Где добывают никель. Месторождения медно-никелевых руд россии

Никель, наряду с алюминием, кобальтом, медью, свинцом, цинком, оловом, вольфрамом, молибденом, висмутом, сурьмой, ртутью и магнием, относится к цветным металлам.

КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Никель известен еще с глубокой древности. Он входил в состав сплавов, из которых чеканили монеты еще в Бактрийском царстве (200 лет до н. э.). Из сплава никеля, меди и цинка в древнем Китае изготовляли различные металлические изделия. Как химический элемент никель впервые был открыт шведским химиком А. Кронстедом в 1751 г. в минерале никелине. В средние века саксонские рудокопы часто встречали скопления красноватых руд, которые принимали за медные. Однако выплавить из них медь, как ни старались, так и не смогли, так как температура плавления никеля почти на 400º С выше, чем у меди. Они дали название этой руде «купферникель» («медный дьявол»). Когда А. Кронстедт открыл в этом минерале новый элемент, он назвал его никель («дьявол»), отбросив «купфер» – медный.

В конце XIX – начале XX века никель еще относился к очень редким металлам. Из него изготовляли кулоны, браслеты и прочие украшения. Впервые крупные залежи никеля, когда он еще считался драгоценным металлом, были открыты на о. Новая Каледония в Тихом океане.

Никель – серебристо-белый, тугоплавкий металл (температура плавления 1453º С). Он тверд, гибок, ковок, тягуч, хорошо поддается полировке, химически малоактивен.

ГЕОХИМИЯ. Кларк никеля в земной коре 0,0058 %. Содержание его в ультраосновных породах (1,2·10 -1 %) примерно в 200 раз выше, чем в кислых (8·10 -4 %). Известно пять стабильных изотопов никеля: 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni и 64 Ni, среди которых преобладает 58 Ni.

Промышленные концентрации никеля обычно ассоциируют с базит-гипербазитовыми магмами, связанными с подкоровыми очагами. Ему присущи сидерофильные и халькофильные свойства. В ультраосновных породах никель связан, как правило, с оливинами, содержащими 0,13–0,41 % Ni, в которых он изоморфно замещает Fe и Mg. При наличии в магме серы никель наряду с медью и железом, обособляется в виде сульфидов. В процессе раскристаллизации отликвировавшего сульфидного расплава возникают магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд.

В гидротермальном процессе совместно с кобальтом, мышьяком, серой, иногда и висмутом, ураном и серебром никель образует повышенные концентрации в виде арсенидов и сульфидов.

В экзогенных условиях никель накапливается в коре выветривания в результате выщелачивания его из серпентинитов и оливина. Переходя в раствор и при наличии избыточной CO 2 мигрирует в виде бикарбоната Ni(HCO 3) 2 . Осаждение его происходит обычно в нижних горизонтах кор выветривания, где создаются условия для образования водных силикатов никеля, а также содержащих никель ферри- и алюмосиликатов.

МИНЕРАЛОГИЯ. Известно 45 минералов никеля. Главными минералами руд сульфидных месторождений являются пентландит, миллерит и никелин. Пентландит (Fe,Ni)S (содержание Ni 22–42 %) (по фамилии ирландского естествоиспытателя Дж. Б. Пентланда). Кристаллизуется в кубической сингонии. Характерны агрегаты зернистые; пластинчатые и пламенеобразные выделения в пирротине, образующиеся в результате распада твердого раствора. Цвет бронзово-желтый, блеск металлический, твердость 3–4, удельная масса 4,5– 5 г/см 3 . Обычно содержит примесь кобальта (до 3 %) и палладия.

Миллерит NiS (Ni до 65 %) (по фамилии Миллер). Кристаллизуется в тригональной сингонии. Агрегаты зернистые, радиальнолучистые, спутанно-волокнистые, корочки. Цвет латунно-желтый, блеск металлический, твердость 3–3,5, удельная масса 5,6 г/см 3 . Минерал встречается в жильных медно-никелевых сульфидных рудах и гидротермальных месторождениях комплексных никель-кобальт-серебряных руд.

