Где добывают никель

Никель обозначается символом Ni. С немецкого языка – озорник, в свои годы имел дурную славу из-за мышьяка.

Содержание статьи

• Как все металлы

• Физические свойства
• Оптические свойства металла
• Исследования кристаллизации

Впервые обнаружить металл удалось в 1751 г. А.Ф. Кронстедту в соединении с мышьяком в руде, которая походила на медную, но медь из нее извлечь не удавалось, впоследствии ее назвали купферникель. Он подвергался многим сомнениям, окончательно утвердили в 1804 году. И. Рихтер получил чистый металл, который сейчас входит в пятёрку самых распространенных элементов Земли.

Атомы данной руды имеют металлическую кристаллическую решетку. Ячейка металла кубическая, все атомы располагаются в вершинах, центре граней. Структура устойчива к давлению. Атомная масса элемента 58,69 г/моль. Имеет четыре электронных слоя, которые полностью заполнены. Радиус атома 0,124 нм.

Норникель — крупнейший в мире производитель высокосортного никеля и палладия

Поэтому считается насыщенным. Чаще образует соединения в степени окисления +2, 0.

Как все металлы

Никель — металл. Поэтому имеет общие металлические свойства:

• Ковкость;
• Металлический блеск;
• Пластичность;
• Теплопроводность (небольшая);
• Электропроводимость;
• Упругость.

Платина: история открытия металла, области применения, технологии добычи

Физические свойства

Как простое вещество металл имеет блестящий светло-серебристый оттенок. Он устойчив к щелочной, водной, кислотной коррозии. Обладая пластичностью, ковкостью и собственными свойствами:

• Температура плавления 1450 °С.
• Температура кипения 2830 °С.
• Теплопроводность 92 Вт/м.
• Плотность 8,9 кг/дм3.

Оптические свойства металла

Для определения атомов элемента используют двунатриевую соль уксусной кислоты, антраниловую кислоту. Оптическую плотность измеряют Х=1000 ммк. Элемент находят в присутствии кальция, хрома, ртути, алюминия, циркония. Но невозможно найти с медью, железом (см. Железные руды – основа современного производства), кобальтом, висмутом, серебром.

В отраженном свете имеет голубоватый цвет.

Исследования кристаллизации

Кристаллические тела – это металлы, сплавы. Их атомы располагаются в вершинах кристаллических решеток. В процессе кристаллизации образуются разные кристаллические решетки. Имеет гранецентрированную кубическую. Он образует две аллотропические модификации:

• a-Ni при температуре ниже 245°С;
• p-Ni.

Никель без никеля | НЕИЗВЕСТНАЯ РОССИЯ

Цинк — металл с широким применением и важным биологическим значением

Проведено исследование процесса кристаллизации жидкого никеля. Количество атомов в жидкости возрастает при понижении температуры. Сделан вывод, что сначала элемент имеет рыхлую структуру. Затем группы атомов восстанавливаются.

Классификация

Сплавы разделяют по некоторым признакам. По способам производства:

• литейные сплавы;
• деформируемые заготовки.

По свойствам сплавов:

• жаростойкие;
• жаропрочные;
• комплексные (с необходимыми свойствами).

По области применения:

• диски газовых турбин;
• детали камер сгорания;
• авиационные двигатели.

Палладий — металл, названный в честь метеорита

Добывают везде

Элемент Ni не встречается в чистом виде, только в оксидах, сульфидах и силикатах. Добыча никеля ведется на всех континентах, а плавильни расположены в 25 странах. Большие объемы вторичного, первичного металла поступают на мировой рынок никеля. Запасают никель на известных месторождениях. Где же добывают никель? Основные районы добычи никеля:

• Канада,
• Россия,
• Австралия,
• Куба,
• Албания,
• Греция,
• Украина.

Уникальные месторождения оказывают влияние на развитие горной промышленности. Добыча никеля в мире ведется в 410 месторождениях. Уникальные месторождения в России находятся в Норильске-1, Талнахском и Октябрьском. В мире имеются 2 месторождения в Канаде, 3 в Австралии, 1 в Китае, в Греции, в Новой Каледонии, 2 в Индонезии.

Серебро — древнейший драгоценный металл

Где же добывают никель в России? В настоящее время страна обладает богатыми запасами ресурса, занимая первое место в мире по его производству. Добыча никеля в России происходит в Таймырском округе (69%), Мурманской области (17%), Урале (11%).

