Nikkelimalmit ovat eräänlaisia mineraaleja , luonnollisia mineraalimuodostelmia, joiden nikkelipitoisuus riittää tämän metallin tai sen yhdisteiden taloudellisesti kannattavaan louhintaan. Yleensä kehitetään sulfidimalmeja , jotka sisältävät 1-2 % Ni, ja silikaattimalmeja , jotka sisältävät 1-1,5 % Ni. Tärkeimpiä nikkelimineraaleja ovat yleisimmät ja teollisuusmineraalit: sulfidit ( pentlandiitti ( Fe, Ni)S (tai (Ni, Fe) 9 S 8 ; sisältää 22–42 % Ni), milleriitti NiS (64,5 % Ni) , nikkeli(kupfernikkeli, punainen nikkelipyriitti) NiAs (jopa 44 % Ni), nikkelipyrrotiitti , polydymiitti , koboltti-nikkelipyriitti , violiitti , bravoite , vaesiitti NiS 2 , hloantiitti , rammels-bergiitti NiAs 2 , lusternikkeli (Snicgers) gersdorfiitti , ulmaniitti , vesipitoiset silikaatit ( garnieriitti , annabergiitti , hovakhsiitti , revdinskiitti , šuhhardiitti , nikkelinontroniitit ) ja nikkelikloriitit .
Se perustuu esiintymien teolliseen taksonomiaan , joka perustuu malmikappaleiden morfologiaan, niiden esiintymisen geologisiin olosuhteisiin, malmien mineraali- ja materiaalikoostumukseen sekä niiden teknologisen käsittelyn ominaisuuksiin.
Nikkeliesiintymien päätyypit ovat seuraavat:
Pienet tyypit:
Mahdollinen lähde voi olla ferromangaanikyhmyt meren pohjasta.
1. Kirjoita yksi. Magneettiset sulfidi-kupari-nikkeliesiintymät . Malmin muodostuminen - sulfidien alkukertymä ja erottuminen - tapahtuu alun perin homogeenisen nikkeliä sisältävän sulan tunkeutumisen, erilaistumisen ja erottelun aikana kahdeksi nesteeksi: silikaatti- ja sulfidikomponentit. Sulfidisulate, suuremman painonsa vuoksi, uppoaa ja tiivistyy tunkeumien lähellä oleviin pohjaosiin ja kiteytyy silikaattisulan kiteytymisen jälkeen. Nikkeliä sisältävän magman nousu tapahtuu syvälle vaippaan tunkeutuvien syvien vaurioiden varrella , jotka määräävät malmialueiden ja kupari-nikkeliesiintymien kenttien geologisen sijainnin . Sulfidikupari-nikkelimalmiesiintymät liittyvät lopolit- tai levymäisiin kerrosmaisiin räjähdyksiin, jotka ovat rajoittuneet syvien vaurioiden vyöhykkeisiin muinaisilla kilpillä ja tasoilla .
Suurimpien esiintymien malmikappaleiden muoto on levymäinen (Frud-Stobi, Thompson ja muut Kanadassa; Norilsk-1 , Talnakhskoye ja Oktyabrskoje IVY:ssä; Kambalda Australiassa jne.), usein samaan suuntaan suunnan kanssa. tunkeilevien massiivien kerrostamisesta . Monissa esiintymissä (Monchegorskoye, Kaula IVY:ssä; Lynn Lake Kanadassa; Pilansberg Etelä-Afrikassa; useat esiintymät Australiassa) on suoni , pilarimainen tai monimutkaisempi malmikappaleiden muoto, joka määräytyy vikojen perusteella.
Kupari-nikkeliesiintymien tyypillinen piirre ympäri maailmaa on malmien yhtenäinen mineraalikoostumus: pyrrotiitti , pentlandiitti , kalkopyriitti , magnetiitti ; niiden lisäksi löytyy rikkikiisua , kubaniittia , polydymiittiä , nikkeliiniä , milleriittiä , violariittia , platinaryhmän mineraaleja , joskus kromiittia , nikkeli- ja kobolttiarsenideja , galenia , sfaleriitti , borniitti , makinaviite , walleriitti , grafiitti , natiivikulta .
