Особенности разведки и оценки месторождений никеля

|Марокко | | |0.5 | | | |

|Америка |7.2 |3.9 |24.9 | | | |

|Бразилия |2.0 |1.0 |2.5 |11.2 | | |

|Венесуэла |0.6 |0.5 | | | | |

|Гватемала |0.9 |0.6 |6.9 | | | |

|Доминиканская |1.1 |0.9 |15.5 | | | |

|Республика | | | | | | |

|Колумбия |1.9 |0.5 | | | | |

|Мексика | | | |3.0 | | |

|Пуэрто-Рико |0.7 |0.4 | | | | |

|Австралия и |26.2 |13.2 |86.3 | | | |

|Океания | | | | | | |

|Новая Каледония |26.0 |13.6 |86.3 | |85.9 | |

|Соломоновы |0.2 |0.1 | | | | |

|острова | | | | | | |

В графах «экспорт» и «импорт» поставлены значения, включающие руду,

концентраты, штейн, окись никеля (по содержанию металла), рафинированный

металл и ферроникель.

По оценке ВНИИЗГ общие запасы никеля в промышленно развитых

капиталистических и развивающихся странах на начало 1998г. составляли 77.4

млн.т., в том числе подтвержденные запасы 45.5 млн.т. Основные запасы

сосредоточены в Новой Каледонии, Канаде, Австралийском союзе, на

Филиппинах, в Индонезии, Бразилии, Гватемале, Греции.

Япония и страны Западной Европы собственными ресурсами никеля не

располагают. Незначительные запасы никеля и в США (140 тыс.т.). Ежегодная

добыча никеля в капиталистических и развивающихся странах составляет около

600 тыс.т., в том числе: в Канаде 262, Новой Каледонии до135, Австралийском

союзе 85, на Филиппинах 40, в Индонезии 25, ЮАР 22, США 15, Доминиканской

Республике 27.

Главные страны по добыче и производству никеля: Канада, Новая

Каледония и Австралийский союз, а основные потребители: Япония, США и

страны Западной Европы. В связи с этим Япония, США и ФРГ интенсивно

занимаются решением проблемы добычи и переработки железомарганцевых

конкреций Мирового океана с целью получения из них и никеля. Дальнейший

рост производства никеля предусматривается в основном за счет силикатных

руд никеля и вовлечения в эксплуатацию сульфидных месторождений с крупными

запасами, хотя и бедными рудами.

Уникальные месторождения содержат более 500 тыс.т никеля, крупные –

500-250 тыс.т., средние – 250-100 тыс.т., мелкие – до 100 тыс.т.

В объеме внешнеторгового оборота никель занимает одно из ведущих мест

среди цветных металлов. Среднегодовые цены на электролитический никель на

Лондонской Бирже Металлов (ЛБМ) колебались в пределах 1630-6800 $ за 1т

(период 1961-1980 г.г.), и от 10 700 – 23 900 $ за 1т (период 1985-1988г.).

Постоянный рост цен на различные виды никелевой товарной продукции

обусловлен как значительным увеличением удельных капитальных вложений в

новое строительство, так и ростом цен на нефть (в рассматриваемом периоде),

увеличением стоимости энергоносителей, повышением затрат на охрану

окружающей среды, соотношением производства и спроса металлов и многими

другими причинами.

Промышленные типы месторождений.

В основу положена промышленная систематика месторождений, базирующаяся

на морфологии рудных тел, геологических условиях их залегания, минеральном

и вещественном составе руд, особенностях их технологической переработки.

Основные типы никелевых месторождений следующие:

1. медно-никелевые сульфидные месторождения: Норильское, Толнахское и

Октябрьское, Мончегорское, Каула и др.(СНГ), рудный район Сёдбери

и месторождение Томпсон (Канада), Камбалда (З.Австралия);

2. никелевые силикатные и кобальт-никелевые асболан силикатные

преимущественно пластообразные месторождения Южного Урала, Кубы,

Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.

Второстепенные типы:

1. медно-колчеданные месторождения;

2. жильные сульфидно-арсенидные комплексные месторождения.

Потенциальный источник – современные железомарганцевые конкреции дна

океанов.

Первый тип – главный источник никеля как в зарубежных странах, так и в

СНГ. В капиталистических и развивающихся странах на него приходится 29%

всех запасов и 57,5% добычи. Месторождения второго типа обладают

значительно большими запасами (70,6%) и из них добывают 41,5% никеля. В СНГ

этот тип имеет также важное значение. Второстепенные типы играют

незначительную роль.

