Реферат по географии Медно-никелевые рудники России

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

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.

Свойства никеля

В ходе дальнейших исследований удалось установить другие свойства никеля, благодаря которым он и получил широкое распространение в промышленности. Этому способствовало широкое распространение в залежах по всему миру — вклад в изучение вносили минерологи и химики разных стран. Благодаря этому вскоре после официального описания элемента его характеристики были хорошо известны.

Металлические

В качестве ископаемого, добываемого совместно с рудой, никель был интересен в первую очередь как металл. Ему присущи стандартные параметры:

• характерный оттенок и блеск;
• залегание в минералсодержащих породах — сульфидах и силикатах;
• подверженность окислению;
• твердость и прочность.

Никель причисляют к тяжелым цветным металлам — наряду с медью, свинцом и оловом.

Физические

Одна из основных характеристик, которую установили еще в первые годы открытия и исследований, — высокая пластичность и ковкость никеля. Также установили другие характеристики:

• притягивается магнитом (ферромагнетик);
• высокая жаростойкость;
• высокая устойчивость к коррозии;
• теплопроводность, уменьшающаяся при нагревании;
• температура плавления — 1455 °С;
• удельное электрическое сопротивление 0.0684 мкОМ.

Свойства позволяют применять никель в производстве нержавеющей стали и реактивов. Также благодаря жаропрочности он служит основой сплавов для аэрокосмической промышленности.

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 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 .

В настоящее время никелевая промышленность продолжает успешно развиваться.

Значение норильских руд в экономике края и России

Норильский комбинат сегодня — это карьер («Норильск I»), 5 шахт, 2 обогатительные фабрики, металлургическое производство, предприятия энергетики и многое другое. Месторождения разрабатываются открытым и подземным способами. На месторождении Норильска действуют рудник «Заполярный» и карьер «Медвежий ручей». Талнахское и Октябрьское месторождения эксплуатируются подземным способом. В результате обогащения получают никелевый, медный и пирротиновый концентраты, которые идут на металлургический комбинат. Уникальные по запасам месторождения Талнахского рудного узла — Талнахское (рудники «Маяк» и «Комсомольский») и Октябрьское (рудники «Октябрьский» и «Таймырский») — основная рудная база горно-металлургической . Здесь находятся более 40% разведанных мировых запасов платиноидов, более 35% никеля, около 10% меди и 15% кобальта. ГМК «Норильский никель» является самым крупным промышленным комплексом Красноярского края и главным налогоплательщиком региона, отчисления которого приносят в краевую казну около трети доходов.

Весь Норильский промышленный район, включая поселки и города Норильск и Дудинка, обеспечивается местным углем, газом (газоконденсатное месторождение «Пелятка») и электроэнергией (ТЭС на газе). Работа большинства жителей связана с комбинатом или сферой обслуживания его сотрудников.

Источник Instagrammy.krskstate.ru

Теги
зима карьер снег холод Норильск мороз

Способы добычи никеля

Разработка месторождений ведется несколькими методами. Выбор связан с типом руды, а также производственными затратами.

1. Открытый способ. Представляет собой карьер. При помощи станков из ступенчатых стен добывают руду, после чего ее при помощи экскаваторов и самосвалов вывозят на поверхность.
2. Закрытый. Происходит на глубине от километра и ниже. Отличается большей степенью опасности, большими тратами на технику и оборудование.
3. Добыча с морского дна. Самый затратный способ, с ограниченными возможностями обработки в месте добычи.

Шахты и скважины устанавливают в местах, где содержатся сопутствующие минералы с полезными свойствами. Это позволяет окупить затраты на добычу. Оптимальным способом добычи остается обычный карьер.

Мировые запасы

Данные взятые из разных источников весьма противоречивы и очень сильно отличаются по годам, содержанию минерала, а также по уровню подтверждённой достоверности экспертными службами.

Выявленные ресурсы никелевых руд оцениваются в 190-210 млн. тонн. Из них большая часть с концентрацией никеля свыше 1% (130 млн. тонн), меньшая часть с концентрацией 0,2-1% (80 млн. тонн). Огромные залежи этого уникального минерала расположены на дне мирового океана (почти 700 млн. тонн), правда, обладающие средней концентрацией данного полезного ископаемого.

