Особенности разведки и оценки месторождений никеля
p>
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 орудинение связано с интрузивами дифференцированных габбро-
диабазов одного из триасовых этапов траппового магматизма. Наиболее
значительным является месторождение Норильск 1, где оруденение приурочено к
донной части плитообразного расслоения массива габбро-диабазов, полого
погружающегося на запад под покровы триасовых эффузивов. Подстилающими для
массива являются осадочные породы палеозоя. Талнахское и Октябрьское месторождения расположены на юго-западном
склоне плато Хараелах и связаны с крупными дифференцированным интрузивом
габбро-диабазов норильского типа площадью более 50 км2, который приурочен к
тому же глубинному разлому, что и Норильское месторождение. Талнахское
месторождение, открытое в 1960г., приурочено к верхнему рудоносному
горизонту, а Октябрьское, открытое в 1965г., находится на нижнем горизонте. Оба месторождения расположены на узле пересечения Норильским
глубинным рудоконтролирующим разломом Хараелахской мульды. К востоку от
разлома располагается Талнахское месторождение, а к западу – Октябрьское.
Складчатые и разрывные нарушения определяют блоковое строение рудного поля. Оруденение преимущественно вкрапленное в породах эндо- и экзоконтакта
интрузива. Встречаются шлиры, сульфидные жильные тела и пластообразные
залежи сплошных руд. Морфология рудных тел и условия их локализации
определялись разрывными нарушениями. Основные минералы руд: пирротин,
халькопирит, кубанит, пентландит, второстепенные: борнит, пирит, миллерит,
виоларит, бравоит, сфалерит, галенит и др. Руды Октябрьского месторождения залегают на большой глубине: 400-600
м. На этом месторождении различают три типа главных промышленных руд:
богатые сплошные медно-никелевые и медистые во вмещающих осадочных
отложениях и вкрапленные в интрузивных породах. Среди богатых руд
выделяются пирротиновые, кубанитовые и халькопиритовые с талнахитом,
моухикитом. Кубанитовые и халькопиритовые руды содержат металлы платиновой
группы, золото, серебро, селен и др. элементы. Богатые сплошные руды образуют несколько залежей, имеющих пласто- и
линзообразную форму с относительно выдержанными мощностями. Месторождения района Сёдбери (провинция Онтарио, Канада) – крупнейшее
в мире. За более чем 100 лет эксплуатации здесь добыто более 7 млн.т.
никеля, 4.2 млн.т меди, 207 тыс.т. кобальта, 620 т металлов группы платины,
400т золота, 250 т серебра. Однако запасы металлов не исчерпаны. В
настоящее время они составляют 5.6 млн.т никеля (среднее содержание 1.58%),
170 тыст. Кобальта (0,05%), 4.03 тыс.т. меди (1.15%). Месторождения приурочены к протерозойскому лополитоподобному
интрузиву Сёдбери, имеющему вид эллиптического кольца толщиной до 0,6 км.
Длина массива 60 км, ширина 27 км. Строение интрузивного кольца зональное,
сложено оно норитами, кварцевыми габбро и гранофирами. От норитового кольца
отходят радиальные дайки. Многочисленные медно-никелевые месторождения приурочены к внешнему
контакту интрузива. Наиболее крупные из них (Фруд-Стоби, Меррей, Крейтон,
Гарсон и др.) расположены в основании норитов вдоль юго-восточного
контакта. Одно из крупнейших в мире тело сульфидных руд месторождения Фруд
приурочено к дайкообразному массиву кварцевых диоритов. Длина рудного тела
3 км, мощность 45-120 м, а на глубине оно прослежено на 1200 м. Руды
вкрапленные, брекчиевые, массивные; сложены пирротином, пентландитом,
халькопиритом, кубанитом. В них присутствует арсениды и сульфоарсениды
никеля, галенит, сперрилит. Руды богаты платиноидами и золотом (1-4 г/т). Относительно генезиса месторождений Сёдбери существуют две главные
гипотезы: классическая – магматическая и новая – метеоритная. Месторождение Камбалда – представитель пластообразных месторождений
на Австралийском континенте. Находится оно в Западно-Австралийской
никеленосной провинции. Медно-никелевое оруденение связано с основными и
ультраосновными интрузивными массивами, которые приурочены к архейским
зеленокаменным поясам системы Калгурли-Йилгарн. Зеленокаменные толщи смяты
в узкие вытянутые складки северо-западного простирания. Мощность рудных тел 1-15 м. Протяженность по простиранию измеряется
сотнями метров, а разведанная глубина –450 м. Руды в основном пирротин-
пентландитовые с небольшим количеством халькопирита и пирита. Запасы никеля
на месторождении составляют 642 тыс.т при среднем содержании 3.28%,
кобальта – 8 тыс.т. (0.04%) и меди – 67 тыс.т. (0.34%). В Австралии имеется еще ряд месторождений с бедными прожилковато-
вкрапленными рудами, но с крупными запасами. К ним относятся Маунт-Кейт и
Кингстон с запасами по 600 тыс.т никеля (ср.сод. 0.6%) и Саут-Уиндорра с
запасами 443 тыс.т. никеля (ср.сод.1.5%). Тип второй. Никелевые силикатные и кобальт-никелевые асболан-
силикатные преимущественно пластообразные месторождения. В месторождениях этого типа заключены запасы никеля в 3 раза
превышающие его запасы в сульфидных рудах, а запасы некоторых месторождений
достигают 1 млн.т. и более никеля. Крупные запасы силикатных руд
сосредоточены на Новой Каледонии, Филиппинах, Индонезии, Австралии и др.
