Никелевые руды где. Добыча никеля - возможные риски

Дата: 08.02.2024

Иногда поднимается вопрос о том, существует ли опасность исчерпания природных ресурсов планеты. В случае с никелем, как представляется, для беспокойства мало оснований. Никель является пятым наиболее распространенным элементом на Земле. Только железо, кислород, кремний и магний более распространены. Тем не менее, запасы, которые могут быть добыты с экономической выгодой, конечно, более ограничены. Запасы никеля относятся к доказанным запасам в месторождениях на суше. Ресурсы никеля (оцениваемые в два раза больше запасов никеля) охватывают суб-экономические резервы, т.е. не извлекаемые с прибылью. Разработка новых технологических процессов приведет к превращению некоторых из этих ресурсов в резервную базу. Постоянная разведка продолжает добавлять объемы как к запасам, так и к ресурсам. Согласно некоторым источникам, никелевые ресурсы на морском дне во много раз больше тех, которые расположены на суше. Земельных ресурсов, как считается, хватит более чем на 100 лет при нынешних темпах добычи.

Производство никеля в мире

Сильный рост мировой экономики до 2007 года поддержал рост производства первичного металлического никеля. В 2007 году мировое производство первичного никеля составило 1,411 млн тонн. Однако экономический кризис привел к снижению производства никеля во всем мире в период с 2008 по 2009 год, и производство первичного металла снизилось до 1,316 млн тонн. Производство быстро восстановилось в 2010 году до 1,442 млн тонн, а в дальнейшем увеличилось до 1,602 млн тонн в 2011 году. Ежегодный средний рост производства в период с 2001 по 2011 год составил 3,1%.

Новый продукт - никелевый чугун (NPI) - начал производиться в Китае в 2005 году в различных формах и сортах. Производство медленно увеличивалось в течение первых нескольких лет: в 2010 году оно было оценено в более чем 160 тыс. тонн, а в 2015 году - около 390 тысяч тонн. В основном весь этот продукт используется на внутреннем рынке в Китае в производстве нержавеющей стали и заменил традиционные продукты, такие как металлический никель и лом нержавеющей стали. В дополнение к новой продукции NPI в Китае, несколько других никелевых проектов начали работать по всему миру. Примерами являются Barro Alto и Onca Puma в Бразилии с общей мощностью около 95 тыс. тонн в год. На Мадагаскаре начал функционировать проект Ambatovy с мощностью 60 тыс. тонн. Мьянма запустила свой первый никелевый проект в Tagaung Taung, который начал производство в 2013 году. В Новой Каледонии, проект Goro Vale мощностью 57000 в настоящее время находится в фазе нарастания производства. Мировое производство первичного никеля составило 1,98 млн тонн в 2014 году. В период 2011-2015 годов ежегодные темпы роста составили в среднем 5,5%.

По состоянию на 2015 год мировым лидером по производству никеля является бразильско-канадская компания – Vale Inco Ltd., с объемом производства 291 тыс. тонн в год. Далее, по объему производства следуют ГМК "Норильский никель" (Россия) и китайская Jinchuan Group Co. Ltd, объем производства никеля у которых в 2015 году составил – 266,4 тыс. т. и 150,0 тыс. т, соответственно.

Крупнейшими странами – производителями первичного никеля являются Китай, Россия, Япония, Австралия и Канада. Причем Китай за последние годы совершил настоящий рывок. Так, если в 1994 году китайские предприятия произвели всего 30 тыс. т первичного никеля, то в 2004 году объем производства данного металла составил уже примерно 75 тыс. т. В 2015 году объем производства никелевых продуктов в Китае составил более 550 тыс. тонн, включая примерно 390 тыс. тонн никелевого чугуна и более 150 тыс. тонн катодного никеля.

Пятерка крупнейших производителей никеля в мире, тыс. т./год

Мировое потребление никеля

На рынке никеля принято различать первичных и конечных потребителей. Первичные потребители – это те отрасли, в которых потребляется непосредственно никель. Конечные потребители – это отрасли, в которых производят конечные никельсодержащие товары. Главными первичными потребителями никеля являются производители нержавеющей стали. На их долю приходится около 2/3 всего потребления в мире. Никель используется также в производстве специальных сталей и сплавов, в гальванотехнике (никелирование), катализаторах, батареях и т.д.

Основные конечные потребители никеля – транспорт, машиностроение, строительство, химическая промышленности, производство посуды и прочих изделий быта.

Основные страны (группы стран) потребители никеля - Китай, Европейский союз, Япония, США, Тайвань и Южная Корея. Следует уточнить, что с 2009 года Китай по объему использования рафинированного никеля (52% мирового спроса в 2015 году) находится на первом месте в мире.

Интересно, что на рынке никеля страны основные производители данного металла, за исключением, пожалуй, Японии и Китая, не являются его основными потребителями.

Согласно оценке INSG, потребление никеля в 2015 году увеличилось до 1,94 млн. тонн с 1,87 млн. тонн в 2014 году - главным образом за счет роста спроса в Азии и Америке.

