetes ásványképződmények , amelyek nikkeltartalma elegendő ennek a fémnek vagy vegyületeinek gazdaságos kitermeléséhez. Általában 1-2% Ni-tartalmú szulfidércek és 1-1,5 % Ni -tartalmú szilikátércek lelőhelyei alakulnak ki. A legfontosabb nikkel ásványok közé tartoznak a leggyakoribb és ipari ásványok: szulfidok ( pentlandit (Fe, Ni)S (vagy (Ni, Fe) 9 S 8 ; 22-42% Ni-t tartalmaz), millerit NiS (64,5% Ni) , nikkelin (kupfernikkel, vörös nikkel-piritek) NiAs (44% Ni-ig), nikkel -pirrotit , polidimit , kobalt-nikkel-pirit , violarit , bravoitet , vaezit NiS 2 , hloantit , rammels - bergit NiAs 2 , luster-nikkel-nikkel-gersdorfit ulmanit ) , víztartalmú szilikátok ( garnierit , annabergit , hovakszit , revdinszkit , shuchhardit , nikkel- nontronitok ) és nikkel - kloritok .
A lelőhelyek ipari taxonómiáján alapul, az érctestek morfológiáján, előfordulásuk geológiai körülményein, az ércek ásványi és anyagi összetételén, valamint technológiai feldolgozásának sajátosságain alapul .
A nikkellerakódások fő típusai a következők:
Kisebb típusok:
A potenciális forrás az óceán fenekéből származó ferromangán csomók lehetnek .
1. Írjon be egyet. Magmás szulfid réz-nikkel lerakódások . Az ércképződés - a szulfidok kezdeti felhalmozódása és szétválása - az eredetileg homogén nikkeltartalmú olvadék behatolása, differenciálódása és szegregációja során következik be, két folyadékra: szilikát és szulfid komponensekre. A szulfidolvadék nagyobb súlya miatt lesüllyed és koncentrálódik a behatolások közeli részein, majd a szilikátolvadék kikristályosodása után kikristályosodik. A nikkeltartalmú magma felemelkedése a köpeny mélyén behatoló, mély vetések mentén megy végbe , amelyek meghatározzák az ércvidékek és a réz -nikkel lelőhelyek geológiai helyzetét. A szulfidos réz-nikkel ércek lerakódásai a réteges gabbroidok lopolitszerű vagy lemezszerű masszívumaihoz kapcsolódnak, amelyek az ősi pajzsok és platformok mély repedéseinek zónáira korlátozódnak .
A legnagyobb lelőhelyek érctesteinek alakja lemezszerű (Frud-Stobi, Thompson és mások Kanadában; Norilsk-1 , Talnakhskoye és Oktyabrskoye a FÁK-ban; Kambalda Ausztráliában stb.), gyakran egybeesik az iránnyal. az intruzív tömegek rétegződésének . Sok lelőhelyen (Moncsegorszkoje, Kaula a FÁK-ban; Lynn-tó Kanadában; Pilansberg Dél-Afrikában; számos lelőhely Ausztráliában) ércszerű , pillérszerű vagy összetettebb érctestek találhatók, amelyeket a hibák határoznak meg.
A világ réz-nikkel lelőhelyeinek jellegzetessége az ércek állandó ásványi összetétele: pirrotit , pentlandit , kalkopirit , magnetit ; rajtuk kívül pirit , kubanit , polidimit , nikkelin , millerit , violarit , platinacsoportba tartozó ásványok , esetenként kromit , nikkel és kobalt arzenid , galenit , szfalerit , bornit , makinavit , wallerit , grafit , oresatív arany található .
Az ércek összetettek. Tartalmaznak (%): Ni 0,6-5, Cu 0,2-6, Co 0,01-0,1, platina csoport fémeket. Az arány Ni:Cu= 1,5-2,5:1, de ettől eltérő is lehet. A Co:Ni arány 1:20-1:40. A szegény ércek (Ni 1,5%-ig - többnyire disszeminált ércek) feldúsulnak. A gazdag ércek (Ni több mint 1,5%) dúsítás nélkül olvaszthatók. A réz-nikkel ércekből vonják ki a rezet , nikkelt , kobaltot , a platina csoportba tartozó fémeket, aranyat , ezüstöt , ként , szelént , tellúrt .