Сульфидные медно-никелевые месторождения с запасами никеля до 100

тыс.т считаются мелкими, от100 до 200 средними и свыше 200 – крупными.

Крупные запасы никеля, сосредоточенные в железомарганцевых конкрециях на

дне океанов, являются пока потенциальным источником этого металла.

Основные типы.

Тип первый. Медно-никелевые сульфидные месторождения.

Месторождения сульфидных медно-никелевых руд связаны с

лополитоподобными или плитообразными массивами расслоенных габброидов,

приуроченных к зонам глубинных разломов на древних щитах и платформах.

Форма рудных тел наиболее крупных месторождений пластообразная (Фруд-Стоби,

Томпсон и др. в Канаде; Норильск 1, Талнахское и Октябрьское в СНГ;

Камбалда в Австралии и др.), часто совпадающая с направлением расслоенности

интрузивных массивов. Многие месторождения (Мончегорское, Каула в СНГ; Линн-

Лейк в Канаде; Пилансберг в ЮАР; ряд месторождений Австралии) имеют

жильную, столбообразную или более сложную форму рудных тел, определяемую

разрывными нарушениями.

Руды комплексные. В них содержится (%): Ni 0.6-5, Cu 0.2-6, Co 0.01-

0.1, металлы группы платины. Отношение Ni:Cu= 1.5-2.5:1, но может быть и

иным. Отношение Co:Ni=1:20-1:40. Бедные руды (Ni до 1.5% - в основном

вкрапленные руды) обогащаются. Богатые руды (Ni более 1.5%) могут идти в

плавку без обогащения. Из медно-никелевых руд извлекают медь, никель,

кобальт, металлы группы платины, золото, серебро, серу, селен, теллур.

Норильское рудное поле.

Оно расположено на северо-западной окраине Сибирской платформы и

приурочено к зоне глубинного разлома близмиридионального простирания. Медно-

никелевое орудинение связано с интрузивами дифференцированных габбро-

диабазов одного из триасовых этапов траппового магматизма. Наиболее

значительным является месторождение Норильск 1, где оруденение приурочено к

донной части плитообразного расслоения массива габбро-диабазов, полого

погружающегося на запад под покровы триасовых эффузивов. Подстилающими для

массива являются осадочные породы палеозоя.

Талнахское и Октябрьское месторождения расположены на юго-западном

склоне плато Хараелах и связаны с крупными дифференцированным интрузивом

габбро-диабазов норильского типа площадью более 50 км2, который приурочен к

тому же глубинному разлому, что и Норильское месторождение. Талнахское

месторождение, открытое в 1960г., приурочено к верхнему рудоносному

горизонту, а Октябрьское, открытое в 1965г., находится на нижнем горизонте.

Оба месторождения расположены на узле пересечения Норильским

глубинным рудоконтролирующим разломом Хараелахской мульды. К востоку от

разлома располагается Талнахское месторождение, а к западу – Октябрьское.

Складчатые и разрывные нарушения определяют блоковое строение рудного поля.

Оруденение преимущественно вкрапленное в породах эндо- и экзоконтакта

интрузива. Встречаются шлиры, сульфидные жильные тела и пластообразные

залежи сплошных руд. Морфология рудных тел и условия их локализации

определялись разрывными нарушениями. Основные минералы руд: пирротин,

халькопирит, кубанит, пентландит, второстепенные: борнит, пирит, миллерит,

виоларит, бравоит, сфалерит, галенит и др.

Руды Октябрьского месторождения залегают на большой глубине: 400-600

м. На этом месторождении различают три типа главных промышленных руд:

богатые сплошные медно-никелевые и медистые во вмещающих осадочных

отложениях и вкрапленные в интрузивных породах. Среди богатых руд

выделяются пирротиновые, кубанитовые и халькопиритовые с талнахитом,

моухикитом. Кубанитовые и халькопиритовые руды содержат металлы платиновой

группы, золото, серебро, селен и др. элементы.

Богатые сплошные руды образуют несколько залежей, имеющих пласто- и

линзообразную форму с относительно выдержанными мощностями.

Месторождения района Сёдбери (провинция Онтарио, Канада) – крупнейшее

в мире. За более чем 100 лет эксплуатации здесь добыто более 7 млн.т.