странах. Среднее содержание в них никеля равно 1.1-2%. Кроме того в рудах
часто содержится кобальт. Месторождения площадной коры. Месторождения Кемпирсайской группы представляют собой сохранившиеся
остаточные покровы коры выветривания на дунитах, перидотитах, пироксенитах
и их серпентинизированных разностях. Площадь никеленосных участков
достигает нескольких квадратных километров. Контуры рудных тел с
кондиционным содержанием металла определяются опробованием и густотой
разведочной сети. Мощность рудных тел – 30 м (средняя 6м). В общем случае
профиль никеленосной площадной коры расчленяется на зоны: 1. охры 2. нонтрониты 3. выщелочные змеевики 4. карбонатизированные змеевики 5. малоизмененные материнские породы – змеевики.
Рудой является зона нонтронитов, нижняя часть зоны охр и верхняя часть зоны
выщелочных змеевиков. Месторождения отрабатываются открытым способом. Мощность вскрышных
пород 0-40 м. На острове Куба максимального развития никеленосная кора выветривания
латеритного профиля достигает на прибрежном плато в провинции Орьенте.
Здесь на поверхности обнажаются интрузивные массивы ультраосновных пород, с
которыми связаны крупнейшие по запасам месторождения силикатных никелевых
руд Пинарес-де-Майори, Никаро, Мао. Полоса никелевых месторождений
протягивается в широтном направлении на 100-120 км при ширине 30-35 км.
Плащеобразные рудные залежи мощьностью 10-40 м покрывают огромные, слабо
всхолмленные площади плато. На месторождении Майяри рудное тело длиной
свыше 16 км и шириной более 6 км залегает на глубине 6-20 м. Разрез никеленосной коры выветривания для всех кубинских месторождений
почти одинаков. В нем выделяются две зоны: латеритовая и серпентитовая. В латеритах Кубы среднее содержание никеля – 1.2-1.5%, кобальта – 0.08-
0.1% при низком содержании окиси магния (2-3%) и высоком – окиси железа (60-
70%). Это позволяет перерабатывать их гидрометаллургическим методом. По
общим запасам никеля Куба занимает одно из первых мест в мире. Месторождения линейно-площадной коры. Бурыктальское месторождение находится в Оренбургской области. На
площади выделяется ряд рудных участков, расположенных в 2-10 км один от
другого. Глубина залегания рудных тел 13-110 м, мощность 1-25 м. Форма
рудных залежей весьма сложная, с частыми раздувами, пережимами и
карманообразными углублениями, обусловленная совместным развитием площадной
и трещинной кор выветривания. Промышленные никелевые руды представлены охрами, нонтронитами,
нонтронизированными и выщелоченными серпентитами. По вещественному составу
и технологическим свойствам выделяются два типа руд: 1. железистый, с повышенным содержанием кобальта; 2. магнезиальный, с повышенным содержанием никеля. Месторождение отрабатывается открытым способом. Месторождения Новой Каледонии приурочены к кайнозойским интрузивным
массивам и занимающим около одной трети площади всего острова. Для
месторождений характерны две зоны оруденения. Верхняя зона представлена никеленосными латеритами и участками
окремнения с содержанием до 60-70% оксида железа и 1-2% никеля. Нижняя зона сложена богатыми гарниерит-серпентитовыми рудами, которые
залегают под площадной никеленосной корой выветривания. Рудные тела крайне
изменчивой мощности прослеживаются на глубину 150м и по простиранию на
сотни метров. Наиболее богатые рудные интервалы приурочены к верхним частям
серпентитовых руд. Содержание никеля составляет 10-16%, с глубиной
снижается до 2%., кобальта – 0.01-0.03%, а окиси магния – 20-30%. Гарниерит-
серпентитовые руды являются объектом добычи с момента открытия никелевых
руд в Новой Каледонии (1875г.) и до настоящего времени. Лишь в последние
годы начаты работы по использованию более бедных латеритовых никелевых руд
со средним содержанием никеля 1.2-1.8%. По запасам никеля Н.Каледония занимает первое место среди развитых
стран. Не менее 80% всех запасов приходится на гарниерит-серпентитовые
руды. Годовая добыча никеля в стране достигает 133 тыс.тонн. Месторождения линейного типа. Аккермановское месторождение приурочены к тектоническим зонам
дробления, вдоль которых кора выветривания проникает на значительную
глубину. Ширина рудоносных зон неодинаковая, редко достигает нескольких
десятков метров. Иногда встречаются ряд параллельных полос, сливающихся в
верхней части коры. Чаще всего рудные тела имеют крутое падение и
прослеживаются на глубину 25-60 м. Основные носители никелевого оруденения в этом типе – гарниерит и
гидросиликаты магния, хризотил и хризопраз. Трещинные месторождения по
содержанию никеля более богаты, чем месторождения площадной коры. Месторождения со сложной морфологией рудных тел. Среди этих
месторождений выделяются месторождения «открытого» и «закрытого» карста.
