Промышленные типы МПИ никеля

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный горный университет»

Реферат

Тема: Промышленные типы МПИ никеля

Выполнил: студент 2 курса группы ГД-12-2-2

Дюков Е.В.

Руководитель:

д-р геол.-минерал. наук, профессор

Макаров А.Б.

Екатеринбург 2013

Вступление

Целью нашего реферата является описание промышленных типов месторождений никеля. Под промышленным типом месторождения понимаются такие месторождения, которые экономически целесообразно и технически возможно разрабатывать при данном уровне техники и производительности труда и которые при эксплуатации дают суммарную общемировую добычу, характеризующуюся целыми процентами.

В данном реферате мы будем описывать пром. типы месторождений, используя их классификацию по генетическому типу, то есть когда главным критерием выделения является генезис МПИ. Генетический тип МПИ определяется характером физико-химической системы, породившей руды.

Нашими задачами являются обзор минеральных типов никелевых руд с возможностями их использования, а также описание их основных промышленных типов.

промышленность никелевый руда

1. Никелевые руды

Кларк никеля в земной коре - 5,8*10-3%.

Никелевые руды - природные минеральные образования, содержание никеля в которых достаточно для экономически выгодного извлечения этого металла или его соединений. Обычно разрабатываются месторождения сульфидных руд, содержание никеля в которых 1-2%, и силикатные руды, содержащие 1-1,5% никеля. Известно 45 минералов никеля, из них промышленное значение имеют сульфиды: пентландит (Fe, NI)S - 22-42%, Миллерит NiS - 64,7%, никелин NiAs - 43,9%, хлоантит NiAs2-3 - 4,5-21,2%, полидимит Ni3S4 - 57,9, герсдорфит NiAsS - 26-40%; силикаты: гарниерит Ni*SiO2*H2O - 40,6-46,6%, непуит 12NiO*3SiO2*2H2O - 20-46%, ревдинскит 3(NiMg)O*2SiO2*2H2O - 16-35%, нонтронит Fe2[AlSi3O10](OH)2*nH2O - до 0,3%.

Основные типы никелевых руд - сульфидные медно-никелевые и силикатные никелевые. Сульфидные Cu-Ni руды в основном состоят из пирротина, халькопирита и пентландита. помимо никеля концентраты руд содержат попутно извлекаемые медь, кобальт, золото, серебро, платину и платиноиды, селен и теллур. Оксидные руды сложены охрами и охристо-кремнистыми образованиями и отличаются высоким содержанием кобальта. Никель содержится в гидрооксидах железа.

Минимальное промышленное содержание Ni в рудах собственно никелевых месторождений: 1-2% для сульфидных и 1-1,5% - для силикатных. В комплексных рудах - 0,2 и 0,6% соответственно.

2. Применение никеля в промышленности

Большая часть никеля (около 60%) используется в металлургии для производства нержавеющих сталей. Применяются также сплавы никеля с медью, цинком, алюминием (латунь, нейзильбер, мельхиор, бронза), сплав никеля и хрома (нихром), а также монетный сплав (75% меди и 25% никеля).

Никель находит применение и в чистом виде, в основном он применяется в качестве защитных покрытий от коррозии в различных химических средах. Защитные покрытия на железе и других металлах получаются плакировкой и гальванопластикой. Плакировка широко применяется для предохранения железа и нелегированных сталей от коррозии. Это значительно удешевляет стоимость многих изделий и аппаратов, изготовленных не из чистого никеля, а из сравнительно дешёвого железа или стали, но покрытых тонким защитным слоем из никеля. Метод электролитического покрытия никелем применяется для создания защитных покрытий на алюминии, магнии, цинке и чугунах.

Плавкий, ковкий никель в чистом виде также находит применение в виде листов, труб, прутков и проволоки.

Основные потребители никеля - химическая текстильная пищевая и другие отрасли промышленности. Из чистого никеля изготовляются различные аппараты, приборы, котлы и тигля с высокой коррозионной стойкостью и постоянством физических свойств. Особое значение имеют никелевые материалы в изготовлении резервуаров и цистерн для хранения в них пищевых продуктов, химических реагентов.

Никелевые тигли широко распространены в практике аналитической химии. Никелевые трубы служат для изготовления конденсаторов, в производстве водорода, для перекачки различных химически активных веществ. Никелевые, химически стойкие инструменты широко используются в медицине, в научно-исследовательской работе.

3. Типы промышленных месторождений

В настоящее время выделяют две группы промышленных типов месторождений: 1) магматические, связанные с расслоенными интрузиями; 2) месторождения кор выветривания.

В магматических месторождениях сосредоточено около 29% запасов никеля, в рудах месторождений кор выветривания - около 71%. Кроме того, никель попутно извлекается из комплексных руд плутоногенных гидротермальных месторождений.

Основу минерально-сырьевой базы никеля составляет относительно небольшое количество месторождений: в 34 наиболее крупных сосредоточен 91% мировых подтвержденных запасов, они обеспечивают 93% мировой добычи. В России в магматических месторождения сосредоточено около 899% разведанных запасов никеля, в силикатно-никелевых - 11%.