никеля, 4.2 млн.т меди, 207 тыс.т. кобальта, 620 т металлов группы платины,

400т золота, 250 т серебра. Однако запасы металлов не исчерпаны. В

настоящее время они составляют 5.6 млн.т никеля (среднее содержание 1.58%),

170 тыст. Кобальта (0,05%), 4.03 тыс.т. меди (1.15%).

Месторождения приурочены к протерозойскому лополитоподобному

интрузиву Сёдбери, имеющему вид эллиптического кольца толщиной до 0,6 км.

Длина массива 60 км, ширина 27 км. Строение интрузивного кольца зональное,

сложено оно норитами, кварцевыми габбро и гранофирами. От норитового кольца

отходят радиальные дайки.

Многочисленные медно-никелевые месторождения приурочены к внешнему

контакту интрузива. Наиболее крупные из них (Фруд-Стоби, Меррей, Крейтон,

Гарсон и др.) расположены в основании норитов вдоль юго-восточного

контакта. Одно из крупнейших в мире тело сульфидных руд месторождения Фруд

приурочено к дайкообразному массиву кварцевых диоритов. Длина рудного тела

3 км, мощность 45-120 м, а на глубине оно прослежено на 1200 м. Руды

вкрапленные, брекчиевые, массивные; сложены пирротином, пентландитом,

халькопиритом, кубанитом. В них присутствует арсениды и сульфоарсениды

никеля, галенит, сперрилит. Руды богаты платиноидами и золотом (1-4 г/т).

Относительно генезиса месторождений Сёдбери существуют две главные

гипотезы: классическая – магматическая и новая – метеоритная.

Месторождение Камбалда – представитель пластообразных месторождений

на Австралийском континенте. Находится оно в Западно-Австралийской

никеленосной провинции. Медно-никелевое оруденение связано с основными и

ультраосновными интрузивными массивами, которые приурочены к архейским

зеленокаменным поясам системы Калгурли-Йилгарн. Зеленокаменные толщи смяты

в узкие вытянутые складки северо-западного простирания.

Мощность рудных тел 1-15 м. Протяженность по простиранию измеряется

сотнями метров, а разведанная глубина –450 м. Руды в основном пирротин-

пентландитовые с небольшим количеством халькопирита и пирита. Запасы никеля

на месторождении составляют 642 тыс.т при среднем содержании 3.28%,

кобальта – 8 тыс.т. (0.04%) и меди – 67 тыс.т. (0.34%).

В Австралии имеется еще ряд месторождений с бедными прожилковато-

вкрапленными рудами, но с крупными запасами. К ним относятся Маунт-Кейт и

Кингстон с запасами по 600 тыс.т никеля (ср.сод. 0.6%) и Саут-Уиндорра с

запасами 443 тыс.т. никеля (ср.сод.1.5%).

Тип второй. Никелевые силикатные и кобальт-никелевые асболан-

силикатные преимущественно пластообразные месторождения.

В месторождениях этого типа заключены запасы никеля в 3 раза

превышающие его запасы в сульфидных рудах, а запасы некоторых месторождений

достигают 1 млн.т. и более никеля. Крупные запасы силикатных руд

сосредоточены на Новой Каледонии, Филиппинах, Индонезии, Австралии и др.

странах. Среднее содержание в них никеля равно 1.1-2%. Кроме того в рудах

часто содержится кобальт.

Месторождения площадной коры.

Месторождения Кемпирсайской группы представляют собой сохранившиеся

остаточные покровы коры выветривания на дунитах, перидотитах, пироксенитах

и их серпентинизированных разностях. Площадь никеленосных участков

достигает нескольких квадратных километров. Контуры рудных тел с

кондиционным содержанием металла определяются опробованием и густотой

разведочной сети. Мощность рудных тел – 30 м (средняя 6м). В общем случае

профиль никеленосной площадной коры расчленяется на зоны:

1. охры

2. нонтрониты

3. выщелочные змеевики

4. карбонатизированные змеевики

5. малоизмененные материнские породы – змеевики.

Рудой является зона нонтронитов, нижняя часть зоны охр и верхняя часть зоны

выщелочных змеевиков.

Месторождения отрабатываются открытым способом. Мощность вскрышных

пород 0-40 м.

На острове Куба максимального развития никеленосная кора выветривания

латеритного профиля достигает на прибрежном плато в провинции Орьенте.