Потребление никеля в мире в последние годы растет преимущественно благодаря увеличению спроса на данный металл со стороны китайских производителей нержавеющей стали, для производства которой в мире используется около 2/3 производимого никеля.

При достаточно стабильном спросе на никель со стороны Китая, в последние годы наблюдалась растущая активность закупок никеля и в других странах Азии, а также в США. В Европе спрос на металл остается пока достаточно умеренным.

Баланс мирового рынка никеля в 2006-2015 годах, млн. т.*

* Данные International Nickel Study Group

В 2015 году, по оценке специалистов INSG, на мировом рынке никеля наблюдался излишек в размере 20 тыс. тонн при объеме производства 1,98 млн. тонн и уровне потребления 1,89 млн. тонн.

Цены на никель показывали значительную волатильность в течение последних сорока лет. В конце 1980-х годов был пик цен на никель. В первой половине 1990-х годов экономический крах стран бывшего "восточного блока" привел к всплеску экспорта никеля, который привел к падению цен на никель ниже, чем себестоимость производства, в результате чего произошло сокращение производства никеля на «Западе». До 2003 года цена на никель оставалась ниже 10 тыс. долл./т.. Цена достигла 14 тыс. долл./т. в 2005 году, а затем резко скакнула в 2006 году, прежде чем достигла пика в 52,179 тыс. долл./т. в мае 2007 года. Цены на никель затем снижались до конца 2008 года, когда средняя цена по наличным сделкам в декабре достигла минимума в 9,678 тыс. долл./т. В начале 2009 года цены на никель начали вновь расти и достигли 24,103 тыс. долл./т. к концу 2010 года. В 2011 году цена продолжила расти и достигла пика в феврале - 28,247 тыс. долл./т., и не снижалась до конца 2013 года, когда упала ниже 14 тыс. долл./т. Первоначальная реакция на запрет на экспорт необработанных руд в Индонезии в январе 2014 года подтолкнула цены на никель почти до 20 тыс. долл./т. в июле 2014 года, но с тех пор цена снижалась почти каждый месяц.

В 2015 году котировки цен на никель познали горечь поражений. В среднем за год цены на металл составили около 11,8 тыс. долл./т., что намного ниже (16,9 тыс. долл./т.), чем годом ранее.

Цены на никель продолжают развивать медвежий тренд на фоне замедления экономики Китая – крупнейшего потребителя промышленных металлов. Долговой кризис в Еврозоне в последние годы существенно влиял на объемы китайского экспорта – соответственно падает и спрос Поднебесной на металлы и сырье в целом. В первой половине 2016 года цены на никель снизились до 8,3 тыс. долл./т., однако затем несколько подросли.

Мировые цены на никель, долл./т

Запасы никеля на LME были относительно стабильными в период с 2001 по 2005 год на уровне около 20 тысяч тонн. В 2005 году запасы несколько выросли и снова сократились в 2006 году. За период с 2007 по 2009 запасы быстро увеличились до более чем 158000 тонн в конце периода. В 2010 и 2011 годах имело место быть сокращение запасов, которые в конце декабря 2011 года достигли 91000 тонн. С начала 2012 года по март 2016 года наблюдался длительный период роста запасов. В июне 2015 года запасы никеля на LME достигли более 470000 тонн. Во втором квартале 2015 года Шанхайская фьючерсная биржа (SHFE) запустила контракт никеля, и запасы выросли там до уровня 73000 тонн в марте 2016 года. По состоянию на конец марта 2016 года, объединенные запасы LME и SHFE были более 500000 тонн. Однако в середине 2016 года запасы на LME несколько уменьшились до 377000 тонн.

Перспективы мирового рынка никеля

По прогнозу International Nickel Study Group (INSG), избыток на мировом рынке первичного никеля нивелируется в 2016 году по сравнению ситуацией 2015 года, поскольку рост спроса опережает рост предложения металла. INSG прогнозирует дефицит никеля на уровне около 49 тыс. т в сравнении с избытком около 90 тыс. т в 2015 году. Падение производства никеля составит в 2016 году 3,5% в годовом исчислении, а объем производства составит 1,91 млн т, тогда как потребление никеля, как ожидается, увеличится на 3,8%, до 1,96 млн т. В 2014 году выпуск никеля в мире сократился на 0,3% в годовом выражении, а спрос поднялся на 0,6%.

Согласно наблюдениям INSG, введенный Индонезией в 2012 году запрет на экспорт никелевой руды вызвал снижения реальных поставок материала в Китай, хотя производство никелевого чугуна (сырья для производства нержавеющей стали) в стране падает медленее, чем прогнозировалось еще два года назад.

По прогнозу Morgan Stanley, цена никеля составит $10,692 тыс. т в 2016 году и $12,236 тыс. за т в 2017 году.

— это тяжелый цветной металл. Он был открыт сравнительно недавно. Но за короткий промежуток времени стал активно использоваться человеком. Около 50% никеля идет на производство никелевых сталей, чуть больше 30% — на изготовление жаропрочных и цветных сплавов.

Для производства аккумуляторных батарей, струн для электрогитар, нержавеющей стали, и даже для чеканки монет. Он широко используется в строительных делах, при производстве посуды, в химической промышленности и на транспорте. Одним словом, никель вносит хороший вклад в экономику страны. Поэтому в данной статье мы рассмотрим крупнейших производителей никеля в России и мировой практике, а также методы и основы производства такого металла.

В процессе переработки никеля задействовано следующее оборудование:

Прессы (для брикетирования).
Ленточные машины.
Конвертер.
Шахтные печи (служат для выплавки штейна). Это оборудование имеет прямоугольное сечение, высоту 6 метров, ширину 1,5 метра и длину 10-15 метров.
Дуговые электрические печи (для восстановления никеля).
Электролизные ванны.

Про сырье для получения никеля читайте ниже.

О том, где можно взять небольшое количество никеля, расскажет этот видеосюжет:

Расчет сырья

Количество сырья, которое нужно для получения никеля, зависит от способности или мощности предприятия, на котором планируется перерабатывать сырье. А так же в расчет обязательно берутся финансовые возможности завода.

Технологии производства никеля

Источники получения

Никель получают из окислительных никелевых и сульфидно-никелевых руд.

В первом виде никель содержится в форме силикатов. Общее процентное содержание никеля здесь составляет 1-7%. Никель в сульфидных рудах содержится в виде NiS.
В сульфидных рудах чистый никель составляет 0,5-5,5%. Кроме этого, в сульфидных рудах содержится купрум (2,5%), платина, кобальт, иридий и некоторые металлы платиновой группы.

Сырье может иметь . Поэтому для получения чистого никеля могут применяться разные технологии.

В результате конечными продуктами могут быть не только сам никель, но и кобальт, никелевый порошок, закись никеля, синтер и различные сульфидные концентраты.

Никель химически схож больше с серой, чем с кислородом. Поэтому процесс получения никеля из пустой породы заключается в том, что сначала никель в форме сульфида переводят в штейн, и только потом из штейна выделяют чистый никель.

Процесс получения

Процесс производства никеля из окисленных никелевых руд выглядит следующим образом:

Берут добытое сырье (руду) и подвергают ее дроблению, сушке и спеканию. Этот этап необходим для удаления из руды лишней влаги и ненужных гнилостных веществ.
В результате первого этапа образуются еще два продукта: флюсы и гипс.
На третьем этапе к перечисленным продуктам добавляют кокс и отправляют все в плавку на штейн.
В результате третьего этапа получается шлак и штейн. Шлак идет в отвал, а штейн подвергается продувке в конвертере.
После четвертого этапа получается шлак и белый никелевый штейн. Одна часть шлака идет на извлечение СО, а другая часть отправляется назад на этап «плавка на штейн».
Белый никелевый штейн подвергают дроблению и измельчению.
Затем полученный материал отправляют на обжиг.
Закись никеля с помощью древесного угля подвергаю восстановлению. Образованный на этом этапе газ идет в трубы, а пыль – возвращается на обжиг.
Последний этап – это электролитическое рафинирование никеля. Конечным продуктом после процедуры восстановления является чистый никель.

О производствах никеля в России и мире читайте ниже.

О требованиях в отношении охраны труда при производстве никеля, расскажет данный видеоролик:

Известные производители

Из числа стран производителей больше всего никеля производят в Китае, Канаде, России, Японии и Австралии.

Самым крупным предприятием по переработке никеля считается зарубежная компания Инко. Ее никелеплавительный завод Коп-пер-Клифф способен переработать около 291 тысяч тонн сырья в год.
Второе почетное место производителя никеля занимает завод ГМК «Норильский Никель» (266 тысяч тонн сырья).
На третьем месте стоит иностранное предприятие: Jinchuan Group Co. Ltd (150 тысяч тонн сырья). Это китайское предприятие. Основной офис находится в Цзиньчан (Ганьсу). Производит компания не только никель, но и селен, серебро, золото, кобальт, палладий и платину. Производительность Jinchuan Group Co. Ltd составляет 90% от всей переработки никеля в Китае. Эта компания является самой крупной в Азии.
На четвертом месте — Glencore International AG (96 тысяч тонн).
Пятое место занимает предприятие BHP Billiton (78,5 тысяч тонн). Это крупнейшее предприятие основано в 2001 году. Основной офис BHP Billiton находится в Мельбурне (Австралия), а в Лондоне у них дополнительная штаб квартира. С юридической точки зрения описываемое предприятие состоит из двух компаний, у каждой из которой отдельный собственнике. На рынке акций они существуют независимо друг от друга.

В России существуют еще несколько предприятий по переработке никеля. Это ОАО «Комбинат Южуралникель» и ОАО «Уфалейникель».

ОАО «ГМК «Норильский никель»» имеет несколько филиалов. Это Западный филиал, Кольская ГМК и ОАО «ГМК «Печенганикуль». Норильский никель перерабатывает преимущественно сульфидные руды, в состав которых входит дополнительно платиноиды, медь, кобальт и некоторые драгоценные металлы. Кольская ГМК перерабатывает , который им доставляют из вне. Этот филиал не имеет собственных ресурсов.
Южуралникель находится в Оренбургской области. Компания добывает руду на следующих месторождениях: Буруктальское и Сахаринское. Перерабатывают руду на Орской фабрике. Южуралникель используют устаревшую технологию производства (они применяют кокс). Поэтому рентабельность компании сильно зависит от цен на уголь.

О том, как производится никель на заводе в Норильске, показан в данном видео:

Никель является уникальным металлом, имеющим особые свойства. Месторождения данного материала размещаются во многих странах мира, где ведется их активная разработка. При этом он не существует в природе в чистом виде. Поэтому добыча данного металла имеет свои особенности.

Добыча металла в разных странах

Во всем мире находится очень много месторождений никеля, особенно если сравнивать его с другими полезными ископаемыми. Установлено, что данный металл входит в состав большинства метеоритов. Поэтому четко прослеживается внеземное происхождение никелевых соединений, но в чистом виде они практически не существуют. Вначале осуществляется добыча руды. Только после специальной обработки получают материал в чистом виде.

На территории Российской Федерации находится около 35% всего мирового запаса никелевой руды. Но государство не заинтересовано во вложении больших денежных средств для разработки существующих и новых месторождений. Несмотря на это в последние годы в России стали наращиваться объемы добычи никеля. Во всем мире известна такая российская компания, как «Норильский никель». Она вырабатывает 20% от мирового объема металла.

В мире существуют и другие гиганты, выполняющие добычу никеля:

канадская компания IncoLtd;
Vale SA из Бразилии;
BHPBilliton англо-австралийская фирма;
Jinchuan Group из Китая.

Самые крупные месторождения никеля находятся на территории Красноярского края около Норильска (больше 85% в России) и на Кольском полуострове. На долю Мурманской области приходится 10% запасов данной породы.

Какие бывают никелевые месторождения

Производство никеля осуществляется из природных материалов, которые содержат в составе достаточное количество данного металла. Такие породы называют никелевыми рудами. Они образуются естественным путем в результате остывания магмы, которая содержит в составе данный металл.

Существует несколько типов никелевых руд, которые добываются для изготовления этого материала. Разделение месторождений породы на классы выполняется с учетом геологических условий ее залегания, минерального состава, морфологии и других особенностей. На этом основании месторождения никеля могут быть:

медно-никелевые, сульфидные. Такие месторождения встречаются на территории стран СНГ, в Канаде, Австралии;
силикатные никелевые, кобальт-никелевые, ферроникелевые. Подобные месторождения присутствуют на Урале, Кубе, Индонезии;
медно-колчеданные;
сульфидно-арсенидные.

Последние два типа никелевых отложений считаются второстепенными. Железомарганцевые конкреции, находящиеся на океаническом дне, можно относить к потенциальным источникам данного металла.

Способы добычи никеля

Разработка месторождений никелевых руд ведется открытым и закрытым способом. Предприятия, которые занимаются добычей металла, являются высокомеханизированными и оснащенными передовой техникой для ведения всех видов горных работ. Силикатные никелевые соединения добываются преимущественно открытым способом, а разработка сульфидных месторождений ведется двумя методами.

Разработка открытым способом

При выполнении горных работ в карьерах формируются уступы. Вскрышу размещают во внешнем и внутреннем отвале. Для разработки месторождений буровым способом используются станки шарошечного бурения. Погрузка добытой породы осуществляется экскаваторами. Для ведения работ преимущественно применяется автомобильный транспорт.

Разработка месторождений закрытым способом

Подземные работы осуществляются в довольно сложных условиях. Часто разработка месторождений происходит на глубине 1000 м или больше. Для выполнения необходимых операций применяется самоходная техника на дизельном приводе, которая выполняет погрузку и доставку добытого сырья.

В процессе работ применяются следующие системы разработки никелевых месторождений:

подэтажного обрушения. Осуществляется обрушение подсеченного снизу или сбоку горного массива;
слоевая;
камерная;
с заполнением выработанного пространства специальными твердеющими смесями.

Разработка никелевых залежей часто сопровождается горными ударами и выделением взрывоопасного метана.

Обогащение сульфидных руд включает в себя следующее:

дробление в три стадии;
измельчение в мельницах шарового или стержневого типа;
коллективная флотация.

Обогащения сульфидных соединений

В результате такой переработки получают никелевый концентрат, где содержание металла составляет 2–6%.

Передел сульфидных руд выполняется по следующей схеме:

выполняется агломерация, окатывание концентратов;
затем происходит плавка и выполнение конвертирования;
разделение сырья на никелевый и медный концентрат;
восстановление никелевого концентрата;
завершающим процессом является электролитное рафинирование.

В результате выполнения металлургического передела из руды производят:

металлический никель;
кобальт;
ферроникель и другие вещества.

Все они активно используются в промышленном производстве для разных целей.

Переработка сульфидных руд с применением пиро-гидрометаллургической технологии

В процессе переработки выполняется электроплавка и автогенная плавка для получения штейна. Обработка файнштейна осуществляется гидрометаллургическим способом. В рабочий процесс включается электролиз, автоклавное восстановление металла, карбонилпроцесс. Переработка силикатных руд осуществляется с применением электроплавки и рафинирования. Может применяться гидрометаллургический способ.

Переработка силикатных руд

Переработка силикатных руд осуществляется по следующей схеме:

подготовительный этап, где выполняется агломерация или брикетирование;
шахтная плавка с сульфидизированием, на выходе получается штейна;
конвертирование штейна;
далее происходит процесс обжига файнштейна;
завершающий этап – электроплавка, в результате получается товарный никель.

Влияние добычи никеля на экологическую ситуацию в мире

Добыча никеля отрицательно сказывается на экологической безопасности мира. Во время разработки месторождений остается много отходов, в состав которых входят бедные руды, различные горные породы и химические вещества. Попадая на поверхность, они вступают между собой в реакцию, что приводит к выделению опасных токсических соединений.

Районы добычи никеля страдают из-за уничтожения всей растительности, которая является естественной средой обитания для представителей фауны. Животные вынуждены или покинуть эти места, или бороться за свое выживание. Учитывая постоянное снижение природного ареала из-за деятельности человека, разнообразие фауны на таких территориях существенно снижается.

Компании, которые занимаются добычей никелевой руды, гарантируют сохранение всех отходов в специально оборудованных подземных хранилищах. Они должны быть запечатанными, что позволяет предупредить негативное воздействие на окружающую среду. Но на практике такие мероприятия не выполняются, что приводит к экологической катастрофе в местах добычи горной породы.

Поэтому процесс контроля над деятельностью подобных компаний должен происходить на государственном уровне. Создаются специальные комиссии, постоянно контролирующие соблюдение технологии добычи никеля и захоронения образовавшихся отходов.

Наиболее известные месторождения сульфидных руд (карта): Печенгское, Талнахское и Норильское (Pоссии); Линн-Лейк, Гордон-Лейк, Садбери и Томпсон (Канада); Камбалда и Агнью (Австралия).

Силикатные никелевые руды - рыхлые, глиноподобные образования коры выветривания ультрабазитов, содержащие Ni от 0,75 до 4% и более. Главные минералы - гарниерит, нонтронит, непуит, ревдинскит, керолит, гидрогётит, гётит, асболан, гидрохлорит. Кроме никеля, силикатные никелевые руды содержат 0,03-0,12% Со. Месторождения Югославии, Албании, Греции, Турции и CCCP мезозойского возраста, а все месторождения в поясе тропиков и субтропиков (Новая Каледония, Бразилия, Колумбия, Индонезия, Австралия) приурочены к коре выветривания кайнозойского (преимущественно неоген-четвертичного и четвертичного) возраста.

Силикатные руды добываются в основном открытым способом. Силикатные руды поступают в металлургическую переработку без обогащения. В CCCP эти руды перерабатывались пирометаллургическим способом с получением никеля или ферроникеля, за рубежом в основном применяются гидрометаллургические методы - аммиачное выщелачивание предварительно восстановленной руды, сернокислотное автоклавное выщелачивание и др. с последующей переработкой полученных концентратов пирометаллургическим способом. Месторождения силикатных руд: Черемшанское и Сахаринское (территория бывшего CCCP); Ржаново (СФРЮ); Пагонда и Ларимна (Греция); Нонок, Рио-Туба (Филиппины); Сороако и Помалаа (Индонезия); Тио, Поро, Непуи и Kyaya (Новая Каледония); Гринвейл и Марлборо (Австралия); Moa и Пинарес-де-Маяри (Куба); Фалькондо (Доминиканская Республика); Ceppo-Матосо (Колумбия); Лома-де-Eppo (Венесуэла); Никеландия и Вермелью (Бразилия) и др.

Запасы никелевых руд в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах около 95 млн. т (1984), в т. ч. доказанные - около 49 млн. т. На долю силикатных руд приходится 65% разведанных запасов никеля и 44% его выплавки. Производство металлического никеля ведущими странами мира в 2003 составило 447,5 тысяч т.

Источниками медного сырья в Казахстане являются Коунрадское, Саякское и Джезказганское месторождения. Они обеспечивают рудой Балхашский и Джезказганский горно-металлургические комбинаты.

Руды данных месторождений относятся к категории вкрапленных. Основной вмещающей породой этих руд является кварц, т. е. они относятся к кислым породам. Ценными спутниками меди во вкрапленных рудах являются молибден и рений. Содержание благородных металлов невелико.

Отличительной особенностью казахстанских месторождений являются их большая мощность и залегание вблизи земной поверхности. Поэтому разработку месторождений ведут открытым способом с использованием мощной современной техники, что обуславливает относительно низкую стоимость руды.

Вкрапленные руды легко обогащаются, а получение при этом концентраты характеризуются высоким содержанием меди (так, джезказганские концентраты содержат до 40% меди). Большие масштабы производства, применение дешевых методов добычи руды и хорошая их обогатимость позволяют вовлекать в эксплуатацию руду с содержанием 0,3% меди. Кроме Джезказганского и Коунрадского месторождений, а в Казахстане имеется еще несколько крупных месторождений такого же типа, например Бощекульское.

Месторождения медно-никелевых руд России

Наиболее крупные месторождения медно-никелевых руд - Талнахское и Октябрьское в Норильском горно-промышленном районе Красноярского края , Ждановское на Кольском полуострове, Буруктальское и Серовское на Урале.

Качество добываемых в России сульфидных медно-никелевых руд сравнимо с качеством аналогичных руд в зарубежных странах: среднее содержание никеля в них составляет 1,6%, в то время как в сульфидных рудах Канады - 1,3%, Австралии - 2,1%. Норильские руды помимо никеля содержат в значительных количествах медь, кобальт, золото, серебро и металлы платиновой группы. Значительная часть восточносибирского никеля (около 80%) добывается в богатых рудах, в которых среднее содержание металла составляет 2,6-2,9%. Отрицательными факторами развития отрасли на таймырском Севере являются тяжелые природные условия (холодный климат, многолетняя мерзлота, полярная ночь, короткий вегетационный период) и значительная глубина залегания рудных тел на рудниках Норильского комбината.

В России добычу никелевых руд осуществляют четыре предприятия: «Норильская горно-рудная компания», «Кольская горно-металлургическая компания» (оба предприятия входят в состав РАО «Норильский никель»), «Уфалейникель» и «Южуралникель». Крупнейшим из них является РАО «Норильский никель», в состав которого входят рудники Норильского ГМК и комбината «Печенганикель», разрабатывающие сульфидные медно-никелевые руды месторождений Норильского района и Кольского полуострова. На долю этих руд в последние годы приходится 92-93% общероссийской добычи никеля и кобальта.

Обогащению подвергаются только сульфидные никелевые руды на обогатительных фабриках РАО «Норильский никель». Силикатные никелевые руды разрабатываются предприятиями «Уфалейникель» и «Южуралникель» и поступают непосредственно в плавку, минуя стадию обогащения. За последние 10 лет добыча этих руд значительно снизилась. Из-за истощения запасов были закрыты карьеры Режского никелевого завода, на карьерах «Уфалейникеля» и «Южуралникеля» добыча снизилась из-за недостатка средств на поддержание производства. На последнем предприятии добыча руды снизилась особенно сильно, что связано с полным прекращением в 1998 г. добычи на крупном Кемпирсайском рудоуправлении, расположенном на территории Казахстана. В 1992 г. из-за убыточности производства был ликвидирован комбинат «Тувакобальт», эксплуатировавший месторождение никель-кобальтовых руд Хову-Аксы. Введенный в 1995 г. в строй на Южном Урале Сахаринский рудник проектной мощностью 1100 тыс. т в год из-за недостаточного финансирования добывает не более 350 тыс. т руды. В настоящее время сырьевой базой орского предприятия «Южуралникель» выступают Сахаринское и Буруктальское месторождения на Южном Урале, на «Уфалейникель» и Режский никелевый завод поступает руда Серовского месторождения (Северный Урал), незначительная добыча сохранилась и в окрестностях Верхнего Уфалея.

Медно-никелевые месторождения Кольского Заполярья

Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру, удельное сопротивление при 20 °C: 0,01724-0,0180 мкОм·м), медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %.

Теплообмен

Другое полезное качество меди - высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления, компьютерных кулерах, тепловых трубках.

Для производства труб

В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения , отопления, газоснабжения , системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления.

В России производство водогазопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

Сплавы на основе меди

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI-XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла - медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. Большое количество латуни идёт на изготовление гильз артиллейрийских боеприпасов и оружейных гильз, благодаря технологичности и высокой пластичности.

Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30-40 кгс/мм² у сплавов и 25-29 кгс/мм² у технически чистой меди. Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не изменяют механических свойств при термической обработке, и их механические свойства и износостойкость определяются только химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900-12000 кгс/мм², ниже, чем у стали). Основное преимущество медных сплавов - низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред (медно-никелевые сплавы и алюминиевые бронзы) и хорошей электропроводностью. Величина коэффициента трения практически одинакова у всех медных сплавов, тогда как механические свойства и износостойкость, а также поведение в условиях коррозии зависят от состава сплавов, а следовательно, от структуры. Прочность выше у двухфазных сплавов, а пластичность у однофазных. Медноникелевый сплав (мельхиор) используются для чеканки разменной монеты.

Медноникелевые сплавы, в том числе и так называемый «адмиралтейский» сплав, широко используются в судостроении (трубки конденсаторов отработавшего пара турбин, охлаждаемых забортной водой) и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за высокой коррозионной устойчивости.

Медь является важным компонентом твёрдых припоев - сплавов с температурой плавления 590-880 градусов Цельсия, обладающих хорошей адгезией к большинству металлов, и применяющихся для прочного соединения разнообразных металлических деталей, особенно, из разнородных металлов, от трубопроводной арматуры до жидкостных ракетных двигателей.

Сплавы, в которых медь значима

Дюраль (дюралюминий) определяют, как сплав алюминия и меди (меди в дюрали 4,4 %).

Ювелирные сплавы

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото - очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Другие сферы применения

Медь - самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.

Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100-150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП.

Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц - всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

Пары меди используются в качестве рабочего тела в лазерах на парах меди, на длинах волн генерации 511 и 578 нм.

Стоимость

На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну.

Биологическая роль

Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина .

Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных.

Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.

При недостатке меди в хондро - и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей.

Токсичность

Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг/л (средняя величина за период из 14 суток), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».

В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.

Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона - Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.

Бактерицидность

Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля). Особенно выражено бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/H1N1 (т. н. «свиной грипп»).

7. Физико-химические свойства меди и никеля ссылка


Порядковый номер
Атомная масса	63,546	58,71
Конфигурация электронной оболочки	3d 10 4 s 1	3d8 4s 2
Потенциал ионизации эВ:
первый	7,72	7,63
второй	20,29	18,15
третий	36,83	36,16
Ионный радиус, м * 10-10	0,80	0,74
Температура плавления, °C	1083	1455
Температура кипения, °C	2310	2730
Плотность, кг/м3:
при 20°C	8940	8900
в жидком состоянии	7960	7760
Скрытая теплота плавления, кДж/кг	213,7	305,9
Давление пара, Па	0,113(1080°C)	13,33(1370°C)
Удельная теплоемкость при 0°C, кДж/(кг * град)	0,3808	0,4441
Теплопроводность при 20°C, Дж/(см * с * град)	3,846	0,587
Удельное электрическое сопротивление при 18°C, Ом * м * 10-14	1,78	11,78
Нормальный потенциал, В	0,34	0,25
Электрохимический эквивалент, г/(А * ч)	1,186	1,095

Никель (символ Ni, атомный вес 58.71, атомное число 28) является блестящим, серебристо-белым металлом, который был открыт в 1751 году. Металл имеет точку плавления 1453° C, относительно низкую тепловую и электрическую проводимость, высокое сопротивление коррозии и окислению, превосходную прочность и ударную вязкость при повышенных температурах, и обладает способностью к магнетизму. Эти привлекательные свойства позволяют использовать никель как чистый металл, так и в сплавах со многими другими металлами.

Никель встречается в природе преимущественно в виде оксидов, сульфидов и силикатов. Руды никеля добываются приблизительно в 20 странах на всех континентах, а плавильные и рафинировочные мощности имеются в 25 странах. В основном, никель производится и используется в форме ферроникеля, оксидов и других химикатов, а также как чистый металл. Никель также получается из лома и отходов, и большие объемы вторичного никеля поступают н мировой рынок вместе с первично произведенным металлом.

Иногда поднимается вопрос о том, рискуют ли природные ресурсы планеты быть исчерпанными. В случае никеля, кажется, есть мало причин для беспокойства. Никель - пятый по распространенности элемент, найденный на Земле. Только железо, кислород, кремний и магний распространены больше. Однако, запасы, которые могут быть добыты с экономической выгодой, конечно, более ограничены. Запасы никеля относятся к доказанным запасам на известных месторождениях. Ресурсы никеля (по оценке в два раза больше запасов никеля) охватывают подэкономические запасы, то есть те, которые пока нельзя добыть с прибылью.

Развитие новых технологий процесса приведет к преобразованию некоторых ресурсов в запасы. Проведение геологической разведки способствует увеличению запасов и ресурсов. Согласно некоторым источникам, ресурсы никеля на морском дне - во много раз превышают расположенные на суше. Материально-сырьевая база Земли, по мнению исследователей, располагает запасами никеля более чем на 100 лет при существующем темпе горной промышленности.

Запасы на месторождениях никеля в 2012 году, тыс.тонн *

* данные US Geological Survey

Стабильный мировой экономический рост до 2007 года поддерживал возрастающее производство первичного никеля. По данным International Nickel Study Group, в 2007 году мировое производство достигло 1,416 млн. тонн. Однако, экономический кризис, привел к снижению производства никеля в периоде 2008 - 2009 годов и производство металла, уменьшилось до 1,32 млн. тонн в 2009 году. Производство, быстро восстановилось в 2010 году до 1,446 млн. тонн и увеличилось далее до 1,589 млн. тонн в 2011 году и 1,79 млн. тонн. в 2012 году. На среднегодовом показателе рост производства между 2001 и 2012 годами составлял приблизительно 3,7%.

Новый продукт начал производиться в Китае в 2005 году - это был никелевый чугун (Nickel Pig Iron (NPI)) в различных формах и сортах. Производство медленно увеличивалось за первые несколько лет, а в 2010 году уже составило более чем 160 тыс. тонн, и в 2011 году - приблизительно 250 тыс. тонн. В основном весь этот продукт используется внутри страны в Китае в производстве нержавеющей стали и заменил традиционные продукты, такие как никельсодержащие отходы металлической и нержавеющей стали.

В дополнение к новому производству NPI в Китае, несколько других никелевых проектов были реализованы в других странах мира за последнее десятилетие. Примеры - Альт Barro и Puma Onça в Бразилии совокупной мощностью более чем 100 тыс. тонн в год при полном производстве. На Мадагаскаре разрабатывается проект Ambatovy мощностью 60 тыс. тонн, в Мьянме - собственный первый никелевый проект Tagaung Taung. В Новой Каледонии был запущен проект Vale`s Goro, однако он находится все еще в стадии наращивания мощности.