Никелин NiAs (Ni до 44 %), кристаллизуется в гексагональной сингонии. Минерал бледного медно-красного цвета, дает буровато-черную черту, блеск металлический, образует агрегаты зернистые, почковидные со столбчатой и радиальнолучистой структурой, сетчатые и дендритовые, твердость 5–5,5, удельная масса 7,8 г/см 3 . Содержит примесь Fe, S, Sb и Co. Встречается в гидротермальных месторождениях комплексных никель- кобальт- серебряных руд.

Из других минералов необходимо отметить сернистые и мышьяковые соединения никеля и кобальта: хлоантит (NiCo)As 2 , герсдорфит (NiCo)AsS и раммельсбергит NiAs 2 .

Особенно большое практическое значение имеют силикаты никеля (гарниерит, непуит, ревдинскит и др.), развитые в корах выветривания. Гарниерит NiO·SiO 2 ·H 2 O (содержание NiO 46 %) (по фамилии французского инженера и минералога Ж. Гарнье), светло-зеленый гидросиликат. Образует агрегаты землистые, натечные, скрытокристаллические.

Непуит 12NiO·3SiO 2 ·2H 2 O (NiO 20–46 %) – гидросиликат никеля зеленого цвета с голубоватым оттенком. Кристаллизуется в моноклинальной сингонии, габитус кристаллов пластинчатый, агрегаты чешуйчатые, пластинчатые, твердость 2–2,5, удельная масса 2,5– 3,2 г/см 3 .

Ревдинскит 3(Ni,Mg)O·2SiO 2 ·2H 2 O (NiO до 46 %) – зеленовато-голубой гидросиликат никеля, встречается в парагенезисе с гарниеритом и непуитом.

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. В настоящее время никель широко применяется в металлургии (около 80 % общего потребления) для производства легированных сталей и сплавов. Крупными потребителями никелевых сплавов являются тракторная и автомобильная промышленность, станкостроение и электронная промышленность. Наиболее широкое применение имеют сплавы Ni с Cu, Zn, Al (латунь, нейзильбер, мельхиор, бронза), Ni с Сr (нихром), монетный сплав (75 % Cu+25 % Ni) и платинит (49 % Ni+51 % Fe).

В химической и пищевой промышленности чистый никель используется для изготовления разнообразной аппаратуры, в том числе тиглей, труб, приборов, посуды для выпаривания эфирных масел. Сплавы никеля находят применение в реактивной авиации, ракетостроении, в производстве оборудования для атомной промышленности. В XX в. никелевая сталь широко использовалась для производства брони, орудийных стволов, коленчатых валов и т. д. Е. Ф. Шнюков в книге «Мир минералов» писал, что когда в 1942 г. Германия захватила Печенгу, почти за 3 года оккупации было вывезено оттуда около 0,4 млн т богатых (пентландитовых) руд. Германская промышленность все эти годы на 3/4 снабжалась рудой Печенги. Однако «рудный путь» Кольский полуостров – Германия дорого обошелся немцам: на этом пути было уничтожено более 650 немецких транспортов и боевых кораблей.

В настоящее время никель извлекается из сульфидных, силикатных и комплексных руд. Содержание Ni в сульфидных рудах должно быть не менее 0,5–1,0 %, в силикатных – 1,3 %. Нижним пределом для комплексных сульфидных медно-никелевых руд считается 0,3 %.

РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ. Общие запасы никеля в мире на начало 1997 г. составляли 132,2 млн т, подтвержденные (разведанные) – 54,96 млн т. На долю четырех стран (Россия, Куба, Новая Каледония и Индонезия) приходится около 59 % мировых подтвержденных запасов никеля (табл. 3).