Malmit ovat monimutkaisia. Ne sisältävät (%): Ni 0,6-5, Cu 0,2-6, Co 0,01-0,1, platinaryhmän metalleja. Suhde Ni:Cu = 1,5-2,5:1, mutta voi olla erilainen. Suhde Co:Ni = 1:20 - 1:40. Huonot malmit (Ni jopa 1,5 % - enimmäkseen levinneet malmit) rikastetaan. Rikkaat malmit (Ni yli 1,5 %) voidaan sulattaa ilman rikastamista. Kupari -nikkelimalmeista uutetaan kuparia , nikkeliä , kobolttia , platinaryhmän metalleja, kultaa , hopeaa , rikkiä , seleeniä , telluuria .
2. Kirjoita kaksi. Silikaattinikkelimalmit säänkestävästä kuoresta . Eksogeeniset silikaattinikkelimalmiesiintymät liittyvät yleisesti yhden tai toisen tyyppiseen käärmeen säänkestävään kuoreen . sään aikana tapahtuu mineraalien vaiheittaista hajoamista sekä liikkuvien alkuaineiden siirtymistä veden avulla kuoren yläosista alempaan. Siellä nämä alkuaineet saostuvat sekundaaristen mineraalien muodossa.
Tämän tyyppiset esiintymät sisältävät nikkelivarantoja, jotka ovat 3 kertaa suuremmat kuin sen sulfidimalmivarannot, ja joidenkin esiintymien nikkelivarannot ovat yli miljoona tonnia. Suuret silikaattimalmivarat ovat keskittyneet Uuteen-Kaledoniaan, Filippiineille, Indonesiaan, Australiaan ja muihin maihin. Niiden keskimääräinen nikkelipitoisuus on 1,1-2%. Lisäksi malmit sisältävät usein kobolttia.
Varaa:
a. Alueelliset kuoriesiintymät (Kempirsaiskoe, Sakharinskoe, Serovskoe esiintymät).
Kempirsai-konsernin esiintymät ovat säilyneitä rapakuoren jäännöskuoren peitteitä duniiteilla , peridotiiteilla , pyroksetiiteilla ja niiden serpentinoituneilla lajikkeilla. Nikkeliä sisältävien alueiden pinta-ala on useita neliökilometrejä. Vakiometallipitoisten malmikappaleiden ääriviivat määritetään näytteenotolla ja etsintäverkoston tiheydellä. Malmikappaleiden paksuus on 30 m (keskimäärin 6 m). Yleisessä tapauksessa nikkeliä sisältävän alueenkuoren profiili on jaettu vyöhykkeisiin: okra , nontroniitit , huuhteluserpentiinit , karbonisoituneet serpentiinit ja hieman muuttuneet kantakivet - serpentiinit. Malmi on nontroniittivyöhyke, okravyöhykkeen alaosa ja huuhtokäärmevyöhykkeen yläosa. Esiintymät louhitaan avoimella tavalla. Päällystyspaksuus on 0-40 m.
b. Lineaariset pintakuoriesiintymät (Rogozhinskoye, Cheremshanskoje esiintymät, Keski-Ural).
Kaupallisia nikkelimalmeja edustavat okra, nontroniitit, ei-tronisoidut ja uuttuneet käärmeet. Materiaalikoostumuksen ja teknisten ominaisuuksien mukaan erotetaan kahden tyyppisiä malmeja: rautapitoiset, joissa on korkea kobolttipitoisuus; magnesiumoksidia, jossa on korkea nikkelipitoisuus. Esiintymille on ominaista kaksi mineralisaatiovyöhykettä. Ylempää vyöhykettä edustavat nikkeliä sisältävät lateriitit ja silikoitumisalueet, jotka sisältävät jopa 60-70 % rautaoksidia ja 1-2 % nikkeliä. Alempi vyöhyke koostuu rikkaista garnieriitti - käärmemalmeista , joita esiintyy alueen nikkeliä sisältävän sääkuoren alla. Äärimmäisen vaihtelevan paksuiset malmikappaleet voidaan jäljittää 150 metrin syvyyteen ja iskuja pitkin satojen metrien ajan. Rikkaimmat malmivälit rajoittuvat käärmemalmien yläosiin. Nikkelipitoisuus on 10-16%, laskee 2%:iin syvyyden myötä, koboltti - 0,01-0,03% ja magnesiumoksidi - 20-30%. Garnieriitti-serpentiittimalmeja on louhittu nikkelimalmien löytämisestä Uudessa-Kaledoniassa (1875) tähän päivään asti.
sisään. Lineaarityyppiset esiintymät (Lipovskoye, Elizavetinskoye esiintymät, Keski-Ural).