2. Írjon be kettőt. Mállási kéreg szilikát nikkelérc . A szilikát nikkelércek exogén lelőhelyei univerzálisan a szerpentenit mállási kérgének egyik vagy másik típusához kapcsolódnak . a mállás során az ásványok fokozatos lebomlása, valamint a mozgó elemek víz segítségével a kéreg felső részeiből az alsó részekbe kerül át. Ott ezek az elemek másodlagos ásványok formájában kicsapódnak.
Az ilyen típusú lelőhelyek olyan nikkelkészleteket tartalmaznak, amelyek háromszor nagyobbak, mint a szulfidércekben lévő készletei, és egyes lerakódások készletei elérik az 1 millió tonnát vagy annál is többet. A szilikátércek nagy készletei Új-Kaledóniában, a Fülöp-szigeteken, Indonéziában, Ausztráliában és más országokban koncentrálódnak. Az átlagos nikkeltartalom bennük 1,1-2%. Ezenkívül az ércek gyakran tartalmaznak kobaltot.
Kioszt:
a. Területi kéreglerakódások (Kempirsaiskoe, Sakharinskoe, Serovskoe lerakódások).
A Kempirsai Csoport lelőhelyei a dunitok , peridotitok , piroxenitek és ezek szerpentinizált fajtáinak megmaradt mállási kéregtakarói. A nikkeltartalmú területek területe eléri a több négyzetkilométert. A standard fémtartalmú érctestek körvonalait mintavétellel és a kutatási hálózat sűrűségével határozzák meg. Az érctestek vastagsága 30 m (átlagosan 6 m). Általános esetben a nikkeltartalmú területkéreg profilja zónákra tagolódik: okker , nontronitok , csurgalékszerpentinek , karbonátos szerpentinek és kissé módosult szülőkőzetek - szerpentinek. Az érc a nontronit zóna, az okker zóna alsó része és a csurgalékszerpentin zóna felső része. A lelőhelyeket nyílt módon bányászják. A fedőréteg vastagsága 0-40 m.
b. Lineáris területi kéreglerakódások (Rogozhinskoye, Cheremshanskoye lerakódások, Közép-Urál).
A kereskedelmi nikkelérceket az okker, a nontronitok, a nemtronizált és kilúgozott szerpentitek képviselik. Az anyagösszetétel és a technológiai tulajdonságok szerint kétféle érc különböztethető meg: vastartalmú, magas kobalttartalmú; magnézium, magas nikkeltartalommal. A lerakódásokat két ásványosodási zóna jellemzi. A felső zónát nikkeltartalmú lateritek és 60-70% vas-oxidot és 1-2% nikkelt tartalmazó szilicitációs területek képviselik. Az alsó zóna gazdag garnierit - szerpentit ércekből áll, amelyek a területi nikkeltartalmú mállási kéreg alatt fordulnak elő. A rendkívül változó vastagságú érctestek 150 méteres mélységig nyomon követhetők és több száz méteren keresztül csapódnak le. A leggazdagabb ércintervallumok a kígyóércek felső részeire korlátozódnak. A nikkeltartalom 10-16%, a mélységgel 2%-ra csökken, a kobalt - 0,01-0,03%, a magnézium-oxid - 20-30%. A garnierit-szerpentit érceket a nikkelércek új-kaledóniai felfedezése (1875) óta bányászják napjainkig.
ban ben. Lineáris típusú lerakódások (Lipovskoye, Elizavetinskoye lerakódások, Közép-Urál).