Таблица 3

Запасы никеля (тыс. т) в некоторых странах

Часть света,

Запасы подтверж-денные

Их % от мира

Индонезия

Казахстан

Ботсвана

Мадагаскар

Бразилия

Венесуэла

Гватемала

Колумбия

ОКЕАНИЯ И

АВСТРАЛИЯ

Австралия

Новая Каледония

Папуа-Новая Гвинея

В мире открыто более 400 месторождений никелевых руд, в том числе 235 сульфидных и 155 силикатных. По разведанным запасам месторождения никеля подразделяются на уникальные (более 1 млн т), весьма крупные (от 500 тыс. т до 1 млн т), крупные (от 250 до 500 тыс. т), средние (от 100 до 250 тыс. т) и мелкие (менее 100 тыс. т). К уникальным месторождениям, оказавшим существенное влияние на развитие никелевой промышленности, относятся сульфидные месторождения Норильск-1,Талнахское и Октябрьское в России, группы месторождений Садбери и Томпсон в Канаде, Агнью, Камбалда и Маунт-Кейт в Австралии, Цзиньчуань в Китае, а также силикатные месторождения на о. Эвбея в Греции, Непуи в Новой Каледонии, Помала и Гебе в Индонезии. Начальные запасы каждого из них превышали 1 млн т никеля.

ДОБЫЧА И ПРОИЗВОДСТВО. В 1996–2000 гг. добыча никелевых руд (в пересчете на металл) в мире превышала 1 млн т. Большая часть руды была добыта на месторождениях сульфидных (61,2 %) и силикатных (38,8 %) руд. В никеледобывающей промышленности действовало 60 горных предприятий, в том числе 32 рудника, 23 карьера и 5 предприятий комбинированной добычи. Добыча никелевых руд осуществлялась в 22 странах. К настоящему времени наиболее крупные объемы добычи достигнуты в России (27,7 % мировой добычи), Канаде (18,2 %), Новой Каледонии (11,8 %) и Австралии (10,7 %). Общая доля этих стран в мировом производстве никеля превышает 78 %.

К наиболее крупным компаниям относятся РАО «Норильский Никель» в России, «Inco Ltd » . и «Falconbridge » в Канаде и «Western Mining Corp.» в Австралии. РАО «Норильский Никель» обеспечивает до 95 % добычи и производства никеля в России. В его структуру входят Норильский горнометаллургический комбинат (НГМК) и расположенные на Кольском полуострове ГМК «Печенганикель» и комбинат «Североникель».

МЕТАЛЛОГЕНИЯ И ЭПОХИ РУДООБРАЗОВАНИЯ. Месторождения никеля не характерны для геосинклинального этапа. В это время возникали лишь редкие и небольшие по размерам гидротермальные месторождения сульфидоарсенидов никеля, связанные с гранитоидами средней и поздней стадий развития геосинклиналей.

Преобладающая масса сульфидных медно-никелевых месторождений сформировалась на стадии активизации древних платформ в связи с трапповым магматизмом. Основной путь образования таких месторождений – это ликвация, обусловленная снижением растворимости сернистых соединений Fe, Ni и Cu в зависимости от содержания в кристаллизующейся магме Fe, S, SiO 2 и Al 2 O 3 . Образовавшиеся в результате ликвации магмы сульфидный и силикатный расплавы в дальнейшем кристаллизовались независимо друг от друга, причем выделение силикатов опережало выделение сульфидов на 200–300º С. В зависимости от геологической и тектонической обстановки сульфиды могли оставаться на месте, образуя скопления сингенетичных руд, или проникать в трещины в теле интрузива и зоны дробления по контакту с вмещающими породами, формируя «отщепленные» тела эпигенетических медно-никелевых руд.

На щитах рудоносные массивы основных и ультраосновных пород внедрялись в зоны пересечения разрывных нарушений и в период становления подвергались стратификации. Месторождения, возникшие на краях активизированных платформ, приурочены к наиболее поздним дериватам расслоенных интрузивов основного состава. Оруденение локализуется в нижних горизонтах дифференцированных интрузий или в подстилающих породах.

Экзогенные месторождения силикатных никелевых руд, приуроченные к корам выветривания, образовывались на платформенном этапе. В зависимости от геологического строения рудоносных площадей, наличия или отсутствия карбонатных пород и особенностей строения рельефа формировались рудные залежи различной формы – плащеобразные, жилообразные и более сложные, приуроченные к карстовым полостям.