Ne rajoittuvat tektonisiin murskausvyöhykkeisiin , joita pitkin sään aiheuttama kuori tunkeutuu huomattavaan syvyyteen. Malmipitoisten vyöhykkeiden leveys vaihtelee, harvoin useisiin kymmeniin metriin. Joskus kuoren yläosassa yhdistyy useita samansuuntaisia juovia. Useimmiten malmikappaleissa on jyrkkä pudotus ja ne voidaan jäljittää 25-60 m:n syvyyteen. Tämän tyypin nikkelin mineralisaation tärkeimmät kantajat ovat garnieriitti ja magnesiumhydrosilikaatit , krysotiili ja krysopraasi .
Halkeamaesiintymät ovat nikkelipitoisempia kuin pintakuoriesiintymät.
d. Esiintymät, joiden malmikappaleiden morfologia on monimutkainen.
Näistä esiintymistä erottuvat "avoimen" ja "suljetun" karstin esiintymät . Malmit rajoittuvat nikkeliä sisältävien kivien kosketukseen karbonaatin kanssa . Tässä suhteessa kerrostuman alueet ovat pitkänomaisia kosketuslinjaa pitkin. Malmikappaleita voidaan jäljittää kosketuskohdassa 100–350 m ja uppoa pitkin 10–200 m. Karstiontelot täytetään hajonneella käärmeellä, kalkkikivellä , talkilla , kloriitilla , savella jne. Materiaali ei ole lajiteltu ja on heikosti ilmaistu karkea laminointi . Nikkelin mineralisaation tärkeimmät kantajat ovat garnieriitit ja muut nikkelisilikaatit ja halloyytit .
Kaikkien nikkelin säänkestoisten esiintymien malmikappaleilla ei ole selkeitä rajoja. Niiden ääriviivat määritetään kemiallisten analyysien perusteella. Nikkelimalmit ovat monimutkaisia. Hyödyllisiä komponentteja ovat: nikkeli, koboltti, rauta (vain ferronikkeliksi jalostetuista malmeista ).
Teknisten ominaisuuksien mukaan silikaattinikkelimalmeista erotetaan seuraavat lajikkeet: rautapitoinen, piipitoinen, magnesiumoksidi ja alumiini. On myös välimuotoisia rauta-magnesi-, pii-alumiini-, rauta-piipitoisia ja muita lajikkeita.
Rikkaat sulfidiset kupari-nikkelimalmit, joiden nikkelipitoisuus on yli 1 % ja joissa nikkelin ja kuparin suhde on vähintään 1:1 ja joiden rautapitoisuus on alennettu (alle 25 %), lähetetään suoraan sulattoon. Kun rautapitoisuus on yli 25 % ja rikki yli 20 %, rikkaita malmeja vaahdotetaan ennen sulatusta niiden erottamiseksi kupari- ja nikkelirikasteiksi ja pyrrhotiitti erilliseksi tuotteeksi.
Tavalliset kupari-nikkelimalmit, joiden nikkelipitoisuus on alle 1 % , rikastetaan ; tässä tapauksessa saadaan kollektiivista kupari-nikkeliä tai selektiivisiä nikkeli- ja kuparikonsentraatteja. Kupari-nikkelimalmien sisältämä koboltti kertyy kupari-nikkeli-, kupari- ja nikkelirikasteisiin rikastusprosessin aikana. Kupari-nikkelisulfidimalmien haitallisia epäpuhtauksia ovat sinkki , lyijy ja arseeni ; niiden rajoittava sisältö määritellään teknisissä eritelmissä.
Silikaattinikkelimalmit jaetaan kahteen teknologiseen tyyppiin malmia muodostavien mineraalien kompleksin mukaan: rautapitoiset (okrapitoiset, leptokloriitti , hematiitti) ja magnesiolaiset (serpentiniitit, joissa on nikkelisilikaatteja). Kaikki silikaattimalmit käsitellään suoraan metallurgisesti: rautamalmit - hydrometallurgisilla (magnesiumpitoisuus alle 3%) tai pyrometallurgisilla menetelmillä, magnesiinimalmit - vain pyrometallurgisilla menetelmillä. Silikaattinikkelimalmien haitallisia epäpuhtauksia ovat kupari ja kromi sekä fosfori sulatettaessa ferronikkeliä varten . Näiden komponenttien rajoittava pitoisuus määräytyy teknisten olosuhteiden mukaan. Hapetetut ja sekamalmit rikastuvat paljon huonommin kuin sulfidimalmit, erityisesti sellaiset, jotka sisältävät kuparia silikaattimuodossa. Oksidimuodossa olevaa sinkkiä ei käytännössä uuteta kaupallisiksi konsentraateiksi.