* данные US Geological Survey

С учетом привлекательных свойств, никель широко используется в более чем 300 тыс. продуктов потребления в промышленности, военной сфере, транспортной и космической отраслях, судостроении и строительстве. Можно найти никель в монетах, поскольку он используется в качестве материала в чистом виде или форме сплава многими странами, или электролитических покрытиях на стали (металлизация никеля).

Самое большое использование, однако, никель получил в качестве компонента сплава, наряду с хромом и другими металлами, в производстве высокопрочных и термостойких сталей. Они, главным образом, используются в промышленности и строительстве, но также и для продуктов народного потребления, таких как горшки и кастрюли, раковины, и т.д. Нержавеющая сталь производится в широком диапазоне составов, чтобы отвечать специальным промышленным требованиям по коррозии и тепловому сопротивлению, и также облегчить чистую и гигиеническую поверхность для продуктов питания и другого применения.

Фактически, приблизительно 65% никеля используются в производстве нержавеющей стали, и 20% для производства других сталей и сплавов цветных металлов (включая "супер" сплавы), часто для узкоспециализированных промышленных, космических и военных применений. Приблизительно 9% используются в гальванических покрытиях и 6% в других сферах, включая монеты, производство химикатов и батарей. Мировой рынок нержавеющей стали растет приблизительно на 5% в год, что обеспечивает рост спроса на никель в последние годы.

Потребление никеля в мире увеличивается в течение долгого времени и коррелирует с экономическим развитием. За последнее десятилетие спрос на никель в мире, по данным INSG, увеличился с 1,104 млн. тонн в 2001 году до 1,572 млн. тонн в 2011 году и 1,75 млн. тонн в 2012 году, при среднегодовом темпе роста 4,2%. Однако, у восходящей тенденции были пики и спады. Так, в 2012 году наблюдался самый большой спрос на никель, но в 2007 году потребность в никеле уменьшилась до 1,323 млн. тонн. По мере нарастания глобального экономического кризиса в 2008 году спрос на никель снова упал уже до 1,286 млн. тонн. С дальнейшим снижением потребления столкнулись в 2009 году - 1,241 млн. тонн. Спрос на никель быстро увеличилися в 2010 году до 1,464 миллионов тонн, и, продолжал расти к рекордному уровню 1,75 млн. тонн в 2012 году.

Азия - теперь безусловно самый большой региональный рынок для никеля, представляющий 65% полного мирового потребления. Один только Китай теперь дает приблизительно 44% мирового спроса на никель по сравнению с 8% десятью годами ранее. Значительные объемы никеля потребляются в индустриально развитых странах Европейского союза и США.

Производство и потребление никеля в мире, тыс.тонн*

год	2010	2011	2012
Всего добыча	1590.0	1940.0	2100.0
Всего производство	1433.0	1666.0	1790.0
Запасы	143.0	97.0	117.0
Всего потребление	1424.0	1670.0	1750.0

* данные World Bureau of Metal Statistics

За последние сорок лет цена на никель показала значительную изменчивость. Диаграмма ниже показывает историческую цену ЛБМ за никель в номинальной стоимости с 1990 по 2012 год. В конце 1980-ых был пик в цене на никель. В первой половине 1990-ых экономический крах прежних стран "Восточного блока" привел к скачку экспорта никеля, который опустил цены на никель ниже, чем наличные затраты производства, что привело к уменьшению производства никеля на "Западе".

До 2003 года цена никеля по наличным сделкам на ЛБМ оставалась ниже 10000 долл./т. Цена поднялась выше 14000 долл./т в 2005 году и затем резко возросла в 2006 году прежде, чем достигнуть максимума 52179 долл./т в мае 2007 года. Затем цены на никель уменьшались до конца 2008 года, когда средняя цена при оплате наличными в декабре 2008 года достигла нижнего уровня 9678 долл./т. В начале 2009 года, цены на никель начали снова расти и достигли 24103 долл./т к концу 2010 года. В 2011 году рост цен продолжился, а пик пришелся на март -26015 долл./т. С тех пор цены на никель на фоне не очень благоприятной экономической ситуации стали снижаться и в декабре 2011 года составили 18144 долл./т. В 2012 и 2013 годах цены на никель еще немного упали до 17536 долл./т и 17400 долл./т в среднем по году, соответственно.

По оценкам экспертов, никель, в мире ежегодно собирается и перерабатывается 4,4-4,6 млн. тонн никельсодержащих отходов. Этот лом, согласно оценкам, содержит почти 350 тыс. тонн никеля (или одну четверть полного потребления), а извлекаемый из него никель, главным образом, используется для производства нержавеющей стали. В мире существует всего несколько крупных компаний по переработке никельсодержащих отходов, которые работают на международном уровне, чтобы гарантировать собираемость такого сырья в каждом уголке земного шара. Большинство отходов - это отходы нержавеющей стали, оставшиеся от утилизации устаревших фабрик, оборудования и товаров народного потребления.