Месторождения никеля возникали в различные геологические эпохи. Главной в формировании сульфидных медно-никелевых руд являлась докембрийская эпоха рудообразования. В это время сформировалась преобладающая часть запасов Канады (район Садбери и оз. Линн, месторождения Мистери-Лейк, Моак-Лейк, Томпсон), Норвегии, Финляндии, Австралии и отдельные месторождения в России (Мончегорское). В Австралии в штате Западная Австралия выявлено более 30 месторождений сульфидных руд, приуроченных к докембрийским массивам ультрабазитов. По масштабам оруденения и добычи никеля выделяется месторождение Камбалда, доказанные запасы никеля которого составляют 1,1 млн т при среднем содержании Ni 1,5–2,0 %.

В раннепалеозойскую эпоху рудообразования промышленные месторождения никеля формировались в основном на северо-западе Европы. Наиболее крупным среди них является месторождение Рингерих в Норвегии.

Для позднепалеозойской эпохи рудообразования промышленные месторождения никеля не характерны. Встречаются гидротермальные кобальт-никелевые месторождения (Ховуаксы в Туве) и связанные с корой выветривания ультраосновных массивов (Урал).

В мезозойскую эпоху рудообразования образовались крупные месторождения сульфидных медно-никелевых руд в Норильском районе (Россия) и в ЮАР. В ЮАР месторождения сосредоточены в Восточном Грикваленде и связаны с основными интрузивными породами, залегающими среди осадочных свит системы Карру. По масштабам оруденения выделяется месторождение Инсизва, вкрапленные и массивные руды которого приурочены к донной части крупного силла долеритов. Силикатные никелевые руды распространены на Южном Урале, в Северо-Западном Казахстане, Бразилии и других регионах.

В кайнозойскую эпоху рудообразования формировались главным образом силикатные никелевые руды, приуроченные к коре выветривания массивов ультраосновных пород. Большинство месторождений этого возраста сосредоточено в Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке и Океании. Разрабатываются только те месторождения, в рудах которых содержание Ni превышает 1 %. Наиболее крупные месторождения известны на о. Новая Каледония и Кубе (провинция Ориенте), а также в Индонезии (месторождения Сороака, Памалеа и др.).

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ . Важнейшими типами промышленных месторождений никеля являются: 1) магматические, 2) плутоногенные гидротермальные, 3) коры выветривания.

Магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд известны в России – в Красноярском крае (Норильск-1, Октябрьское, Талнахское), на Кольском полуострове (Печенга, Аллареченское), в Швеции (Клева), Финляндии (Пори), Канаде (Садбери, Томпсон и др.), США (Стиллуотер), ЮАР (Бушвельд, Инсизва) и Австралии. Все они связаны с дифференцированными базит-гипербазитовыми массивами.

Рудные тела размещаются внутри, по периферии в придонной части и вблизи материнских интрузивов. Наиболее характерны: 1) пластообразные висячие залежи вкрапленных руд; 2) пластообразные и линзовидные донные залежи массивных «шлировых» и прожилково-вкрапленных руд; 3) линзы и неправильные тела приконтактных брикчеевых руд; 4) жилообразные и жильные тела массивных руд. Размеры рудных тел варьируют от первых сотен метров до 1,0–1,5 км по простиранию и от нескольких сотен до 800–1000 м по падению при мощности от 1–3 до 50 м и более. Минеральный состав руд достаточно хорошо выдержан. Главные рудные минералы: пирротин, халькопирит, пентландит, второстепенные – магнетит, пирит, кубанит, борнит, полидимит, никелин, миллерит, спериллит, виоларит и куперит.

Типичным примером медно-никелевых месторождений, сформировавшихся на активизированных платформах, является Норильское месторождение . Оно расположено в пределах обширного Норильского рудного района, приуроченного к сочленению Сибирской платформы и Енисейской зоны складчатости. Основным структурным элементом района является Хантайско-Рыбинский вал, к востоку от которого находится западный край Тунгусской синеклизы (плато Сыверна), а к западу широкий мульдообразный прогиб Норильского плато. В основании комплекса пород, слагающих Норильское плато, залегают осадочные известково-глинистые и мергелистые породы девона, которые с несогласием перекрываются песчано-глинистыми образованиями среднего карбона–верхней перми, известные под названием тунгусской серии. Мощность этой серии составляет 130–225 м. На осадочных породах тунгусской серии залегает мощная толща лав, в которой выделяются четыре горизонта. Самый нижний из них относится к перми, остальные к триасу (рис. 4).