Трудно сказать какая из стран обладает наибольшими запасами никелевых руд. Одно можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что в списке лидеров (стран, обладающих более 5 млн. тонн залежей этого ресурса) находятся: Австралия, Бразилия, Индонезия, Канада, Куба, Россия, Новая Каледония. Также значительными запасами (более 1 млн. тонн) обладают: Албания, Греция, территория бывшей Югославии, Украина, Казахстан, Гватемала, Колумбия, Буркина-Фасо, Бурунди, Кот-д,Ивуар, Мадагаскар, ЮАР, Китай, Филиппины, Папуа-Новая Гвинея.

Кобальт

Мировые запасы кобальта оцениваются примерно в 500 млн. тонн, из них разведанные запасы на 2005 год составляют почти 13 млн. тонн.

Продукт переработки

Сталь и сплавы

Благодаря своим уникальным свойствам: пластичности, жаростойкости, устойчивости к химическим воздействиям и не взаимодействию с кислородом, металл очень ценится металлургами. Большая часть производимого никеля расходуется на производство нержавеющей стали.

Достаточно значительное количество используется на получение сплавов с медью, железом и хромом. Именно они, благодаря своей жаростойкости широко востребованы при производстве газотурбинных и реактивных установок в самолётостроении, ракетостроении, космонавтике, атомной энергетике.

Не стоит забывать и о таком важном процессе, как никелирование поверхностей, применяемом для защиты поверхностей и придания им характерного внешнего вида.

С помощью кобальта производится легирование сталей, что в значительной степени повышает их твёрдость и прочность. Именно эти марки сталей идут на изготовление металлорежущего инструмента.

Аппараты для химической и пищевой промышленности

Никелевая сталь, обладающая термостойкостью и длительное время не подвергающаяся коррозии, находит широкое применение в химической индустрии. Значительное количество применяемых в отрасли резервуаров, цистерн, котлов, тиглей, труб, деталей машин и механизмов содержат в своём составе этот удивительный металл. Из него выпускают тару для химических реагентов. Кроме того, сам минерал достаточно часто применяется в качестве катализатора химических процессов.

Также, содержащие никель материалы применяются при изготовлении ёмкостей для хранения и переработки значительного количества пищевых продуктов.

Оборудование для атомных электростанций

Современные ядерные энергетические установки содержат в корпусах своих реакторов и в трубопроводах сплавы на основе железа и никеля. Также в качестве материалов для оборудования атомных электростанций нашли применение суперсплавы на никелевой основе. Они широко известны под названиями:

• инконель – никель-хромовый жаропрочный сплав,
• хастеллой – сплав, обладающий высокой коррозийной стойкостью.

Приборы радиолокации

Изделия из никеля и его сплавов находят широкое применение в изготовлении приборов и электронных компонентов:

• Никелевые трубы широко востребованы в навигационных устройствах, системах дистанционного контроля, телевидении.
• Сплавы из никеля применяются в конструкциях антенных узлов, устройствах спутниковой связи и при изготовлении элементов электросвязи.

Классификация

В зависимости от потребностей определенной производственной сферы применения применяют никель той или иной марки. Они отличаются содержанием металла и видом сырья.

1. Первичный никель. Характеризуется высоким содержанием — 99,99 и 93,93 % для марок НО, Н1. Его получают в ходе электролиза и выпускают в пластинах или полосах. Также может быть получен в ходе переплава или рафинирования — в этом случае поставляется слитками, обрезами или гранулами. Маркируется цифрами от 2 до 4.
2. Полуфабрикатный. Представляет собой листы, прутья, проволоку. Согласно стандарту, содержание никеля также высокое, сопоставимо с первичным, однако маркируется он уже буквами НП. Может выпускаться в стержневом виде (анодный никель, марки НПА1 и 2).
3. Модификации анодных марок, на поверхности которых не образуется пленка. Классифицируется как непассивирующийся, обладает специальным обозначением — НПАН.

Также в процессе получения могут добавляться кремень или марганец. Обычно выпускается в виде проволоки. Добавленные элементы заносят в маркировку — НКО и НМц соответственно.

В некоторых отраслях промышленности применение никеля с лучшими характеристиками необоснованно и оборачивается излишними затратами на сырье и изготовление продукции. Поэтому для изготовления обычных сплавов и заготовок применяют более недорогие разновидности.