Здесь на поверхности обнажаются интрузивные массивы ультраосновных пород, с

которыми связаны крупнейшие по запасам месторождения силикатных никелевых

руд Пинарес-де-Майори, Никаро, Мао. Полоса никелевых месторождений

протягивается в широтном направлении на 100-120 км при ширине 30-35 км.

Плащеобразные рудные залежи мощьностью 10-40 м покрывают огромные, слабо

всхолмленные площади плато. На месторождении Майяри рудное тело длиной

свыше 16 км и шириной более 6 км залегает на глубине 6-20 м.

Разрез никеленосной коры выветривания для всех кубинских месторождений

почти одинаков. В нем выделяются две зоны: латеритовая и серпентитовая.

В латеритах Кубы среднее содержание никеля – 1.2-1.5%, кобальта – 0.08-

0.1% при низком содержании окиси магния (2-3%) и высоком – окиси железа (60-

70%). Это позволяет перерабатывать их гидрометаллургическим методом. По

общим запасам никеля Куба занимает одно из первых мест в мире.

Месторождения линейно-площадной коры.

Бурыктальское месторождение находится в Оренбургской области. На

площади выделяется ряд рудных участков, расположенных в 2-10 км один от

другого. Глубина залегания рудных тел 13-110 м, мощность 1-25 м. Форма

рудных залежей весьма сложная, с частыми раздувами, пережимами и

карманообразными углублениями, обусловленная совместным развитием площадной

и трещинной кор выветривания.

Промышленные никелевые руды представлены охрами, нонтронитами,

нонтронизированными и выщелоченными серпентитами. По вещественному составу

и технологическим свойствам выделяются два типа руд:

1. железистый, с повышенным содержанием кобальта;

2. магнезиальный, с повышенным содержанием никеля.

Месторождение отрабатывается открытым способом.

Месторождения Новой Каледонии приурочены к кайнозойским интрузивным

массивам и занимающим около одной трети площади всего острова. Для

месторождений характерны две зоны оруденения.

Верхняя зона представлена никеленосными латеритами и участками

окремнения с содержанием до 60-70% оксида железа и 1-2% никеля.

Нижняя зона сложена богатыми гарниерит-серпентитовыми рудами, которые

залегают под площадной никеленосной корой выветривания. Рудные тела крайне

изменчивой мощности прослеживаются на глубину 150м и по простиранию на

сотни метров. Наиболее богатые рудные интервалы приурочены к верхним частям

серпентитовых руд. Содержание никеля составляет 10-16%, с глубиной

снижается до 2%., кобальта – 0.01-0.03%, а окиси магния – 20-30%. Гарниерит-

серпентитовые руды являются объектом добычи с момента открытия никелевых

руд в Новой Каледонии (1875г.) и до настоящего времени. Лишь в последние

годы начаты работы по использованию более бедных латеритовых никелевых руд

со средним содержанием никеля 1.2-1.8%.

По запасам никеля Н.Каледония занимает первое место среди развитых

стран. Не менее 80% всех запасов приходится на гарниерит-серпентитовые

руды. Годовая добыча никеля в стране достигает 133 тыс.тонн.

Месторождения линейного типа.

Аккермановское месторождение приурочены к тектоническим зонам

дробления, вдоль которых кора выветривания проникает на значительную

глубину.

Ширина рудоносных зон неодинаковая, редко достигает нескольких

десятков метров. Иногда встречаются ряд параллельных полос, сливающихся в

верхней части коры. Чаще всего рудные тела имеют крутое падение и

прослеживаются на глубину 25-60 м.

Основные носители никелевого оруденения в этом типе – гарниерит и

гидросиликаты магния, хризотил и хризопраз. Трещинные месторождения по

содержанию никеля более богаты, чем месторождения площадной коры.

Месторождения со сложной морфологией рудных тел. Среди этих

месторождений выделяются месторождения «открытого» и «закрытого» карста.

Руды приурочены к контакту никеленосных пород с карбонатными. В связи с

этим площади месторождения вытянуты вдоль линии контактов. Рудные тела

прослеживаются вдоль контакта на 100-350 м, а по падению на 10-200 м.

Карстовые полости выполняются разложенным серпентитом, известняком,

тальком, хлоритом, глинами и др. Материал не сортирован и имеет

слабовыраженную грубую слоистость. Основные носителем никелевого оруденения

– гарниериты и другие никелевые силикаты и галлуазиты.