Норильский рудный район представляет собой группу медно-никелевых месторождений, пространственно и генетически связанных с рядом сближенных между собой во времени интрузивов дифференцированных габбро-долеритов второго цикла триасового вулканизма. Залегают они в форме лакколитообразных и пластообразных тел, полого секущих вмещающие породы. Развиты сингенетические вкрапленные медно-никелевые руды, сложенные пирротином (52 %), халькопиритом (28 %), пентландитом (20 %) и минералами группы платины. Кроме того, распространены жилы массивных руд, в ряде случаев имеющие довольно сложную форму, и сложенные пирротином (70 %), халькопиритом (13 %) и пентландитом (17 %). В норильских рудах присутствуют многочисленные минералы платины, число которых увеличивается при повышении в рудах содержаний халькопирита и кубанита, а также в висячих бортах рудных жил.

Образование массивных сульфидных руд Норильского рудного района связано с глубинной ликвацией и поступлением рудоносных растворов по разрывным нарушениям из остывавших на глубине магматических очагов. В районе Норильска имеются и другие месторождения медно-никелевых руд – Талнахское, Октябрьское и др.

Месторождения района Садбери находятся в Канаде в провинции Онтарио. Оно приурочено к обширному дифференцированному массиву, в плане имеющем форму овала с длинной осью субширотного простирания до 60 км и короткой – 25 км (рис. 5). В разрезе он представляет опрокинутый конус, вершина которого находится на глубине от 10 до 25 км от земной поверхности. Массив сложен дифференцированной серией пород: в подошве находятся кварцевые нориты, выше – габбро-нориты, габбро и кварцевые габбро, переходящие в гранофиры.

Рудные залежи имеют пласто-, жило- и линзовидную форму. Они, как правило, окаймляют массив Садбери по его периферии, отходя иногда в подстилающие породы на несколько километров. Размеры рудных тел варьируют в значительных пределах и на отдельных месторождениях достигают в длину по простиранию до 700 м и по падению до 600 м при мощности до 20 м. Развиты два типа руд: 1) бедные вкрапленные, образующие донные залежи пластообразной и линзовидной формы в основании ранних норитов: 2) богатые, слагающие инъекционные тела жилообразной формы среди поздних норитов, брекчий и диоритовых даек подстилающих пород. Главные рудные минералы: пирротин, пентландит, халькопирит и кубанит, второстепенные – герсдорфит, никелин, маухерит, магнетит, борнит, валлериит и др. Среднее содержание Ni в рудах изменяется от 0,7 до 1,45 %, Cu – от 0,8 до 1,9 %. Кроме никеля, меди и кобальта руды месторождений района Садбери содержат золото, серебро, платиноиды, селен и теллур, которые извлекаются попутно.

Плутоногенные гидротермальные месторождения . К этому типу относятся жильные месторождения никель-кобальтовых арсенидов, нередко с серебром и висмутом. Они возникают в условиях низких и средних температур. Месторождения этого генетического типа известны в России (Ховуаксы в Туве), Марокко (Бу-Аззер), Канаде (Эльдорадо, Кобальт), Германии (Рудные горы), Финляндии и Киргизии. Рудные тела обычно представлены жилами и жилообразными залежами, которые прослеживаются на десятки – первые сотни метров по простиранию и на столько же по падению. Мощность их варьирует от 0,1 до 1,0 м и более, и в среднем составляет 0,4–0,5 м. Главные рудные минералы: никелин, смальтин, хлоантит, скуттерудит, саффлорит. Месторождения различаются по составу руд и условиям образования. Наиболее характерны следующие рудные формации: 1) арсенопирит-глаукодот-кобальтиновая (месторождение Бу-Аззер); 2) смальтин-хлоантит-никелиновая (Ховуаксы); 3) смальтин-хлоантит-аргентитовая (Кобальт); 4) пятиэлементная формация (Ni–Co–Ag–Bi–U) (Эльдорадо). Этот генетический тип месторождений играет резко подчиненную роль по запасам и добыче никеля.