Производство никеля в России ведётся:

• ОАО ГМК «Норильский никель»(95%);
• ОАО «Южурал-никель»;
• ОАО «Уфалейский никелевый комбинат»;
• ЗАО ПО «Режникель».

Производство никеля в мире:

• «Vale Inco Ltd» в Канаде;
• «Western Mining Corp.» в Австралии;
• «Jinchuan Group Co. Ltd» в Китае;
• « Goro Vale» в Новой Каледонии.

Получение металла

Синтез частиц никеля проводят химическим способом из малорастворимого карбоната с использованием восстановителей. Основные способы получения никеля: плавка, пиро- и гидрометаллургические методы. Как добывают никель в современном мире? Получение никеля делится на несколько этапов:

• Руду подвергают дроблению, сушке. Удаляется лишняя влага.
• Образуются флюс и гипс.
• Затем к продуктам добавляют кокс и переплавляют.
• В результате получается шлак и штейн.
• Штейн продувают в конвертере.
• Выходит белый никелевый штейн.
• Из шлака извлекают угарный газ.
• Никелевый штейн дробят, обжигают.
• Закись восстанавливают древесным углём. Пыль возвращают на обжиг (см. Страны лидеры по добыче угля).
• Проводят рафинирование.

В руках ювелиров хрупкий, а у металлургов?

Первое применение металлу придумали ювелиры. Руда не темнеет на воздухе, легко обрабатывается. Применяли в изготовлении украшений, домашней утвари, монеты. Выплавляемый в то время металл не был благородным. Его хрупкость была непригодна для обработки в то время.

Небольшая доля серы, кислорода в сплаве крайне изменяли свойства, разрушая плёнку.

Железные руды – основа современного производства

Большая часть металла используется в получении сплавов с железом, хромом, медью. Сейчас усердно развивается реактивная техника, создаются газотурбинные установки. Здесь важны жароустойчивые сплавы никелевой руды. Их используют в производстве атомных реакторов, щелочных аккумуляторов, антикоррозионных покрытий. Чистый металл применяют в изготовлении листов, труб.

Почему высоко ценится

Элемент имеет удивительные свойства, ценящиеся в промышленном производстве. Благодаря пластичности легко получить желаемую форму. Металл стойкий в агрессивных растворах, не вступает в реакцию с кислородом. Взаимодействует в сплавах с большинством металлов, свойства которых можно улучшить.

Динамика курса

Выпуск никеля ежегодно составляет 4,4-4,8 млн. тонн. Согласно прогнозу экспертов, стоимость никелевой руды будет примерно 9000$ за 1 т., в течение 12 месяцев. В этом году избыток металла составит порядка 100 тыс. т. Цену на руду фиксирует биржа LME, где покупают фьючерс на сырье. В России подобного нет, поэтому подходящий способ инвестиций — покупка акций компании НорНикель (см. Куда инвестировать деньги?).

Интересные факты о никеле

• Сто лет назад элемент был экзотическим металлом. Произведенной из него посудой пользовались только особы голубых кровей, например, императоры Австрии.
• Царская Россия не имела никелевой промышленности. Его привозили из-за границы. Промышленность создали при советской власти, а первый завод начал работать в 1934 году.
• Растения и микроорганизмы накапливают руду. Никель находят в каменных углях, сланцах. В Англии зола угля содержит 78 кг никеля на тонну.

Источник: promdevelop.com

Никелевая руда

Природные материалы, в составе которых содержится никель в количествах, позволяющих его извлекать с максимальной экономической выгодой, называются никелевыми рудами. Среди них выделяют два основных типа: сульфидные медно-никелевые и силикатные никелевые.

Никелевая руда образуется, как и другие руды, в результате остывания и кристаллизации магмы, содержащей в своем составе соединения металла.

Месторождения никелевой руды

Морфология рудных тел, геологические условия залегания, минеральный и вещественный состав руд, а также особенности их технологической переработки – в совокупности все это позволяет то или иное месторождение отнести к определенному классу.

В основном, никелевые месторождения подразделяются на:

1. Медно-никелевые сульфидные. Данный тип месторождений никеля встречается в Канаде (Томпсон и рудный район Сёдбери), Австралии (Камбалда), на территории стран СНГ (Норильское, Талнахское, Октябрьское, Мончегорское, Каула и т.д.);
2. Никелевые силикатные и кобальт-никелевые силикатные, а также оксидно-силикатные ферро-никелевые. Такие месторождения можно встретить, преимущественно, на Южном Урале, Побужье, а также в Кубе, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии;
3. Медно-колчеданные;
4. Жильные сульфидно-арсенидные комплексные.