Hapetettuja ja sekamalmeja käsitellään joko monimutkaisten yhdistettyjen järjestelmien mukaan, mukaan lukien hapettuneiden mineraalien sulfidointi ja tuloksena olevan materiaalin vaahdotus, tai hydrometallurgisella menetelmällä - metallien kemiallisella liuotuksella ja niiden myöhemmällä saostuksella.
Kaikki kupari-, lyijy-sinkki- ja kupari-nikkelimalmit ovat monimutkaisia (katso Malmityypit). Niitä käsiteltäessä saadaan yleensä kaupallisia kupari-, lyijy-, sinkki- ja nikkelirikasteita, usein myös rikki (pyriitti), molybdeeni , bariitti ja magnetiitti , joskus jalo- ja muita metalleja sisältäviä rehuja. Eri merkkien kaupallisissa tiivisteissä, jotka erottuvat pääkomponenttien pitoisuudesta, epäpuhtauksien pitoisuus on myös rajoitettu.
Suurin osa louhitusta nikkelistä (87 %) menee lämmönkestävien, rakenne-, työkalu-, ruostumattomien terästen ja metalliseosten tuotantoon ; suhteellisen pieni osa nikkelistä käytetään nikkeli- ja kupari-nikkelivalssattujen tuotteiden valmistukseen, lankojen, nauhojen, erilaisten kemian- ja elintarviketeollisuuden laitteiden valmistukseen sekä suihkulentotoimintaan, rakettitieteeseen, tuotannossa. ydinvoimalaitosten laitteiden ja tutkalaitteiden valmistukseen. Konepajateollisuudessa käytetään laajasti nikkelin ja kuparin, sinkin, alumiinin ( messinki , nikkelihopea , kupronikkeli , pronssi ), nikkelin ja kromin seoksen ( nikromi ) ja monel-metallin (75 % kuparia ja 25 % nikkeliä) seoksia. Inconel-seosta käytetään rakettitieteessä; elinvar säilyttää jatkuvan elastisuuden eri lämpötiloissa; platina korvaa kalliin platinan; permalloylla on magneettinen läpäisevyys. Permalloy-ytimiä löytyy mistä tahansa puhelimesta. Kymmenesosa maailmassa tuotetusta nikkelistä menee petrokemian teollisuuden katalyyttien valmistukseen.
ARRIIZG: n mukaan teollistuneiden ja kehitysmaiden kokonaisnikkelivarannot olivat vuoden 1998 alussa 77,4 miljoonaa tonnia, mukaan lukien todetut 45,5 miljoonan tonnin nikkelivarannot . Päävarat ovat keskittyneet Uuteen Kaledoniaan , Kanadaan , Australian unioniin ja Filippiineille . , Indonesia , Brasilia , Guatemala , Kreikka . Japanilla ja Länsi-Euroopan mailla ( Norjaa lukuun ottamatta ) ei ole omia nikkelivaroja. Merkittämättömät nikkelivarannot Yhdysvalloissa - 140 tuhatta tonnia Nikkelin vuosituotanto teollisuus- ja kehitysmaissa on noin 600 tuhatta tonnia, mukaan lukien: Kanadassa - 262, Uudessa-Kaledoniassa - jopa 135, Australian unionissa - 85, vuonna Filippiinit - 40, Indonesia - 25, Etelä-Afrikka - 22, Yhdysvallat - 15, Dominikaaninen tasavalta - 27. Tärkeimmät nikkelin louhinnan ja tuotannon maat ovat Kanada, Uusi-Kaledonia ja Australian liitto sekä tärkeimmät kuluttajat ovat Japani, USA ja Länsi-Euroopan maat. Tältä osin Japani, Yhdysvallat ja Saksa osallistuvat intensiivisesti Maailman valtameren ferromangaanikyhmyjen louhinnan ja käsittelyn ongelman ratkaisemiseen nikkelin saamiseksi niistä. Nikkelituotannon kasvun odotetaan edelleen lisääntyvän pääasiassa nikkelisilikaattimalmien ja sulfidiesiintymien hyödyntämisen ansiosta, joilla on suuria varantoja, vaikkakin huonoja malmeja . Nikkelillä on yksi johtavista paikoista ei-rautametallien joukossa ulkomaankaupan liikevaihdossa.
Ainutlaatuiset esiintymät sisältävät yli 500 tuhatta tonnia nikkeliä, suuret - 500-250 tuhatta tonnia, keskikokoiset - 250-100 tuhatta tonnia, pienet - jopa 100 tuhatta tonnia.