Руды приурочены к контакту никеленосных пород с карбонатными. В связи с
этим площади месторождения вытянуты вдоль линии контактов. Рудные тела
прослеживаются вдоль контакта на 100-350 м, а по падению на 10-200 м. Карстовые полости выполняются разложенным серпентитом, известняком,
тальком, хлоритом, глинами и др. Материал не сортирован и имеет
слабовыраженную грубую слоистость. Основные носителем никелевого оруденения
– гарниериты и другие никелевые силикаты и галлуазиты. Технологические свойства руд и особенности их переработки. Технология переработки руд цветных металлов зависит от их минерального
состава, степени окисления, комплексности, тексту и структур, крупности
зерен и степени взаимного прорастания одних минералов в другие,
сопротивляемости руд дроблению и степени шламообразования при их дроблении
и измельчении. Все это обуславливает выделение большого числа промышленных
типов руд, для которых требуются различные технологические схемы
переработки (см. табл.№2) По степени окисления руды медных и полиметаллических месторождений
подразделяются на три типа: сульфидный, смешанный и окисленный. Критерием
для отнесения руд к тому или иному типу служит содержание в рудах меди,
свинца и цинка в оксидной форме, ориентировочная величина которого указана
в таблице. Типы руд по степени окисленности |Тип руд |Содержание оксидов, % |
| |Меди |Свинца |Цинка |
|Сульфидный |50 | Богатые сульфидные медно-никелевые руды с содержанием никеля более 1%
при отношении никеля к мед не менее 1:1 и с пониженным (менее 25%)
содержанием железа направляются непосредственно в плавку. При содержании
железа более 25% и серы более 20% богатые руды перед плавкой флотируют для
разделения на медный и никелевый концентраты и вывода пирротина в отдельный
продукт. Рядовые медно-никелевые руды с содержанием никеля менее 1%
обогащаются; при этом получают коллективный медно-никелевый или селективные
никелевый и медный концентраты. Содержащийся в медно-никелевых рудах кобальт в процессе обогащения
накапливается в медно-никелевом, медном и никелевом концентратах. Вредными
примесями сульфидных медно-никелевых руд являются цинк, свинец и мышьяк; их
предельные содержания устанавливаются техническими условиями. Силикатные
никелевые руды по комплексу рудообразующих минералов разделяются на два
технологических типа: железистые (охристые, лептохлоритовые, гематитовые) и
магнезиальные (серпентиниты с никелевыми силикатами). Все силикатные руды подвергаются непосредственному металлургическому
переделу: железистые – гидрометаллургическим (при содержании магния менее
3%) или пирометаллургическим методами, магнезиальные - только
пирометаллургическим. К вредным примесям в силикатных никелевых рудах
относят медь и хром, а при плавке на ферроникель – и фосфор. Предельные
содержания этих компонентов определяются техническими условиями. Окисленные и смешанные руды обогащаются значительно хуже, чем
сульфидные, особенно содержащие медь в силикатной форме. Цинк в оксидной
форме в товарные концентраты практически не извлекается. Окисленные и
смешанные руды перерабатываются либо по сложным комбинированным схемам,
включающим сульфидизацию окисленных минералов и флотацию получаемого
материала, либо гидрометаллургическим способом – путем химического
выщелачивания металлов и последующего их осаждения. Все медные, свинцово-цинковые и медно-никелевые руды являются
комплексными. При переработке их обычно получают товарные медные,
свинцовые, цинковые и никелевые концентраты, часто также серные (пиритные)
, молибденовые, баритовые и магнетитовые, иногда промпродукты, содержащие
благородные и другие металлы. В товарных концентратах разных марок,
выделяемых по содержанию основных компонентов, лимитируется и содержание
примесей.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|