Технологические свойства руд и особенности их переработки.

Технология переработки руд цветных металлов зависит от их минерального

состава, степени окисления, комплексности, тексту и структур, крупности

зерен и степени взаимного прорастания одних минералов в другие,

сопротивляемости руд дроблению и степени шламообразования при их дроблении

и измельчении. Все это обуславливает выделение большого числа промышленных

типов руд, для которых требуются различные технологические схемы

переработки (см. табл.№2)

По степени окисления руды медных и полиметаллических месторождений

подразделяются на три типа: сульфидный, смешанный и окисленный. Критерием

для отнесения руд к тому или иному типу служит содержание в рудах меди,

свинца и цинка в оксидной форме, ориентировочная величина которого указана

в таблице.

Типы руд по степени окисленности

|Тип руд |Содержание оксидов, % |

| |Меди |Свинца |Цинка |

|Сульфидный |50 |>50 |>50 |

Богатые сульфидные медно-никелевые руды с содержанием никеля более 1%

при отношении никеля к мед не менее 1:1 и с пониженным (менее 25%)

содержанием железа направляются непосредственно в плавку. При содержании

железа более 25% и серы более 20% богатые руды перед плавкой флотируют для

разделения на медный и никелевый концентраты и вывода пирротина в отдельный

продукт. Рядовые медно-никелевые руды с содержанием никеля менее 1%

обогащаются; при этом получают коллективный медно-никелевый или селективные

никелевый и медный концентраты.

Содержащийся в медно-никелевых рудах кобальт в процессе обогащения

накапливается в медно-никелевом, медном и никелевом концентратах. Вредными

примесями сульфидных медно-никелевых руд являются цинк, свинец и мышьяк; их

предельные содержания устанавливаются техническими условиями. Силикатные

никелевые руды по комплексу рудообразующих минералов разделяются на два

технологических типа: железистые (охристые, лептохлоритовые, гематитовые) и

магнезиальные (серпентиниты с никелевыми силикатами).

Все силикатные руды подвергаются непосредственному металлургическому

переделу: железистые – гидрометаллургическим (при содержании магния менее

3%) или пирометаллургическим методами, магнезиальные - только

пирометаллургическим. К вредным примесям в силикатных никелевых рудах

относят медь и хром, а при плавке на ферроникель – и фосфор. Предельные

содержания этих компонентов определяются техническими условиями.

Окисленные и смешанные руды обогащаются значительно хуже, чем

сульфидные, особенно содержащие медь в силикатной форме. Цинк в оксидной

форме в товарные концентраты практически не извлекается. Окисленные и

смешанные руды перерабатываются либо по сложным комбинированным схемам,

включающим сульфидизацию окисленных минералов и флотацию получаемого

материала, либо гидрометаллургическим способом – путем химического

выщелачивания металлов и последующего их осаждения.

Все медные, свинцово-цинковые и медно-никелевые руды являются

комплексными. При переработке их обычно получают товарные медные,

свинцовые, цинковые и никелевые концентраты, часто также серные (пиритные)

, молибденовые, баритовые и магнетитовые, иногда промпродукты, содержащие

благородные и другие металлы. В товарных концентратах разных марок,

выделяемых по содержанию основных компонентов, лимитируется и содержание

примесей.

Методика разведки месторождения никеля.

Методы разведки.

Основными методами разведки месторождений являются , по В.М.Крейтеру,

создание системы разведочных разрезов, опробование руд и оценочное

сопоставление.

Создание системы разведочных разрезов направлено на определение

размеров, формы, внутреннего строения и условий залегания рудных тел и

отображение их на соответствующих разрезах и планах. Различают следующие

разновидности метода разведочных разрезов, учитывающие пространственную

ориентировку последних:

1. вертикальных разрезов

2. горизонтальных разрезов

3. комбинированный, горизонтальных и вертикальных разрезов.

Опробование как разведочный метод направлено на выявление качества

полезного ископаемого. Оценочное сопоставление сопутствует разведочному

процессу непрерывно; его конечная цель – определение экономической

целесообразности эксплуатации разведываемого объекта путем сравнения

основных показателей его промышленного освоения с аналогичными показателями

других объектов.

Системы разведки.

Под системой разведки понимается такое пространственное расположение и

сочетание горно-разведочных выработок и буровых скважин, которое позволяет

создать совокупность разведочных разрезов, отражающих форму, размеры и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6