Месторождения коры выветривания . Никеленосные латеритные коры образуются в условиях тропического климата при выветривании основных и ультраосновных пород. Происходит разрушение оливина и серпентина, в которых изоморфно с магнием находится никель. Никель высвобождался и перемещался, часто совместно с кобальтом, из верхних горизонтов коры выветривания в нижние. Здесь в связи с изменением щелочности растворов образовывались вторичные никельсодержащие минералы – гарниерит, непуит, ревденскит, нонтронит и др.

По форме рудных тел различают следующие промышленные типы: 1) плащеобразные или площадного типа; 2) линейно вытянутые или трещинные; 3) контактово-карстовые.

Месторождения площадного типа широко распространены на Кубе, в Бразилии, Индонезии, Филиппинах, а также в России. Руда состоит из смеси гидрооксидов железа и алюминия, глинистого материала с примесью Ni, Cr, Co и Mn. Мощность рудных зон колеблется от 3–8 до 25–30 м, площадь измеряется несколькими квадратными километрами. Содержание Fe составляет 30 %, Ni – от следов до 2,3 %, Co – от следов до 1,7–2 %. Отношение Ni/ Co в рудах 10.

Линейно вытянутые или трещинные месторождения контролируются линиями относительно крупных разрывных нарушений и зонами повышенной трещиноватости, прослеживающимися в серпентинитах. Вдоль этих зон происходило интенсивное выветривание, проникавшее на большую глубину. Из циркулировавших по трещинам растворов отлагались растворенные в них вещества. Возникали охристо-кремнистые образования. Продукты выветривания часто располагались симметрично с зонами охр в центре. В составе этих зон наблюдаются «рудные», или «сетчатые», брекчии, а также каолинизированные и ожелезненные серпентиниты, содержащие гидросиликаты никеля. Руды довольно богатые. Месторождения этого типа широко распространены в Новой Каледонии, имеются в Греции и России (Рогоженское, Бурыктальское, Аккермановское и др.).

Месторождения контактово-карстового типа приурочены к тектоническим контактам серпентинитов с известняками. Последние под действием воды легко выщелачиваются с образованием карстовых пустот, которые заполняются глинистыми продуктами выветривания серпентинита, сланцев и других пород. Силикаты никеля осаждаются в глинах карста, образуя налеты, натеки и прожилки. Примером месторождений этой группы, служит Уфалейское месторождение , приуроченное к тектоническому контакту известняков и серпентинитов. Руды сложены разрушенными серпентинитами, тальк-карбонатными породами, а также различными обломочными, глинистыми и охристо-глинистыми образованиями, в которых развиты гидросиликаты никеля и гидрооксиды марганца. Преобладают собственно никелевые асболаны и псиломелан-вады.

РУДОПРОЯВЛЕНИЯ В БЕЛАРУСИ. Медно-никелевые проявления, как правило, контролируются небольшими интрузиями ультраосновных – основных пород, развитых в пределах Смолевичско-Дрогичинской зоны Белорусского кристаллического массива и его южных склонов. Среди них выделяется одно рудопроявление – Столбцовское , расположенное в Минской области близ д. Стецки. Металлоносным является одноименный массив основных – ультраосновных пород русиновского комплекса, сложенный габбро, оливиновыми габбро и анортозитами, в верхней части преобразованными в сланцы хлорит-тремолит-актинолитового состава. Главными рудными минералами являются халькопирит и пирротин, второстепенными – пентландит, кубанит. Эти минералы присутствуют в виде тонкой рассеянной вкрапленности или нитевидных прожилков. Содержание их в породах обычно не превышает первых процентов, а мощность рудоносных зон колеблется от десятков сантиметров до 1–4 м. Концентрация меди в минерализованных зонах достигает 0,2–0,8 %, а никеля – 0,2–0,5 %. Прогнозные ресурсы никеля по категории P 3 оцениваются в 67 тыс. т. Поисковыми работами, проведенными в последнее десятилетие в пределах Столбцовского интрузива, богатых рудных зон с промышленными коцентрациями Cu и Ni не выявлено.

