Никель и медь

Никелевая руда – вид полезных ископаемых, содержащих химический элемент никель в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение является не только возможным, но и экономически выгодным. Обычно таковыми являются месторождения сульфидных (содержание никеля 1-2%) и силикатных (содержание никеля 1-1,5%) руд. К наиболее важным относят часто встречающиеся минералы: сульфиды (пентландит, миллерит, никелин, никелистый пирротин, полидимит, кобальт-никелевый пирит и другие), водные силикаты (гарниерит, аннабергит, ховахсит, ревдинскит, шухардит, никелевые нонтрониты) и никелевые хлориты. Медными рудами называются природные минеральные образования, содержание меди в которых достаточно для экономически выгодной добычи этого металла. Из множества известных содержащих медь минералов используются в промышленных масштабах около 17: медь самородная, борнит, халькопирит (медный колчедан), халькозин (медный блеск), ковеллин, бурнонит, блёклые руды (куприт, тенорит, малахит, азурит и другие).

Промышленное значение имеют такие типы месторождений: медноколчеданные, скарновые медно-магенетитовые, медно-титаномагнетитовые и медно-порфировые.

Они залегают среди вулканических пород древнего периода. В этот период действовали многочисленные наземные и подводные вулканы. Вулканы выделяли сернистые газы и горячие воды, насыщенные металлами – железом, медью, цинком и др. Из них на морском дне и в подстилающих породах отлагались руды, состоящие из сульфидов железа, меди и цинка, получившие название колчеданов. Основным минералом колчеданных руд является пирит, или серный колчедан, который составляет преобладающую часть (50–90%) объема колчеданных руд.

Большая часть добываемого никеля используется для производства жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов. Небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для промышленности, а также в авиации, ракетостроении, при производстве оборудования для атомных электростанций, изготовлении радиолокационных приборов. В промышленности сплавы никеля с медью, цинком, алюминием, хромом и другими металлами.

Типы месторождений никеля:

Магматические сульфидные медно-никелевые месторождения

Первоначальное накопление сульфидов происходит в процессе внедрения, дифференциации и ликвации первоначально однородного никеленосного расплава на две жидкости: силикатную и сульфидную составляющие. Сульфидный расплав опускается, концентрируется и кристаллизуется после кристаллизации силикатного расплава. Подъем никеленосной магмы совершается по глубинным разломам, которые проникают в мантию и определяют геологическую позицию рудных районов и полей медно-никелевых месторождений. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд сосредоточены в зонах глубинных разломов на древних щитах и платформах. Руды в основном залегают пластами.

Бедные руды ( до 1,5% никеля) обогащаются. Богатые руды (содержащие более 1.5% никеля) идут в производство без обогащения. Из медно-никелевых руд кроме никеля также извлекают медь, кобальт, металлы группы платины, золото, серебро, серу, селен, теллур.

Силикатные никелевые руды кор выветривания

Месторождения силикатных никелевых руд тесно связаны с тем или иным типом коры выветривания. При выветривании происходит разложение минералов и перенос подвижных элементов из верхних частей коры в нижние. Затем эти элементы выпадают в осадок в виде вторичных минералов.

Запасы никеля в месторождениях такого типа в 3 раза превышающие его запасы в сульфидных рудах. В некоторых находится более миллиона тон никеля. Среднее содержание в них никеля равно 1.1-2%. В таких рудах также содержится кобальт.

В зависимости от геологической структуры выделяются два типа силикатно-никелевых месторождений – площадные и линейные. Площадные образуются на достаточнооднородных массивах, имеющих ровную поверхность, а линейные – на контактах основных пород с другими горными породами (известняками) или вдоль разломов.

Месторождения медных и никелевых руд на территории России:

Серовское силикатно-никелевое месторождение

Расположено на Урале в 10 км к северо-западу от города Серова на площадях Кольского, Устейского и Вагранского массивов. Массивы разбиты разломами на три блока. Центральный приподнят, а западный и восточный опущены. В геологическом разрезе выделяются три зоны: охры, выщелоченные серпентиниты, дезинтегрированные серпентиниты.

Мощность рудных тел составляет в среднем 10-12 м. Основными никельсодержащими минералами являются монтмориллонит, нонтронит, хлорит и гидроокислы железа. Содержание никеля колеблется от 1,0 до 1,52%. Серовское месторождение наиболее крупное на Среднем Урале, запасы никеля здесь составляют несколько сот тысяч тонн.

Рогожинское месторождение

Расположено в северо-западной части Уфалейского массива в зоне субмеридионального разлома внутри последнего. Серпентиниты в зоне разлома раздроблены и частично замещаются карбонатами и охрами, а местами кремнисто-охристыми образованиями. Мощность составляет 100–150 м.На глубинах 100–150 м рудное тело резко уменьшается в мощности.

Восточно-Вожминское месторождение

Располагается в Карелии. Содержания никеля от 0,4-0,5% во вкрапленных рудах до 3-4% в брекчиевидных и массивных рудах. В рудах также присутствуют: медь 0,22-0,31%  и кобальт 0,04-0,06%. Запасы никеля составляют около 12,9 тысяч тонн при среднем содержании никеля 1,25%. За счет изучения глубоких горизонтов (более 300 м), возможно увеличение запасов руды.

Лебяжинское месторождение (Карелия)

Медно-никелевые руды располагаются в пределах двух зон: Восточной и Центральной. Восточная зона, в которой известны наиболее богатые руды. В пределах зоны развито сингенетическое и эпигенетическое оруденение при преобладающей роли последнего. Залежь лентообразной формы, протяженностью 1700 м, мощностью пластов 0,2-25,5 м. В рудах содержится от 0,41 до 8% (в среднем 0,95-1,33%) никеля и 0,31-0,57% меди. Запасы никеля оцениваются в 20,7 тысяч тонн (при среднем содержании 1,33%).Верхняя залежь пластообразной формы, протяженность — до 2000 м, мощность 1,7-49,1 м. Содержание никеля варьирует в пределах 0,34-1,39%.

Светлоозерское месторождение медно-никелевых руд

Расположено в восточной части Западно-Светлоозерского массива, представлено залежью сложной линзовидной формы, протяженностью до 1200 м, мощностью 0,2-40 м. Руды вкрапленные, густовкрапленные и прожилково-вкрапленные. Содержания никеля составляют 0,2-11,6%. Запасы никеля оцениваются в 25 тысяч тонн.

Подольское медно-цинковое месторождение

Расположено на Южном Урале в 180 км к югу от города Магнитогорска. Колчеданные руды расположены на глубине 600 – 800 м  и состоят в основном из медно-цинковых и медных руд. В нижней части также встречаются серно-колчеданные и прожилково-вкрапленные руды. Мощность пластов колеблется от 5 до 90 м. На глубинах 800–1000 м залегают базальты. Средние содержания металлов в рудах Подольского месторождения составляют: медь — 1,73%, цинк -1,05%, свинец — 0,13%. Запасы руды на Подольском месторождении около 80 миллионов тонн.

Удоканское меднорудное месторождение

Единственное крупное  не разработанное месторождение меди находящееся на территории России. Расположено к востоку от озера Байкал, в  Читинской области. Удоканское месторождение содержит от 25% до 60% национальных запасов медной руды и является одним из крупнейших в мире.