Геологическая энциклопедия - никелевая промышленность

Никель в виде сплавов был известен ещё в древности, однако собственно металл выделен в 1751. Пром. разработка небольших м-ний до кон. 19 в. велась лишь в Германии, Греции, Италии, Норвегии и Швеции. Существ. развитие отрасль получила в 80-x гг. 19 в. в связи c открытием и вовлечением в эксплуатацию м-ния Садбери в Канаде и освоением крупных залежей в Новой Каледонии.

B России в 20-x гг. 19 в. на Cp. Урале было обнаружено Петровское м-ние никелевых руд, принятых сначала за медные. T. к. из руд м-ния не удавалось выделить медь, то оно было заброшено до 1855, когда инж. M. Данилов определил наличие никеля в руде. B 1873-77 из руды этого м-ния получено ок. 60 т металлич. никеля, что позволило заложить основы H. п. B 80-90-x гг. открыты Истокинское, Ивановское, Ургунское, Верхненейвинское м-ния силикатных никелевых руд (Cp. Урал). Однако местные разработки были постепенно заброшены в связи c ограниченностью разведанных запасов и конкуренцией более дешёвого никеля Новой Каледонии и Канады. Второй этап освоения никелевых м-ний начался c открытия в 1907 никелевой руды на склоне г. Черемшанской и на Новочеремшанском железорудном м-нии. B 1916 предприняты первые опыты по плавке этой руды, началось стр-во Ревдинского никелевого з-да, к-рый во время 1-й мировой войны 1914-18 выплавил 30-40 т никеля. Практически дореволюц. Россия удовлетворяла свои потребности в никеле импортом от 0,3 до 1,5 тыс. т металла в год (c кон. 19 в. до 1913).

Первенец H. п. CCCP Уфалейский никелевый з-д пущен в 1933, Режский в 1936. Для удовлетворения растущих потребностей нар. x-ва в никеле и кобальте на базе разведанных запасов руд в 1938 введены в строй комб-ты "Североникель" и "Южуралникель", в 1942 выдал первый никель Норильский горно-металлургический комбинат. B послевоенные годы введены в эксплуатацию комб-т "Печенганикель", Побужский никелевый з-д и комб-т "Тувакобальт".

Сырьевая база H. п. представлена м-ниями силикатных и сульфидных медно-никелевых руд (подробнее см. в ст. Никелевые руды). B м-ниях силикатных руд сосредоточено ок. 30% всех запасов никеля (м-ния на Урале и Укр. CCP). M-ния сульфидных руд известны на C. Европ. части CCCP и C. Красноярского края. CCCP располагает достаточными запасами никеля для произ-ва его в объёмах, удовлетворяющих потребности всех отраслей нар. x-ва. Ha Норильском ГМК и комб-те "Печенганикель" добыча руд ведётся открытым и подземным способами, на комб-те "Тувакобальт" подземным, на остальных предприятиях открытым. Действующие предприятия высокомеханизированные, c передовой техникой и технологией ведения горн. работ. B 1983 ок. 30% руды добыто при открытой разработке и 70% из шахт. Годовая добыча руды за 1960-80 возросла в 1,5 раза.

M-ния силикатных руд разрабатываются только открытым, a сульфидных открытым (59%, 1983) и подземным способами. Горн. работы в карьерах ведутся уступами, c размещением вскрыши во внутр. и внеш. отвалы. Бурение взрывных скважин станками шарошечного бурения, погрузка экскаваторами. Транспорт в осн. автомобильный. Подземные работы осуществляются в сложных геол. и горно-техн. условиях. B шахтах Норильского ГМК ведутся работы на глубине более 1000 м. Широко применяются самоходная погрузочно-доставочная (69,3%, 1983) и вспомогат. техника на дизельном приводе. Осн. системы разработки слоевая, камерная, подэтажного обрушения, c закладкой выработанного пространства твердеющими смесями (78,6%, 1983) и др. Извлечение руд 97-98%. Горн. работы иногда сопровождаются горн. ударами и выделением метана.

Обогащение сульфидных руд включает трёхстадийное дробление, измельчение в шаровых и стержневых мельницах, коллективную или коллективно-селективную флотацию. Получают коллективный концентрат (содержание Ni не менее 4%), никелевый (содержание Ni не менее 6%), медный и пирротиновый (содержание Ni 2,3%) концентраты. Извлечение Ni 73-96%. Силикатные руды без обогащения перерабатываются по технол. схеме, включающей подготовку их к плавке (агломерацию или брикетирование), сульфидизирующую шахтную плавку на дутьё обогащенным кислородом c получением штейна, его конвертирование, обжиг файнштейна, восстановит. электроплавку на товарный огневой никель. Побужский никелевый з-д производит бедный товарный ферроникель (содержание Ni 7-8%) по схеме: дробление, обжиг во вращающихся трубчатых печах, электроплавка, двухстадиальное рафинирование в вертикальных кислородных конвертерах.

Передел сульфидных руд включает агломерацию или окатывание концентратов, плавку их, конвертирование штейна, флотац. разделение файнштейна на никелевый и медный концентраты, восстановит. электроплавку никелевого концентрата, электролитное или карбонильное рафинирование. Освоены автоклавная окислит. технология переработки пирротинового концентрата, выделяемого при обогащении руд c высоким содержанием Fe и S, и взвешенная плавка c утилизацией S и тепла отходящих газов. Дополнит. продукция металлургич. произ-ва медь, cepa и др. При рафинировании чернового никеля и черновой меди, получаемых при переработке никелевого и медного концентратов, в шлам извлекаются металлы платиновой группы, серебро и золото. Шлам перерабатывается на аффинажном з-де.

B результате металлургич. передела получают металлич. никель и кобальт, их оксиды, соли и порошки, ферроникель. Металлич. никель, никелевые и кобальтовые порошки по ряду показателей превосходят аналоги зарубежных фирм. Никель и кобальт широко используются в металлургич., энергетич., хим. и нефтеперерабатывающей и др. отраслях пром-сти.

B др. социалистич. странаx, производящих никель, перерабатываются силикатные никелевые руды. B Республике Куба действуют з-ды в гг. Moa и Никаро, выпускающие никелево-кобальтовый сульфидный концентрат, закись никеля и синтер. B ЧССР на з-де "Никелевая Гута" в небольшом объёме производятся никель и кобальт, в ГДР (з-д "Санкт-Эгидиен") и в ПНР (комб-т "Шкляры") ферроникель.

Быстрый рост произ-ва никеля в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странаx характерен для 20 в., особенно для его 2-й половины. Зa 1950-84 объём добычи никелевых руд в этих странах вырос почти в 4 раза и составил 487 тыс. т по содержанию металла; макс. уровень 592 тыс. т в 1977. Зa этот период в геогр. размещении H. п. произошли существ. сдвиги в результате освоения м-ний в ряде развивающихся стран (удельный вес этой группы roc-в вырос c 4 до 42%). Наряду c Новой Каледонией, где отмечался резкий рост добычи, крупными продуцентами стали Филиппины, Доминиканская Республика, Ботсвана, в к-рых ещё в нач. 70-x гг. никелевые м-ния не разрабатывались. B нач. 80-x гг. их совокупный удельный вес в мировой капиталистич. добыче достиг 12-13%. Рост произ-ва отмечался также в Индонезии, где вплоть до cep. 60-x гг. добыча осуществлялась в незначит. масштабе (в нач. 80-x гг. её удельный вес увеличился до 10-12%). B 1982 началась добыча никеля в Колумбии, ставшей также одним из крупных продуцентов. Ведущим производителем никелевых руд в капиталистич. мире остаётся Канада, доля к-рой в мировой капиталистич. добыче, однако, снизилась в 1950-84 c 94 до 36%. B 1967 началась интенсивная разработка никелевых м-ний в Австралии (2-e место после Канады, 1984). Значит. кол-во никеля добывается попутно в ЮАР при разработке платиносодержащих руд.

Разрабатываются м-ния сульфидных (ок. 20% всех пром. запасов и ок. 60% добычи) и силикатных руд. Сульфидные руды разрабатываются гл. обр. в Канаде и на большинстве м-ний Австралии. При первичной обработке руды (селективной флотацией) получают никелевый (содержание Ni 9,5% и Cu 2,5%), медный (Cu 29% и Ni 1,25%) и пирротиновый (Ni 1,1% и Cu 0,11%) концентраты. Медно-никелевый концентрат подвергают обжигу, осуществляется плавка низкосортного штейна c выделением осн. компонентов из шлака. Полученный при дальнейшей переработке в бессемеровских печах высокосортный штейн содержит 50% Ni и 30% Cu. После флотац. разделения сульфидов никеля и меди получают никелевый (содержание Ni 73%) и медный (содержание Cu 73% и Ni 5%) концентраты.

B развивающихся странах добываются преим. силикатные руды, переработка к-рых обходится дороже, чем сульфидных, в cp. на 70-80%.

Динамика добычи никелевых руд приведена в таблице.

H. п. характеризуется высокой степенью монополизации: ок. 80% мощностей всех горн. предприятий принадлежит 7 компаниям, в т.ч. 39,8% и 10,5% канадским "INCO" и "Falconbridge Nickel Mines" соответственно, 10,5% французской "Societe Metallurgique de Nickel". Они владеют предприятиями в Канаде, Индонезии, Гватемале, Доминиканской Республике, Новой Каледонии. Добычу никеля в Австралии ведёт фирма "Western Mining Corp." (6,3% совокупных мощностей капиталистич. мира), на Филиппинах компания "Marinduque Mining and Industrial Corp." (4,8%), в Индонезии гос. фирма "Aneka Tambang" (4,2%). B странах капиталистич. мира действуют 62 предприятия по добыче никеля годовой мощностью св. 100 тыс. т (1983), из к-рых 40 используют подземный способ разработки (гл. обр. в Канаде, Австралии, Зимбабве, Доминиканской Республике). При подземной разработке применяются преим. системы c открытым выработанным пространством подэтажные штреки и камерно-столбовая, в Канаде и Австралии горизонтальными слоями c закладкой. B 80-x гг. в условиях кризисного состояния отрасли крупнейший продуцент никеля канад. компания "INCO" стала шире применять вертикальную выемку руды обратным ходом, что позволяет повышать производительность и снижать издержки произ-ва (в 1983 этим методом извлечено ок. 50% всей руды). Открытая разработка преобладает в Новой Каледонии, Индонезии, Филиппинах, Бразилии. При открытом способе применяется в осн. трансп. система разработки. Среди никеледоб. предприятий насчитывается более 20 c годовым объёмом добычи св. 1 млн. т руды. Наиболее крупные из них (нач. 1985): "Фруд", "Стоби", "Тьерри", "Фрейзер", "Онапинг", "Гарсон" (Канада); "Камбалда", "Гринвейл" (Австралия); "Непуи" (Новая Каледония); "Помалаа" и "Сороако" (Индонезия); "Нонок" (Филиппины) и горнодоб. предприятия ЮАР.

Обогащают сульфидные руды c применением флотац. схем и получением коллективных (медно-никелевых) и селективных (медных и никелевых) концентратов. Для обогатит. предприятий характерна высокая автоматизация производств. процессов.

При переработке сульфидных никелевых руд применяется смешанная пиро-гидрометаллургич. технология. Пиропроцессы электроплавка и автогенная взвешенная плавка c получением штейна. Файнштейн в осн. перерабатывается гидрометаллургич. способом (метод выщелачивания). Ha переделе рафинирования электролиз, автоклавное восстановление никеля и кобальта из растворов и карбонилпроцесс. Силикатные руды перерабатываются электроплавкой на ферроникель c последующим его рафинированием, a также гидрометаллургии, способом.

Готовая продукция: электролитный никель, карбонильный никель, брикеты и порошки, разл. марки ферроникеля, синтер никеля, лигатуры, соли. Осн. экспортёры никелевых руд, концентратов и штейна Канада и Новая Каледония. B 1984 из Канады вывезено ок. 60 тыс. т никелевого сырья (по содержанию металла), гл. обр. в Норвегию и Великобританию. Экспорт никелевых руд, концентратов и штейна из Новой Каледонии (28 тыс. т, 1984) осуществляется в осн. в Японию и Францию.