В будущем возможно создание нового промышленного типа месторождений - месторождений железомарганцевых конкреций океанического дна. Ресурсы никеля, заключённые в железомарганцевых конкрециях, достигают 73 млрд. т, среднее содержание никеля в конкрециях - 1,3%

Общие запасы никеля в 28 зарубежных странах на начало 2002 г. оценивались в 136 млн т, из них разведанные запасы составляют более 54 млн. т. Наиболее крупными запасам обладают Новая Каледония (18% запасов зарубежных стран), Куба, Австралия, Канада, ЮАР, Индонезия, Китай, Албания, Греция. В России никелевые месторождения расположены на Кольском полуострове, Красноярском крае, на Северном, Среднем и Южном Урале.

4. Магматические месторождения

Месторождения формируются в результате процессов ликвации (разделения), приводящих к обособлению сульфидного расплава. Рудные тела формируются преимущественно внутри материнского интрузива, образуя несколько морфологических типов: 1) пластовые залежи вкрапленных руд; 2) пластовые и линзообразные залежи донных массивных и прожилково-вкрапленных руд, иногда проникающих в подстилающие вмещающие породы; 3) линзы и неправильные тела приконтактовых брекчиевых руд; 4) жилы. Рудные тела имеют различные размеры: длину от сотен до тысяч метров и мощность о первых метров до сотен метров.

Главные рудные минералы - пирротин, халькопирит, пентландит. Руды медно-никелевых месторождений характеризуются комплексным составом: помимо меди и никеля извлекают кобальт, платиноиды, золото, серебро, селен, теллур.

Известно девять основных провинций сульфидных Cu-Ni месторождений: Кольский полуостров (Печенга, Мончегорское, Аллореченское); Воронежский кристаллический массив (Нижнемамонское, Еланское); Норильский район (Норильск I и II, Талнахское, Октябрьское); Северное Прибайкалье (Чайское, Йоко-Давыренское); район Садбери в Канаде; район Томпсон в Канаде, район Бушвельда в ЮАР; провинция Карру в ЮАР; Западная Австралия.

В данном реферате в качестве примера магматического месторождения приведено описание Талнахского медно-никелевого месторождения.

5. Талнахское медно-никелевое месторождение

Талнахское месторождение относится к Норильской группе месторождений, расположенной на северо-западной окраине Сибирской платформы. Рудные объекты связаны с интрузивными телами основного состава и в зависимости от строения рудоносной толщи подразделяются на несколько типов. Талнахское месторождение связано с Верхнеталнахской интрузией и относится к собственно Норильскому типу.

Сульфидные руды месторождения локализуются в области нижнего экзо- и эндоконтактов, отдельные тела вкрапленных руд встречаются в кровле интрузива. Рудные тела имеют пластообразную и линзовидную форму, контуры их в плане повторяют контуры интрузии. Выделяются три типа руд: вкрапленные в материнских породах (77%), сплошные в нижнем эндоконтакте (10%) и вкрапленно-прожилковые в экзоконтакте (13%). Сплошные руды залегают в виде пластообразных, иногда линзовидных тел мощностью десятки сантиметров - первые десятки метров с максимальными мощностями, приуроченными к прогибам подошвы залежей. В рудных телах идет смена от одного фланга к другому пентландит-халькопиритовых руд пентландит-халькопирит-пирротин-кубанитовыми, а затем - пентландит-кубанит-халькопиритовыми.

В составе руд установлено около 200 минералов, преобладающими являются пирротин, пентландит и халькопирит. Текстуры руд массивные, петельчатые, полосчатые вкрапленные, прожилковые, брекчиевые.

Суммарные запасы Талнахского рудного поля на Таймыре составляют около 400 млн тонн руды, содержащей 6 млн тонн никеля и 9 млн тонн меди. В настоящее время норильские месторождения поставляют 85% всего российского никеля.

6. Месторождения кор выветривания

Месторождения этого типа формируются при выветривании офиолитовых ультрабазитов, характеризующихся повышенными кларковыми содержаниями никеля. Наиболее благоприятны для этого условия тропического климата

В корах выветривания ультраосновных пород выделяются два типа профилей: керолит-нотронит-охристый (полный профиль) и керолит-охристый (сокращенный). В полном профиле сверху формируются зоны: охристо-кремнистых образований; нонтронитизированных серпентинитов; выщелоченных серпентинитов. Сокращенный профиль отличается от полного отсутствием зоны нонтронитизированных серпентинитов. Никель концентрируется в средней части - в зоне нонтронитов, а также частично в низах зоны охристо-кремнистых образований и преимущественно в виде инфильтрационных прожилков - в зоне выщелоченных серпентинитов.

По форме залегания и условиям образования выделяют три морфогенетических типа месторождений: площадные (полного и неполного профиля), линейные (линейно-трещинные и контактово-карстовые), линейно-площадные (трещинно-площадные и карстово-площадные с корой полного или сокращенного профиля).

Месторождения площадного типа формируются в условиях равнинного рельефа. Рудные тела характеризуются плащеобразной формой площадью до первых тысяч кв. километров при мощности 3-50 м. Нижний контакт тел имеет сложные очертания благодаря наличию многочисленных карманообразных углублений.

Месторождения линейного типа формируются в районах с расчлененным рельефом и развитыми зонами тектонических нарушений, благодаря которым стало возможным глубокое проникновение подземных вод. Рудные тела имеют сложную морфологию, нередко образуют параллельные крутопадающие тела; мощность их колеблется от 1 до 50 м.

Месторождения контактово-карстового типа формируются на контактах гипербазитов с карбонатными породами, причём наиболее охотно в тех случаях, когда гипербазиты залегают в висячем боку контакта. Благодаря этому выщелачиваемые компоненты - никель, магний, кремнезем - попадают в карстовые полости карбонатных пород и фиксируются в виде никелевых и магнезиально-никелевых гидросиликатов. Кроме того, никель сорбируется гидрооксидами железа и глинистыми минералами. Рудные тела располагаются в карстовых камерах, сложены карстовой брекчией, состоящей из глин и осадочных пород с примазками гарниерита и ревдинскита. Наиболее богатые руды располагаются на дне карстовых полостей.

На территории России месторождения силикатных никелевых руд имеют ограниченное развитие и относятся к древним эпохам - позднепалеозойской и раннепалеозойской. Промышленные никеленосные коры выветривания мелового возраста известны на Среднем и Южном Урале (Кемпирсайское, Буруктальское, Сахаринское, Серовское). Наиболее крупные месторождения расположены в современной тропической зоне. Это месторождения Новой Каледонии, Филиппин, Австралии, Кубы, Бразилии и других стран.

В данном реферате в качестве примера месторождения коры выветривания приведено описание Буруктальского месторождения.

7. Буруктальское никелевое месторождение

Месторождение приурочено к Буруктальскому ультраосновному массиву, расположенному на восточном склоне Южного Урала в Оренбургской области. Месторождение представляет собой площадную кору выветривания по ультраосновным породам (гарцбургитам, дунитам и серпентинитам). Из-за процессов эрозии кора выветривания сохранилась отдельными участками (всего насчитывается семь рудных площадей), наиболее крупные расположены в южной части массива. Площадная кора выветривания представлена тремя видами профилей: керолито-охристым, керолито-охристо-кремнистым (сокращенным) и керолито-нонтронит-охристым (полным). Обычно на отдельных участках массива преобладает какой-то один вид профиля, а два других развиты слабее. Мощность коры выветривания невысока - до 15-20 м при локальных увеличениях в зонах разломов до 50-80 м.

В наиболее распространенном и промышленно значимом керолито-охристом профиле выделяются следующие зоны (снизу-вверх): зона дезинтегрированных почти неразложенных серпентинитов, зона выщелоченных серпентинитов, зона нонтронизированных серпентинитов (нонтронитов), зона охр. Повышенные и промышленные концентрации никеля и кобальта связаны с нижними горизонтами зоны охр.

В керолито-охристо-кремнистом профиле выделяют зоны дезинтегрированных серпентинитов, выщелоченных серпентинитов, кремнисто-охристых серпентинитов. Содержание кремния и кобальта существенно ниже и концентрируется преимущественно в верхней зоне.

Полный керолито-нонтронит-охристый профиль близок по структуре керолит-охристому профилю, но в нем существенно менее мощная зона охр, а концентрации никеля приурочены к нижним частям разреза.

Никель в корах выветривания связан с никельсодержащими минералами - гидрохлоритами, марганцевыми минералами, ферригалузитами. Кобальт связан с марганцевыми минералами.

Запасы месторождения Буруктальского массива оцениваются в 1377 тыс. т никеля и 121 тыс. т кобальта соответственно. Кроме того, учтены запасы природно-легированных железных руд в количестве 1,3 млн т.

Заключение

В данном реферате мы рассмотрели промышленные типы месторождений никеля, а именно ликвационные и силикатные никелевые. Были рассмотрены формы залегания рудных тел, морфогенетические особенности месторождений. Также были рассмотрены возможности использования никеля в промышленности, как в сплавах, так и в чистом виде. Новым для нас было разнообразие минеральных типов руд, а также тот факт, что львиная доля запасов никелевых руд сосредоточена в современном тропическом поясе. Это подвигло нас на изучение перспектив развития месторождений, а затем и перспектив развития инфраструктуры.

Список литературы

1. Козловский Е.А. Горная энциклопедия в пяти томах, издательство «Советская энциклопедия», Москва, 1984.

2. Малахов И.А., Бурмако П.Л., Алексеев А.В. Промышленные типы металлических полезных ископаемых, издательство УГГУ, Екатеринбург, 2007.

3. Http://ru.wikipedia.org - Википедия - свободная энциклопедия.

Размещено на Allbest.ru