Последние два типа месторождений относятся ко второстепенным.

Таблица 1.Основные месторождения никеля в России

МесторождениеТип рудДоля в запасах РФ, %Содержание никеля в рудах, %Добыча в 2006 г., тыс. т;

Октябрьское (Таймырский АО)	Сульфидный медно-никелевый	40,3%	0,87%	220,2
Талнахское (Таймырский АО)	25,8%	0,7%	39,1	—
Ждановское (Мурманская область)	13,4%	0,56%	32,8	—
Буруктальское (Оренбургская область)	Силикатный никелевый	7,2%	0,64%	10,6

Стоит отметить, что железомарганцевые конкреции, располагающиеся на океанском дне, также можно рассматривать в качестве потенциального источника никелевых руд.

Образование руды в медно-никелевых сульфидных месторождениях происходит в несколько этапов. Изначально, существует однородный никеленосный расплав, который при определенных условиях разделяется на силикатный и сульфидный компоненты. Сульфидный расплав отличается своим большим весом, под действием которого происходит его оседание и концентрация в придонных частях интрузивов. Его кристаллизация происходит только после полного завершения силикатного расплава. Никеленосная магма поднимается по глубинным разломам, определяя геологическую позицию рудных районов и полей данного типа месторождений.

Рудные тела крупнейших месторождений отличаются своей пластообразной формой, которая, как правило, совпадает с направлением расслоенности интрузивных массивов. Также встречается жильная форма рудных тел, столбообразная или другая, более сложная, которая определяется разрывными нарушениями.

Отличительными характеристиками данного типа месторождений выступает наличие выдержанного минерального состава руд.

Для месторождений, относящихся ко второму типу, при образовании характерно выветривание серпентенитов, при котором разлагаются минералы, а также осуществляется передвижение некоторых подвижных элементов водными потоками в более низкие участки земной коры, где элементы образуют осадок в виде вторичных минералов.

Данные месторождения славятся большим количеством никелевых залежей, которые втрое больше, чем запасы никеля в сульфидных рудах. К наиболее масштабным месторождениям можно отнести те, которые расположены на территории Филиппин, Новой Каледонии, Индонезии, Австралии.

Месторождения, относящиеся ко второму типу, подразделяют на:

1. площадной коры;
2. линейно-площадной коры;
3. линейные;
4. имеющие сложную морфологию рудных тел.

Никелевая промышленость

Исторические источники свидетельствуют об использовании никеля еще в древние времена. Однако, его официальное открытие случилось только в середине 18 века – в 1751 году. Целое столетие, вплоть до конца 19 века, добыча никеля не была масштабирована и осуществлялась исключительно на территории определенных стран, к которым относятся Германия, Греция, Италия, Норвегия, Швеция. Только к 80-м годам 19 века отмечается более активная фаза развития никелевой промышленности, которая связана с разработкой крупных залежей в Новой Каледонии и канадского месторождения Садбери.

Никелевое производство в России было начато также в 19 веке. Первым найденным на территории РФ месторождением никелевых руд является Петровское месторождение, расположенное на территории Среднего Урала. Оно было обнаружено еще в начале 19 века, однако ошибочно было принято за месторождение руд медных.

Но все попытки добыть из данного месторождения медь были тщетны, в связи с чем его забросили вплоть до 1855 года. Именно тогда одним из инженеров было определено наличие никеля в руде. Спустя некоторое время на протяжении целых четырех лет из данного месторождения удавалось извлекать порядка 60 тонн металлического никеля. К концу столетия было обнаружено еще ряд месторождений на Среднем Урале, к которым относятся Истокинское, Ивановское, Ургунское, Верхненейвинское.

Несмотря на интенсивное начало производства никеля на местном уровне, со временем разработка указанных месторождений была прекращена. Основными причинами этого являлись ограниченные разведанные запасы, а также конкуренция никеля, добываемого в Новой Каледонии и Канаде, который был существенно дешевле по цене. В начале 20 века был начат второй этап освоения никелевых залежей. Ему предшествовало обнаружение новых залежей металла. В это же время начинается строительство никелевых предприятий, первым из которых является Ревдинский завод, выплавивший в период первой мировой войны порядка 40 тонн никеля.

На территории СССР первое предприятие по производству никеля было открыто в 1933 году. Начиная с 1938 года, также запущены в эксплуатацию заводы «Североникель» и «Южуралникель», а в 1942 году с мощностей Норильского горно-металлургического комбината была получена первая партия никеля. После окончания второй мировой войны никелевые предприятия продолжают открываться. Так, запускаются в работу «Печенганикель», Побужский никелевый завод и комбинат «Тувакобальт».

В настоящее время никелевая промышленность продолжает успешно развиваться.

Источник: mining-prom.ru

Производство никеля

fototerra.ru

Никель – 28-й элемент системы Д. И. Менделеева, представляет собой пластичный, ковкий металл серебристо-белого цвета. Его практическая ценность обусловлена применением в производстве нержавеющей стали, а также употреблением в качестве основы значительного количества суперсплавов.

Место России в мировой добыче никеля

Согласно данным Геологической службы США, по состоянию на 2021 год Россия обладает 7,5 млн тонн запасов никеля (7% мировых залежей), что обеспечивает ей четвёртое место в мире после Индонезии – 21 млн т, Австралии – 21 млн т и Бразилии – 16 млн т. В том же году наша страна поставила на рынок 250 тыс. т никеля – это третья позиция среди государств-производителей, экспорт составил 2 млрд долларов.

В 2022 году ГК «Норильский никель» удалось произвести 219 тыс. т никеля. Общемировой показатель составил 3,3 млн т никеля.

Факторы спроса на никель

Основным фактором спроса на серебристо-белый металл выступает набор уникальных качеств, получаемых в результате сплава железа – 70%, хрома – 20% и никеля – 10%, служащего основой для изготовления нержавеющей стали. Такие марки стали отличаются механической прочностью и устойчивостью к агрессивным средам, повышенной температуре, влажности. На её изготовление уходит примерно 70-80% производимого на планете никеля.

Ещё 10-13% металла расходуется на изготовление аккумуляторов, где никель входит в состав литий-ионных батарей. В настоящее время наблюдается спрос на эти устройства, служащие основным источником питания для электромобилей. Причём данная тенденция с течением времени будет только усиливаться в связи с желанием общества постепенно избавиться от глобальной углеводородной энергетической зависимости.

Оставшиеся несколько процентов объёмов изготавливаемого никеля используется в процессах никелирования, технологиях порошковой металлургии и для приготовления химических реактивов. На формирование спроса оказывает и текущая политико-экономическая ситуация, складывающаяся на мировом рынке. По данным экспертов, в ближайшее время возможен профицит для металла низких сортов и незначительный дефицит на высококачественный никель.

Особенности добычи никеля в России

Особенности добычи столь ценного минерала на территории нашей страны обусловлены местами расположения месторождений и типами залегающих в них руд.

Никель Красноярского края

Красноярский край – кладезь ценнейших минеральных ресурсов, на долю его северных регионов приходится 70% российских запасов никеля. Именно здесь расположен Норильский рудный район, что включает крупнейшие сульфидные медно-никелевые месторождения Норильск-I, Норильск-II, Октябрьское и Талнахское. Талнахский рудный узел оценивается в 15,2 млн т балансовых запасов никелевой руды (11,2 минеральных ресурсов), Норильский рудный узел обладает одинаковыми балансовыми и минеральными запасами, составляющими 400 тыс. т.

Кроме того, в Саянском районе – на юге Красноярского края – находятся Верхнекингашское и Кингашское кобальт-медно-никелевые месторождения. Минеральные ресурсы последнего по никелю составляют 2,4 млн т.

Никель Мурманской области

Другим районом нахождения столь важного для экономики металла выступает Печенгский рудный район Мурманской области, насчитывающий 18% запасов никеля в нашей стране. Распадаясь на Западный и Восточный рудные узлы, представленные месторождениями Ждановское, Семилетка, Заполярное, кластером Котсельваара-Каммикиви, регион располагает 3,2 млн т балансовых запасов и 2,3 млн т минеральных ресурсов никелевой руды.

Ещё в центре Кольского полуострова находится месторождение Вуручуайвенч, насчитывающее 400 тыс. т попутного никеля. Завершившаяся в 2020 году трёхлетняя программа подтвердила перспективность Мончегорского рудного района в плане добычи металлов платиновой группы, никеля и меди.

Другие регионы добычи никеля

Среди других мест нахождения никельсодержащих руд:

• Оренбургская область, на территории которой расположено перспективное Буруктальское никелевое месторождение с запасами в 1377 тыс. т.
• Воронежская область. Еланское и Елкинское месторождения – 2,3% общероссийских залежей никелевых руд.
• Челябинская область. Сахаринское месторождение – 0,7%.
• Свердловская область. Серовское месторождение – 1,7%.
• Республика Тыва. Хову-Аксинское арсенитное никель-кобальтовое месторождение – 0,1%.
• Амурская область (ряд площадок и бассейны нескольких рек) – 0,7%.
• Камчатский край (ряд зон и районов, освоение ведётся только на одном полиметаллическом месторождении – Шануч) – 0,2%.

Всего по разным оценкам в России насчитывается примерно 60 месторождений никеля.

Технологии производства никеля

Для получения металла используют содержащие его в своём составе руды: никелин, он же купферникель, миллерит, пентландит и ряд иных руд, в которых присутствуют железо, медь, кобальт, магний. Порядка 40-60% никеля обнаружено в ОНР (окисленных никелевых рудах) и 33% в рудах сульфидных. Основой для его промышленного производства выступают никелевая зелень, ранее носившая название «гарниерит», а также магнитный колчедан.

Технология производства включает в себя необходимую последовательность ряда процессов, предваряет которые переработка руд методами флотирования и обогащения:

• физических – механических и термических;
• химических – восстановительных и непосредственно химических;
• электролитических.

Производство никеля

Из сульфидных руд

В основе производства никеля из сульфидных руд лежит плавка на штейн, обжиг, термическое разложение или термическое разложение.

Из латеритных руд

Из латеритных руд изготавливают ферроникель (в случае рядовых руд) и никелевый чугун (в случае бедных руд). Так как этот тип руд не обладает значительной ценностью в топливном отношении, то процесс может быть организован в электрических печах. Иногда он может сопровождаться добавлением серы с целью получения предназначенного для переработки штейна.

Компании по добыче никеля

Согласно опубликованным в начале 2023 года данным, топ-5 крупнейших компаний по выпуску никеля возглавляют:

• Российский ПАО ГМК «Норильский никель», поставивший в 2021 году на рынок 193 тыс. т металла и обеспечивший выпуск 17% высококачественного никеля и 6% первичного никеля в мире.
• Бразильская многонациональная металлургическая компания Vale S.A. – 168 тыс. т.
• Одна из самых крупных мировых компаний – швейцарская Glencore plc – 102,3 тыс. т.
• Австралийская BHP Group Limited – 89 тыс. т.
• Британская металлургическая компания – Anglo American plc – 41,7 тыс. т.

Норильский никель

«Норильский никель» – крупнейшая в области цветной металлургии компания России, располагающая самыми большими запасами никелевых руд и занимающая первое место в мире по выпуску никеля и палладия.

Добыча, переработка, производство

Активы компании представлены производственными мощностями на территории Норильского промышленного района, Забайкальского края, Кольского полуострова, ЮАР и Финляндии. В основном именно здесь осуществляются поиск, разведка, добыча, обогащение, переработка цветных и драгоценных металлов, экспортируемых в более чем в 30 государств мира.

Основные виды продукции

Основными видами изготавливаемой продукции выступают:

• никель, кобальт, медь;
• палладий, платина, золото и серебро.

Дополнительными видами – родий, иридий, рутений, селен, теллур, сера.

В первом квартале 2023 года «Норильский никель» произвёл 46 667 т никеля, 108 584 т меди, 721 тыс. тр. ун. палладия и 180 тыс. тр. ун. платины.

Влияние добычи никеля на экологию

Несмотря на хороший экономический эффект, добыча минерала оказывает негативное воздействие на окружающую среду:

• образуется большое количество отходов в виде отработанных горных пород, остатков руд, производимых в процессе производства химических веществ.
• процесс производства существенным образом влияет на близлежащую флору и фауну, уничтожая ареалы обитания их представителей.
• наносится непоправимый вред сельскому хозяйству вследствие выведения из эксплуатации значительных площадей и загрязнения подземных вод.
• постоянно фиксируется рост числа заболеваний у местного населения, что прямым образом связано с горнодобывающей деятельностью.

Становится очевидным, что процесс добычи и производства никеля обязательным образом должен опираться на строгое соблюдение всех необходимых природоохранных мероприятий, иначе экологической катастрофы не избежать.

Полезные ссылки

Норильский никель – крупнейший в мире производитель никеля и палладия, один из крупнейших производителей платины и меди.

Источник: uglevodorody.ru