— 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:

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

  1. Берут добытое сырье (руду) и подвергают ее дроблению, сушке и спеканию. Этот этап необходим для удаления из руды лишней влаги и ненужных гнилостных веществ.
  2. В результате первого этапа образуются еще два продукта: флюсы и гипс.
  3. На третьем этапе к перечисленным продуктам добавляют кокс и отправляют все в плавку на штейн.
  4. В результате третьего этапа получается шлак и штейн. Шлак идет в отвал, а штейн подвергается продувке в конвертере.
  5. 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».
  6. Белый никелевый штейн подвергают дроблению и измельчению.
  7. Затем полученный материал отправляют на обжиг.
  8. Закись никеля с помощью древесного угля подвергаю восстановлению. Образованный на этом этапе газ идет в трубы, а пыль – возвращается на обжиг.
  9. 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.

  1. 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.
  2. Второе почетное место производителя никеля занимает завод ГМК «Норильский Никель» (266 тысяч тонн сырья).
  3. 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.
  4. На четвертом месте — Glencore International AG (96 тысяч тонн).
  5. 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:

Никелевые руды — полезное ископаемое, образование природных минералов с достаточным содержанием никеля для того, чтобы его выработка была экономически уместной и выгодной.

Характеристики и виды

Общепринятое содержание никеля в руде, достаточное для разработки месторождения, в сульфидных рудах - 1-2%, в силикатных - 1-1,5%.

Самые важные минералы никеля - это распространённые и промышленно значимые минералы, типа сульфидов (пентландиты, миллериты, никелины, полидимиты, никелистые пирротины, виолариты, кобальт-никелевые пириты, ваэситы, бравоиты, хлоаниты, герсдорфиты, раммельс-бергиты, ульманиты), водные силикаты (гарниериты, аннабериты, ревдинскиты, ховахситы, никелевые нонтрониты, шухардиты), а также хлориты никеля.

Месторождение и добыча

Месторождения никелевых руд промышленно систематизированы, в основном, в зависимости от морфологии рудных тел, их залегании (геологические условия), их составе (минеральный и вещественный), технологическим нюансам переработки.

Общепринятая типология никелевых руд предусматривает выделение:

  • медно-никелевых сульфидных месторождений: Норильского, Талнахского, Октябрьского, Мончегорского, Каульского и других (это в СНГ), Сёдберийское и Томпсонское (в Канаде), Камбалдское (в Австралии);
  • никелевых силикатных и кобальт-никелевых силикатных (в основном, они пластообразные) в Южном Урале, Кубе, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.

Есть еще и другие типы (второстепенные), это руда в:

  • медно-колчеданных месторождениях;
  • жильных сульфидно-арсенидных комплексных месторождениях.

Огромный потенциал имеют расположенные на дне океанов железомарганцевые конкреции.

Применение никелевых руд

Почти весь добываемый никель (86%-88%) используют для изготовления жаропрочного, инструментального, конструкционного, нержавеющего металла (стали и сплавов). На никелевый и медно-никелевый прокат идет небольшая доля добытого никеля. Из него делают проволоку, ленты, различную технику для химпрома и пищевой отрасли. Никель используют - реактивная авиация, ракетостроение, радиолокация, атомные электростанции. Сплавы никеля активно используют в машиностроении. Некоторые их них магнитнопроницаемые, упругие при разных температурах. 10% никеля идет на катализирование процессов в нефтехимпроме.

Согласно опубликованным данным World Bureau of Metal Statistics (WBMS), избыток никеля на мировом рынке составил в 2012 году 117 тыс. т по сравнению с 3100 т дефицита металла по итогам всего 2011 года Добыча никеля составила в прошлом году 1,963 млн т – на 121 тыс. т больше, чем в 2011 года Японское производство никеля увеличилось в минувшем году на 10,7 тыс. т, однако видимый спрос на металл в стране снизился на 14,4 тыс. т относительно результатов 2011 года Мировой видимый спрос на металл увеличился на 101,4 тыс. т против показателя 2011 года. В декабре 2012 года производство никеля составило 181 тыс. т, потребление – 165,2 тыс. т.