Tektonikus zúzózónákra korlátozódnak , amelyek mentén a mállási kéreg jelentős mélységbe hatol. Az érctartalmú zónák szélessége változó, ritkán éri el a több tíz métert. Néha több párhuzamos sáv egyesül a kéreg felső részében. Leggyakrabban az érctestek meredek lejtésűek, és 25-60 m mélységig nyomon követhetők. A nikkel mineralizáció fő hordozói ebben a típusban a garnierit és a magnézium - hidroszilikátok , a krizotil és a krizopráz .
A repedések nikkeltartalmában gazdagabbak, mint a területi kéreglerakódások.
d) Az érctestek összetett morfológiájú lelőhelyei.
Ezek közül kiemelkednek a „nyitott” és „zárt” karsztos lelőhelyek . Az ércek a nikkeltartalmú kőzetek karbonáttal való érintkezésére korlátozódnak . Ebben a tekintetben a lerakódás területei az érintkezési vonal mentén megnyúltak. Az érintkezés mentén 100-350 m-ig, a bemerülés mentén 10-200 m-ig az érctestek nyomon követhetők A karsztüregek tele vannak bomlott szerpentittel, mészkővel , talkummal , klorittal , agyaggal stb. kifejezett durva laminálás . A nikkel mineralizáció fő hordozói a garnieritek és más nikkel-szilikátok és halloysiteek .
Az összes nikkel-mállási lelőhely érctesteinek nincs egyértelmű határa. Körvonalukat kémiai elemzések alapján határozzák meg. A nikkelércek összetettek. Hasznos összetevők: nikkel, kobalt, vas (csak ferronikellel feldolgozott ércekből ).
A technológiai tulajdonságok szerint a szilikát nikkelércek között a következő minőségeket különböztetjük meg: vastartalmú, kovasavas, magnéziumtartalmú és alumíniumtartalmú. Vannak köztes vas-magnézium, kova-alumínium, vas-kovás és egyéb fajták is.
Az 1%-nál nagyobb nikkeltartalmú, legalább 1:1 nikkel-réz arányú, csökkentett (25%-nál kevesebb) vastartalmú, szulfidban gazdag réz-nikkel érceket közvetlenül a kohóba küldik. A 25%-nál nagyobb vastartalmú és 20%-nál nagyobb kéntartalmú gazdag érceket olvasztás előtt lebegtetnek, hogy réz- és nikkelkoncentrátummá váljanak szét, a pirrotit pedig külön termékké váljon.
Az 1%-nál kisebb nikkeltartalmú közönséges réz-nikkel érceket dúsítják ; ebben az esetben kollektív réz-nikkelt vagy szelektív nikkel- és rézkoncentrátumot kapunk. A réz-nikkel ércekben található kobalt a dúsítási folyamat során réz-nikkelben, rézben és nikkelkoncentrátumokban halmozódik fel. A réz-nikkel-szulfid ércek káros szennyeződései a cink , az ólom és az arzén ; korlátozó tartalmukat a műszaki előírások határozzák meg.
A szilikát-nikkelérceket az ércképző ásványok komplexe szerint két technológiai típusra osztják: vastartalmú (okker, leptoklorit , hematit) és magneziás (nikkel-szilikátos szerpentinitek). Minden szilikátérc közvetlen kohászati feldolgozásnak van alávetve: vasércek - hidrometallurgiával (3% alatti magnéziumtartalommal) vagy pirometallurgiai módszerekkel, magnéziumérc - csak pirometallurgiai módszerekkel. A szilikát nikkelércekben lévő káros szennyeződések közé tartozik a réz és a króm, valamint a foszfor , amikor ferronikkelre olvasztják . Ezen komponensek határtartalmát a műszaki feltételek határozzák meg. Az oxidált és kevert ércek sokkal rosszabbul dúsulnak, mint a szulfidércek, különösen azok, amelyek szilikát formában tartalmaznak rezet. Az oxid formájú cinket gyakorlatilag nem vonják ki kereskedelmi koncentrátumokká.
Az oxidált és kevert érceket összetett kombinált sémák szerint dolgozzák fel, beleértve az oxidált ásványok szulfidálását és a kapott anyag flotációját, vagy hidrometallurgiai módszerrel - a fémek kémiai kilúgzásával és az azt követő kicsapással.
Minden réz-, ólom-cink- és réz-nikkelérc komplex (lásd: Érctípusok). Feldolgozásuk során általában kereskedelemben kapható réz-, ólom-, cink- és nikkelkoncentrátumokat nyernek, gyakran kénsavat (pirit), molibdént , baritot és magnetitot is, néha nemes- és más fémeket tartalmazó közeget is. A különböző márkájú kereskedelmi koncentrátumokban, amelyeket a fő komponensek tartalma különböztet meg, a szennyeződések tartalma is korlátozott.
A bányászott nikkel nagy része (87%) hőálló, szerkezeti, szerszám-, rozsdamentes acélok és ötvözetek gyártására megy el ; a nikkel viszonylag kis részét nikkel és réz-nikkel hengerelt termékek gyártására, huzalok, szalagok, vegyipari és élelmiszeripari különféle berendezések gyártására, valamint sugárhajtású repülésre, rakétatudományra, gyártásra fordítják. atomerőművek berendezéseinek és radarberendezéseinek gyártásához. A nikkel rézzel, cinkkel, alumíniummal ( sárgaréz , nikkel-ezüst , réz -nikkel , bronz ), nikkel és króm ötvözetével ( nikróm ) és monel fémötvözeteket (75% réz és 25% nikkel) széles körben használják a gépiparban. Az inconel ötvözetet a rakétatudományban használják; az elinvar állandó rugalmasságot tart fenn különböző hőmérsékleteken; a platina helyettesíti a drága platinát; A permalloy mágneses permeabilitással rendelkezik. Permalloy magok minden telefonkészülékben megtalálhatók. A világon megtermelt nikkel egytizede a petrolkémiai iparban katalizátorok gyártására megy el.
Az ARRIIZG szerint az iparosodott és fejlődő országok teljes nikkelkészlete 1998 elején 77,4 millió tonnát tett ki, beleértve a 45,5 millió tonnás bizonyított készleteket . A fő készletek Új-Kaledóniában , Kanadában , az Ausztrál Unióban és a Fülöp -szigeteken koncentrálódnak. , Indonézia , Brazília , Guatemala , Görögország . Japán és Nyugat-Európa országai ( Norvégia kivételével ) nem rendelkeznek saját nikkelforrással. Jelentéktelen nikkelkészletek az USA -ban - 140 ezer tonna. Az éves nikkeltermelés az iparosodott és fejlődő országokban körülbelül 600 ezer tonna, ebből: Kanadában - 262, Új-Kaledóniában - 135, az Ausztrál Unióban - 85, a Fülöp-szigeteken - 40, Indonéziában - 25, Dél-Afrikában - 22, az USA-ban - 15, a Dominikai Köztársaságban - 27. A nikkel kitermelésének és előállításának fő országai Kanada, Új-Kaledónia és az Ausztrál Nemzetközösség, valamint a fő fogyasztók Japán, az USA és Nyugat-Európa országai. Ebben a tekintetben Japán, az USA és Németország intenzíven foglalkozik a Világ-óceán ferromangán csomóinak kinyerésével és feldolgozásával kapcsolatos probléma megoldásában, hogy nikkelt nyerjenek belőlük. A nikkeltermelés további növekedését elsősorban a nikkel-szilikát ércek és a nagy készletekkel rendelkező, bár szegényes ércekkel rendelkező szulfidlelőhelyek kiaknázásában való részvételnek köszönhetjük . A nikkel a külkereskedelmi forgalom volumenében az egyik vezető helyet foglalja el a színesfémek között.
Az egyedi lelőhelyek több mint 500 ezer tonna nikkelt tartalmaznak, nagy - 500-250 ezer tonna, közepes - 250-100 ezer tonna, kicsi - akár 100 ezer tonna.