Мировым лидером по производству никеля является ГМК "Норильский никель" (Россия), с объемом производства около 300 тыс. тонн в год. Далее, по объему производства следуют бразильско-канадская компания – Vale Inco Ltd. и англо-австралийская BHP Billiton, объем производства никеля у которых в 2010 году составил – 178,7 тыс. т. и 170,5 тыс. т, соответственно.

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

Компания Годы
2006 2007 2008 2009 2010
1 ГМК «Норильский Никель» 244,0 295,0 300,0 283,0 297,0
2 Vale Inco Ltd. 234,9 247,9 275,4 186,7 178,7
3 BHP Billiton 174,6 175,8 162,6 180,5 170,5
4 Jinchuan 101,0 112,5 104,6 130,0 128,0
5 Xstrata 113,3 123,9 112,2 90,7 92,1

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 2011 году объем производства никеля в Китае составил 415 тыс. тонн, включая более 200 тыс. тонн никеля в чугуне.

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 - Европейский союз, Япония, США, Китай, Тайвань и Южная Корея. Следует уточнить, что с 2009 года Китай по объему использования рафинированного никеля (около 600 тыс.т./год) 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 2012 году увеличилось до 1,67 млн. тонн с 1,61 млн. тонн в 2011 году - главным образом за счет роста спроса со стороны Китая.

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 остался пока достаточно умеренным.

Баланс мирового рынка никеля в 2003-2012 годах, млн. т.*

* Данные International Nickel Study Group

В 2012 году, по оценке специалистов INSG, на мировом рынке никеля наблюдался излишек в размере 70 тыс. тонн при объеме производства 1,74 млн. тонн и уровне потребления 1,67 млн. тонн.

В 2012 году котировки цен на никель познали больше горечь поражений. В среднем за год цены на металл составили чуть более 17,5 тыс. долл./т., что намного ниже (22,9 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 существенно влияет на объемы китайского экспорта – соответственно падает и спрос Поднебесной на металлы и сырье в целом.

Мировые цены на никель, долл./т

Вместе с тем, снижение цен на никель сдерживается высокой базой издержек, несмотря на слабые фундаментальные факторы для металла, вялый спрос и внушительное предложение. Такое мнение высказали аналитики Standard Chartered.

"Спрос на никель снизился после сокращений в производстве нержавеющей стали, однако предельный уровень издержек должен быть эквивалентен цене около 17 тыс. долл./тонн. С точки зрения технического анализа индикаторы указывают в "медвежью" сторону в краткосрочной перспективе, но цены должны столкнуться с серьезным сопротивлением на текущих уровнях", – рассказали эксперты.

Перспективы мирового рынка никеля

По прогнозу International Nickel Study Group (INSG), избыток на мировом рынке первичного никеля сократится в 2013 году по сравнению ситуацией прошлого года, поскольку рост спроса опережает рост предложения металла. INSG прогнозирует избыток никеля на уровне около 90 тыс. т в сравнении с избытком около 110 тыс. т в прошлом году и излишками на уровне 30 тыс. т в 2011 году. Рост производства никеля составит в 2013 году 5,7% в годовом исчислении и достигнет 1,86 млн т, тогда как потребление никеля, как ожидается, увеличится на 7,3%, до 1,77 млн т. В 2012 году выпуск никеля в мире увеличился на 9,3% в годовом выражении, спрос поднялся на 4,4%, до 1,65 млн т.

Согласно наблюдениям INSG, введенный Индонезией в 2012 году запрет на экспорт никелевой руды пока еще не вызвал снижения реальных поставок материала в Китай, хотя наблюдаются признаки того, что замедление китайского экономического роста отражается на внутреннем рынке никеля и прирост потребления последнего менее выражен, чем в предыдущие годы.

По прогнозу банка UBS, цена никеля составит $17,110 тыс. т в 2013 году и $18,080 тыс. за т – в 2014 году.

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

Читайте также: