Никель где добывают: Месторождения и добыча никеля

«Норильский Никель» — крупнейшая в России и одна из крупнейших в мире компаний по производству драгоценных и цветных металлов.
Заполярный филиал ГМК «Норильский Никель» находится в Норильском промышленном районе на Таймырском полуострове, являющимся частью Красноярского края, который целиком расположен за Полярным кругом.
Транспортное сообщение филиала с другими регионами страны осуществляется по реке Енисей и Северному морскому пути (только в теплое время года), а также посредством воздушного сообщения.

Норильск — город на севере Красноярского края в 90 км к востоку от Енисея. Своим появлением он обязан строительству крупнейшего в мире горнодобывающего и, одновременно, металлопроизводящего комбината. Аналогов промышленного района «Норильск» (включая город) нигде в мире больше не имеется.

Вид на Ленинский проспект, Старый город и гору Шмидтиха.
Норильск — второй крупнейший по населению в мире город, расположенный за полярным кругом после Мурманска.
Всего в Норильском промышленном районе проживает более 170 тысяч человек. Удивительно, что несмотря на суровый климат, здесь живут не «вахтовики», а целые поколения семей, которые не собираются никуда уезжать.

В городе бывают полярные дни и полярные ночи.
Полярный день на широте Норильска длится около 2 месяцев (солнце ходит по кругу, не касаясь горизонта), полярная ночь продолжается около 1,5 месяцев (на улицах полная темнота, и не выключается свет).

Гвардейская площадь и Ленинский проспект — главные площадь и улица города.
В архитектуре многих зданий Норильска прослеживается стилистическое сходство с архитектурой Ленинграда/Петербурга — это объясняется тем, что в строительстве Норильска участвовали ленинградские архитекторы.

Талнахское месторождение. Рудник «Таймырский»
Для спуска в рудник используется клеть.
Самый глубокий клетьевой ствол уходит в землю на 1532 метра!

Диспетчерский пульт подъемной установки ствола.
Клеть опускается на глубину больше километра за 5-7 минут.

Горизонт «минус 1100 метров».
На этой отметке находится своеобразный «зал ожидания».
Отправная точка под землей – пассажирский вокзал, кстати один из самых глубоких в мире.

Пути для шахтных вагонеток

Подземные поезда приводятся в движение от электричества, которое подается через контактный провод

Горный пассажирский транспорт

Развитая система подземных дорог в рудниках исчисляется тысячами (!!!) километров.

Самоходная буровая установка во время бурения вертикальной скважины

Кабина бурового мастера

Манипулятор самоходной буровой установки

Горная выработка

Отгрузка горной массы осуществляется с помощью погрузо-доставочной машиной (ПДМ)
Грузоподъемность таких ПДМ — 14 тонн, объем ковша около 4,7 кубических метра, мощность — 335 лошадиных сил

Переднее колесо погрузо-доставочной машины
Цепь одета чтобы сберечь колеса от износа

Интересно то, что перед началом выемки горной выработки, машинист выходит из ПДМ.
Дальнейшая работа осуществляется при помощи пульта дистанционного управления, а сам машинист остается в стороне на безопасном расстоянии и управляет погрузкой. Как только ковш заполнен, машинист возвращается в кабину и отправляется на разгрузку

Температура в руднике значительно выше чем на поверхности и может превышать 30 градусов тепла за счет близости к недрам Земли. Комфортные для работы условия поддерживаются только благодаря мощной вентиляции

Камера опрокидывателя.
Чуть ниже опрокидывателей монтированы дробильные установки, где руда измельчается до необходимой фракции, после чего на конвейерах отправляется в дозаторную, а уже оттуда на поверхность.

Цех по ремонту и обслуживанию подземной горной техники

Надеждинский металлургический завод им. Б.И. Колесникова
Именно сюда поступает добытая и обогащенная руда.
Пирометаллургическое производство перерабатывает никелевый и медный концентраты Талнахской обогатительной фабрики, сульфидный концентрат гидрометаллургического производства и медный концентрат ЦРФ Никелевого завода.

Цех розлива файнштейна в изложницы

Конвертерное отделение. Выгрузка шлака в ковш.

Плавильный цех

Льющийся расплав

Машинист мостового крана

Пожалуй, у него самая ответственная и самая «жаркая» работа в конвертерном отделении.
Он управляет краном, непосредственно находясь над расплавленным металлом

Дышать внутри конвертерного отделения можно только через маску

Механизированная очистка конвертера

Анодные печи

Отливка медной изложницы

Готовой продукцией завода являются: файнштейн, аноды медные и элементарная сера. Файнштейн отправляется на дальнейшую переработку на Никелевый завод и комбинат «Североникель», анодная медь — на Медный завод.

Благодарю пресс-службу и руководство ГМК «Норильский Никель» за организацию фотосъемки!

Взят у gelio в Норильский Никель. Глубина 1,1 км и температура +1000°C

Жми на кнопку, чтобы подписаться на «Как это сделано»!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!

Добыча (производство) никеля по странам мира

Более подробные сведения по этому и другим минеральным ресурсам Вы можете найти в Отчёте по добыче, производству и запасам металлического и неметаллического сырья за 2017 и 2018 годы. Mineral commodity summaries 2019

данные за 2016 год — предварительная оценка

 (For Australia, Joint Ore Reserves Committee-compliant reserves were about 7.0 million tons).

по данным

minerals.usgs.gov

Особенности добычи никеля в России

Люди с давних времен активно использовали природные богатства в своей деятельности. С наступлением эпохи плавильных технологий были созданы различные сплавы, которые широко применялись в различных сферах деятельности, и в то же время увеличилась добыча природных ископаемых.

Именно тогда и был обнаружен никель — достаточно редкий, но обладающий уникальными свойствами металл, который, кстати, был весьма затруднителен для изучения в силу своей тугоплавкости и ряда других свойств, обусловивших в последствии его название, означающее на немецком языке «чертенок». После проведенных исследований ученые отметили уникальное свойство металла – сочетание никеля и некоторых других материалов значительно повышает их прочность.

Добыча никеля в мире

Наша планета не очень богата месторождениями никеля, особенно если сравнить его с другими полезными ископаемыми. Примечательно, что никель входит в состав метеоритов, исходя из этого, существует предположение о том, что этот металл имеет инопланетные корни. Однако залежей никеля в чистом виде практически не существует — ведется добыча никелевой руды, а в дальнейшем с помощью обработки доменными печами либо другими способами выделяется непосредственно и сам никель.

К основным никельсодержащим месторождениям относятся:

• сульфидно-медно-никелевые руды;
• оксидно-силикатные руды.

В прочих месторождениях запасы элемента незначительны, в их составе содержание никеля не больше 0,3% от всего запаса.

Существуют первичные и конечные потребители никеля. Первые занимаются непосредственным производством нержавеющей стали, и потребляют около 70% металла.

К основным государствам с таким производством относят:

• Россию;
• Японию;
• Австралию;
• Канаду;
• Китай.

Страны Европейского союза, США, Южная Корея, Япония и Китай – это страны-конечные потребители, имеющие производство никельсодержащих товаров, необходимых в машиностроении, строительстве, химической промышленности и т.д.

Российская территория имеет наибольший показатель мирового запаса данного металла, это около 35 %. Несмотря на довольно значительные месторождения, не секрет, что никелю в России уделяется гораздо меньше внимания по сравнению с газом и нефтью. Однако в Российской Федерации все же проводятся активные разработки разведанных месторождений этого металла. Каждый год происходит наращивание добываемых объемов, и последние несколько лет мировое лидерство в производстве никеля принадлежит российской компании ГМК «Норильский никель», доля этого промышленного гиганта составляет приблизительно 20% от производства во всем мире. Кстати, что касается конкурентов «Норильского никеля», то довольно весомый объем производства у компании Канады IncoLtd, совместного англо-австралийского производства BHPBilliton, Бразильской компании Vale SA и Jinchuan Group, принадлежащей КНР.

Самые крупные сульфидные медно-никелевые месторождения в России находятся в Красноярском крае под Норильском и на территории Кольского полуострова в Ждановском. Норильские запасы составляют свыше 85 % российских запасов этого металла, Мурманские месторождения содержат 10 %, а остальные принадлежат силикатно-никелевым месторождениям, находящимся на Урале.

Воронежский никель

Буквально несколько лет назад никель был обнаружен и в Воронежской области в Новохоперском районе – это Елкинское и Еланское месторождения вблизи р.Хопер, которые составляют около 400 тыс.тонн. Данное месторождение заинтересовало ГМК «Норильский никель» еще в 1990 году, однако конкурс был проведен только в 2011 году и выиграла его Уральская компания ООО «УГМК-холдинг». Хотя крупнейшая российская компания была убеждена, что разработкой последнего выявленного месторождения займется именно она, так как это единственное предприятие в стране, имеющее возможность осуществление полного цикла обработки никелевых руд.

Тем не менее, лицензию получила Уральская компания – это тоже своего рода российский промышленный гигант, который имеет около 50 предприятий, причем большинство из них градообразующие. Согласно заключенных соглашений с Воронежской областью УГМК до 2015 года разработает проектно-сметную документацию для проведения поисково-оценочных работ, оценит имеющиеся объемы месторождения, затем будут спроектированы геолого-разведочные работы. К началу 2017 года будет разработана проектно-сметная документация для возведения горно-обогатительного комбината в г.Новохоперск Воронежской области, а так же для развития металлургического производства Урала. Воронежская область в свою очередь получит значительное вливание в областной бюджет, что будет способствовать социально-экономическому развитию региона.

Однако для жителей области прогнозы на будущее показались не столь радужными, а наоборот разработка месторождений, по их мнению, может привести к экологическим и социальным катаклизмам. И буквально через несколько месяцев состоялся первый митинг протеста, в котором участвовали несколько тысяч протестующих против добычи никеля. Эта была первая волна возмущения, которая продолжается до сих пор. Кроме участвующих в митингах общественных активистов, свое недовольство выразили и природоохранные организации, которые опасаются, что добыча никеля может негативно повлиять на жизнь области в ближайшем будущем. По их мнению, на сегодняшний момент угроза может быть не столь очевидна, к тому же наполнение местного бюджета и предоставление рабочих мест оттесняют экологические вопросы на второй план. Однако необходимо осознавать, что спустя несколько лет добывающая компания закончит разработки и переместится на другой участок, а местным жителям придется самим разбираться с последствиями.

Но есть ли, действительно, основания для опасений жителей и насколько серьезны риски?

Влияние добычи никеля на экологию

Горнодобывающая отрасль в результате своей деятельности в любом случае оставляет после себя отходы горных пород, бедных руд и различных химических веществ, которые при извлечении из недр земли, участвуют в различных, и подчас бесконтрольных, химических реакциях, естественно, не идущих на пользу экологии. К тому же, высохнув, отходы становятся мелкой пылью с содержанием токсических веществ – мышьяка, ртути и так далее, а она легко распространяется даже небольшим порывом ветра по всей округе. В результате возможно частичное или полное исчезновение растительности, нарушение естественной среды обитания животных, которые, не приспособившись, покидают опасную территорию либо вовсе погибают.

Таким образом, если учесть, что идет постоянное сокращение природного ареала и наоборот требуются дополнительных мер по охране окружающей среды, деятельность горнодобывающей отрасли может внести весомый вклад в загрязнение окружающей среды.

Тем более стоит учесть, что данные Еланское и Елкинское месторождения находятся вблизи известных природных заповедников и одной из самых чистых европейских рек Хопер. Поэтому добыча никеля должна проводиться в соответствии с самыми жесткими экологическими ограничениями, причем не открытым, а шахтным способом отработки, который значительно дороже, однако не наносит такого урона ландшафту. Хотя нельзя не отметить и тот факт, что УГМК уже обладает некоторым опытом, так как имеет производство в Башкирии, которое находится в непосредственной близости с заповедником, и осознает всю ответственность от такого соседства.

Конечно, добывающая компания обещает максимально обезопасить жителей региона и предлагает различные компромиссные варианты по наболевшим вопросам, например, она обещает обеспечить складирование отходов в специальные запечатанные подземные хранилища, где они и будут храниться, не нанося вред экологии. Однако данное предложение существует пока только на бумаге, а что будет в реальности неизвестно. Так что, по всей видимости, данный вопрос следует решать на государственном уровне, с созданием соответствующих комиссий, отслеживающих соблюдение всех требований по охране окружающей среды.

Ситуация осложняется тем, что в Воронежской области планируют не только добывать никель, но и заниматься его первичным обогащением, после которого так же будут оставаться отходы. Технологические процессы проводятся с использованием огромного количества воды, которая, пройдя реакцию, становится «мертвой» и при попадании в водоемы практически убивает живые организмы, влияя на всю природу в целом.

Кстати, при разработке месторождения необходимо будет перевести довольно значительную сельскохозяйственную площадь в промышленную землю, соответствующе переместив и плодородный слой почвы, при этом не стоит забывать, что Воронежская область славится своим Черноземьем, которое с давних времен относят к аграрной жемчужине всего мира.

Добыча никеля, происходящая на глубине менее трехсот метров, влияет не только на ландшафтную поверхность, но и на грунтовые воды, загрязняя их вредными элементами. А залежи в Воронежской области находятся как раз не ниже 250-300 метров. В связи с этим опасения падения уровня грунтовых вод вполне обоснованны, так как, изъяв породу, и не заполнив пустоты, возможно наступление засухи, которая самым негативным образом скажется на регионе и близлежащем заповеднике.

Угрозу экологической обстановки при добыче никеля вызывает и необходимость обжига руды, ведь полезный металл составляет не более 3 % породы и извлекать его выгоднее вблизи месторождения. В данном случае возможно несколько вариантов:

• флотация, т.е. породу промывают, повышая уровень концентрации металла до 20%;
• обжиг руды, в результате которого произведенные продукты (окатыши) легко транспортируются на металлургический комбинат. Минусом является образование сернистого газа, который в атмосфере может вызывать кислотный дождь.

Однако опасения по этому поводу были рассеяны – УГМК планирует использовать флотацию, и, кстати, предприятие, осуществляющее обжиг, оснащено новым оборудованием, которое вырабатывает не сернистый газ, а кислоту, являющую не опасной. Но опять же подтвердятся ли заверения добывающей компании или нет можно будет узнать в будущем.

Добыча природных ископаемых в наше время существенно отличается от проводимых работ в прошлом, и, прежде всего, благодаря современным технологиям и оборудованию разработаны специальные меры, предотвращающие вредные последствия. Однако проведение таких мероприятий требует значительных денежных вложений.

Поэтому, подводя итог, можно заключить, что при строжайшем контроле государственной власти и правильном, а главное, честном подходе добывающей компании, которая позаботится об использовании дорогостоящих современных систем очистки, можно свести к минимальному уровню наносимый вред экологии. Однако, если этого не случится, добыча никеля приведет к необратимым последствиям, с которыми столкнутся даже наши правнуки.

Получение никеля — Знаешь как

Основные методы получения никеля в производстве

Содержание статьи

Получение никеля это процесс добывания металла путем переработки сульфидных медно-никелевых руд, операция получения происходит в несколько этапов: обогащение руд, плавлению в электропечах с целью удаления примесей других металлов, последний этап получения никеля электролитическое рафинирование где металл получается высокой степени очистки.

Никель является важнейшим металлом для производства нержавеющих сталей, жароупорных сплавов, высоковязких сталей; его широко используют в качестве материала для защитно-декоративных гальванических покрытий, а также для электродов радиоламп и в щелочных аккумуляторах. Мировое производство никеля составляет сейчас около 400 тыс. т в год.

В природе никель встречается в сульфидных медно-никелевых или в никелевых окисленных рудах. Сульфидные руды, содержащие, кроме никеля и меди, еще кобальт, железо и платиновые металлы, сперва подвергают флотационному обогащению (если руды бедные). Затем концентрат или руду подвергают плавке в электрических, отражательных или шахтных печах и получают медно-никелевый штейн (в который переходят платиновые металлы, а также большая часть кобальта) и отвальный шлак. Штейн продувают воздухом в конверторе. Железо, окисляясь при продувке, переходит в шлак, в конверторе же остается расплав, содержащий сульфиды никеля и меди с небольшой примесью железа.

Этот расплав (так называемый файнштейн) после отливки и медленного охлаждения поступает на дробление и флотационное отделение сульфида никеля от сульфида меди. Медный концентрат от флотации файнштейна поступает на извлечение меди, а никелевый подвергается окислительному обжигу в печах «кипящего слоя». Получающийся огарок затем плавят с восстановителем в отражательных или электропечах. Полученный «черновой» никель разливают на аноды, содержащие обычно 88—95% Ni, 1,5—6% Сu, 0,5— 2,5% Fe, 0,5—2% Со, 0,5—2% S, немного кремния, углерода и окислов (железа, никеля и кобальта и др.).

Заключительной операцией переработки сульфидных руд является электролитическое рафинирование, дающее возможность получать никель высокой чистоты и выделять медь, кобальт и платиноиды в самостоятельные полупродукты, подвергающиеся дальнейшему переделу.

Окисленные никелевые руды либо плавят с восстановителем (коксом) в шахтных или электрических печах на ферроникель (сплав железа с никелем) либо, добавляя наряду с восстановителем сульфидизатор (гипс, пирит), ведут плавку на никелевый штейн. Последний состоит, в основном, из сульфидов никеля и железа, а также содержит кобальт. Штейн продувают в конверторах воздухом, окисляя при этом железом и получают никелевый файнштейн, представляющий собой, в основном, сульфид никеля.

Файнштейн после охлаждения и измельчения обжигают в печах «кипящего слоя» и трубчатых печах до получения закиси никеля. Последнюю плавят с восстановителем на металлический никель. Металлический никель либо является готовым продуктом (как правило, он имеет относительно невысокую чистоту), либо из него отливают аноды, идущие на электролитическое рафинирование.

Катодный процесс получения никеля

Стандартный потенциал никеля φ° _Ni/Ni2+ ≈ — 0,23 в. Ток обмена никеля очень мал и, следовательно, разряд ионов сопровождается большой поляризацией. Разряд же ионов водорода на никеле характеризуется небольшим перенапряжением. Схема поляризационных кривых водорода и никеля представлена на рис. 2.

Как видно из рис. 2, в кислых растворах (при рН = 0) и небольших плотностях тока на катоде будет выделяться только водород. При снижении концентрации ионов водорода до рН ≈ —5 перенапряжение при выделении водорода увеличивается, и равновесный потенциал сдвигается настолько, что появляется возможность выделения никеля. С повышением плотности тока доля никеля в совместном разряде будет возрастать.

Рис. 2. Схема поляризационных кривых процесса электролитического рафинирования никеля.

Ввиду того, что с увеличением температуры поляризация при выделении ионов Ni²⁺ снижается больше, чем при выделении ионов Н+, температурный фактор оказывает очень существенное влияние на соотношение скоростей процессов выделения никеля и водорода. С повышением температуры выход по току никеля возрастает.

Выход по току зависит также от состава электролита. В чисто-сульфатных растворах он ниже, чем в растворах, содержащих ион хлора, причем увеличение концентрации последнего повышает выход по току. Для увеличения выхода по току никеля следует также повышать концентрацию ионов никеля в электролите, что сдвигает равновесный потенциал никелевого электрода в электроположительную сторону и снижает поляризацию.

Несмотря на возможность очень сильного подавления скорости разряда ионов водорода, все же даже в оптимальных условиях этот разряд в некоторой степени имеет место. Выделение водорода приводит к понижению концентрации Н⁺ в катодном пространстве. Пределом понижения кислотности является то значение рН, которое отвечает началу образования твердой фазы — гидроокиси или основной соли никеля.

Высокий отрицательный потенциал катодного осаждения никеля приводит к тому, что большинство примесей металлов, содержащихся в электролите катодного пространства (католите), осаждается раньше или вместе с никелем, загрязняя осадок.

Вследствие этого при электролизе никеля каждый катод помещают в отдельную ячейку, представляющую собой каркас с натянутой на него фильтрующей тканью (диафрагмой). В ограниченные таким путем катодные пространства непрерывно подается очищенный от примесей электролит. Фильтруясь через диафрагму в анодное пространство, раствор загрязняется там примесями из растворяющегося анода. Вытекающий из ванны загрязненный электролит (анолит) подвергается очистке, после чего вновь подается в катодные ячейки. Уровень католита в катодной ячейке держится на 5—10 смвыше уровня а но лита, обеспечивая определенную скорость протекания раствора через поры диафрагмы, чтобы воспрепятствовать попаданию катионов примесей через диафрагму в катодное пространство. Эта скорость должна превышать скорость движения катионов примесей под действием электрического поля.

После очистки концентрация примесей в электролите невелика, так что многие из них разряжаются на предельном токе в количестве, прямо пропорциональном их концентрации в растворе. При плотности тока 150 —200 а/м² каждому миллиграмму двухвалентной примеси в катодном пространстве электролита соответствует примерно 0,003—0,004% примеси в катодном осадке. Из этих данных можно рассчитать предельно допустимое содержание примесей (разряжающихся на предельном токе) в электролите при получении катодного никеля той или иной степени чистоты.

Содержание всех примесей в осадке (разряжающихся на предельном токе) с повышением катодной плотности тока снижается примерно обратно пропорционально корню квадратному из плотности тока.

Анодный процесс получения металла

До недавнего времени электролитическое рафинирование никеля производилось с анодами, отлитыми из металлического чернового никеля. В последние годы был применен процесс растворения сульфидных анодов, отлитых из никелевого файнштейна или никелевого концентрата флотации медно-никелевого файнштейна . На отечественных заводах этот новый процесс пока не нашел применения, а за рубежом с сульфидными анодами работают сейчас два крупных завода.

Растворение металлических анодов. Ввиду малого тока обмена ионизация никеля, так же как и разряд, сопровождается значительной поляризацией. Кроме того, никель легко пассивируется, его ионизация при этом прекращается, и на аноде начинает выделяться кислород. Для предотвращения пассивирования при плотностях тока 100—200 а/м² в электролите обязательно должны быть ионы хлора в количествах не менее 1—2 г/л. Но и при активном состоянии никелевого анода, когда плотность тока достигает 160— 250 а/ж², анодный потенциал примерно на 0,3—0,5 в электроположительные равновесного потенциала никеля.

Основным анодным процессом является процесс ионизации никеля:

Ni — 2e → Ni²⁺

Так как этот процесс идет при относительно отрицательных потенциалах, то разряда ионов хлора или восстановления молекул воды с выделением газообразных хлора и кислорода обычно не происходит. Однако большая анодная поляризация приводит к тому, что примеси не только более электроотрицательных, чем никель, металлов, но и некоторых более электроположительных металлов, таких, как медь, переходят с анода в раствор. Таким образом, все основные примеси, содержащиеся в никелевых анодах,— медь, железо, кобальт — оказываются в растворе.

Анодный процесс сопровождается образованием шлама. Количество шлама достигает 2—5% от веса растворившихся анодов. Шлам состоит из содержащихся в анодах сульфидов, окислов, шлаковых и других включений, а также содержит металлы платиновой группы, которые, являясь значительно более электроположительными, чем никель, не растворяются на аноде. В шлам переходит до 1 % от содержания в анодах никеля, кобальта и железа и 5—20% меди. Основными компонентами шлама являются сульфиды этих металлов. При электролизе металлических анодов содержащиеся в них примеси сульфидов почти не растворяются, поэтому переход металлов в шлам и количество последнего резко возрастают с увеличением содержания серы в металлических анодах. На практике стремятся не допускать содержания серы в анодах выше 1 %.

Растворение сульфидных анодов

При содержании серы в никелевых анодах ниже 15—18% сульфид никеля не образует сплошной массы в структуре анода и разделен значительными включениями металлического сплава, пронизывающими тело анода. В этих условиях анодное растворение идет с ионизацией, в основном, металлов, входящих в состав металлического сплава, а не в состав сульфидов, так как этот процесс требует меньшего анодного потенциала, чем растворение сульфидов. Анод в целом ведет себя как металлический, и сульфиды преимущественно переходят в шлам.

При содержании серы свыше 20—23% количество металлического сплава весьма невелико, и он имеет вид небольших включений в сульфидной массе, образующей структуру анода. При этом растворение происходит с ионизацией основной массы сульфида никеля, и такой сульфидный анод растворяется достаточно полно.

Таким образом, при электролитическом рафинировании никеля с сульфидными анодами стремятся иметь высокое содержание серы в анодах, не менее 23—25%.

Ионизация сульфида никеля при анодном растворении сульфидных анодов протекает по реакции

Ni₃S₂ —6e → 3Ni²⁺+2S

Ионы никеля переходят в раствор, а элементарная сера остается на аноде, образуя пористую, хорошо проводящую ток, корку серного шлама.

Реакция выше протекает при более положительных потенциалах, чем растворение металлического никеля. Анодной плотности тока порядка 170—230 а/м² отвечает средний потенциал около +1,2—1,5 в, что примерно на 1в превышает потенциал металлического анода. По мере растворения сульфидного анода и увеличения толщины корки серного шлама анодный потенциал постепенно возрастает за счет увеличения концентрационной поляризации, вызванной плохой диффузией электролита в порах шламовой корки. При этом наряду с реакцией становится возможным более глубокое анодное окисление сульфида никеля по суммарной реакции

Ni₃S₂ + 8Н₂О — 18е → 3Ni²⁺ + 2SO^2-₄ + 16Н⁺

Этот процесс, включающий, помимо окисления сульфида, также ионизацию воды, является вредным, так как приводит к снижению анодного выхода по току металла и вызывает повышение концентрации Н⁺ анолита.

В шлам при электролизе сульфидных анодов, помимо элементарной серы, переходят практически все платиноиды, селен и теллур (в элементарном виде), а также некоторое количество сульфидов, прежде всего сульфид меди, растворение которого при потенциалах никелевого сульфидного анода происходит неполностью. Количество шлама составляет около 25% от веса растворившегося анода.

Электролит для рафинирования никеля

Электролитическое рафинирование никеля возможно как в сульфатном, так и в хлоридном электролите. Раньше, при работе на низких плотностях тока (100—130 а/м²), сульфатный электролит удовлетворял условиям процесса и применялся на всех электролитных заводах. В состав этого электролита, помимо сульфата никеля (100—130 г/л),входили сульфат натрия (40—60 г/л), хлорид натрия (до 3—б г/л) и борная кислота (15—25 г/л). Сульфат натрия применяли для понижения сопротивления раствора, поскольку удельная электропроводность чистого NiSO₄ относительно низка (для раствора NiSO₄ с содержанием 60 г/л никеля она составляет при 60° С около 0,055 ом^-1•см^-1). Хлорид натрия добавляли для устранения пассивации анодов. Борная кислота Н₃ВО₃ способствует получению качественных катодных осадков никеля с гладкой матовой поверхностью, серебристо-белого цвета.

В связи с последующей интенсификацией электролиза, повышением плотности тока (до 170—250 а/м²) удельная электропроводность указанного выше сульфатного раствора (при 60° С она составляет около 0,09 ом^-1•см^-1)оказалась недостаточной. Для ее увеличения в электролит стали вводить все в больших количествах NaCl. Помимо повышения удельной электропроводности, увеличение содержания иона хлора способствует росту катодного и анодного выходов по току и позволяет иметь меньшие содержания в электролите борной кислоты.

В настоящее время смешанный сульфат-хлоридный электролит, содержащий значительное количество хлорида, применяется повсеместно.

Большое значение для процесса электролиза имеет содержание в растворе никеля. При низкой общей его концентрации обеднение никелем прикатодного слоя может быть значительным, что приводит к получению бракованных губчатых катодных осадков. Низкое содержание никеля в растворе обусловливает также рост катодной поляризации, что увеличивает напряжение на ванне и снижает катодный выход по току за счет более интенсивного выделения водорода. При высоких плотностях тока все указанные явления проявляются особенно резко, поэтому в настоящее время концентрацию никеля в электролите держат близкой к насыщению. Применяющиеся сейчас электролиты содержат обычно 145—200 г/л NiSO₄ (55—80 г/л Ni²⁺), 40—80 г/л Na₂SO₄, 60—100 г/л NaCl и до 15 г/л Н₃ВО₃. Удельная электропроводность таких растворов при 60° С лежит в пределах 0,15—0,19 ом^-1 • см^-1.

Переработка шлама никеля

Шламы электролитического рафинирования никеля являются одним из основных источников получения платиновых металлов. Поэтому переработке шламов уделяют большое внимание. Из шла-мов электролиза сульфидных анодов получают, кроме того, селен и элементарную серу.

Электролиз металлических анодов. Шлам электролиза металлических анодов содержит обычно 30—35% Ni, 20—25% Сu, 1 — 2% Fe, 0,4—0,6% Со, 30—40% S. В шлам переходят также практически все платин0иды. Содержание последних в шламах разных заводов колеблется в широких пределах — от 0,1 до 2%

Переработка шламов производится по различным технологическим схемам, учитывающим специфику данного шлама. Обычно вначале шлам обжигают с целью окисления сульфидов. Огарок подвергают выщелачиванию в серной кислоте, при этом в раствор переходят никель, железо, частично медь. Твердый остаток от выщелачивания плавят с восстановителем в электропечах и полученный металлический сплав, содержащий в основном медь и платиноиды, отливают в аноды и подвергают электролизу в растворе серной кислоты. На катоде осаждается губчатая медь, содержащая некоторое количество платиноидов, основная же их масса выпадает в шлам. Губчатую медь растворяют в серной кислоте в присутствии кислорода. Платиновые металлы остаются в остатке от выщелачивания. Этот остаток и шлам электролиза представляют собой концентрат платиновых металлов, содержание которых достигает в нем 50%. Концентрат направляют на разделение и извлечение платиноидов на аффинажный завод.

Электролиз сульфидных анодов. Шлам сульфидных анодов содержит около 97% элементарной серы, 0,7% сульфидной серы, 1,3% Ni, 0,3% Сu, 0,6% Fe, 0,15% Se (в элементарном виде). Шлам плавят в котлах при температуре около 135° С и расплав фильтруют на обогреваемых паром фильтрах. В фильтрат переходит до 95% элементарных серы и селена, в остатке остаются сульфиды и платиноиды. Фильтрат подвергают дробной дистилляции для разделения серьги селена. Последние являются товарными продуктами. Oстаток от фильтрации содержит около 50% серы, остальное — металлы. Этот остаток плавят и отливают в аноды. Эти так называемые вторичные аноды содержат около 50% Ni, 20% Сu, 2% Fe и 20—25% серы, т. е. являются также сульфидными. Их подвергают электролизу в тех же условиях, что и исходные, первичные сульфидные аноды. Шлам электролиза вторичных анодов содержит около 90% элементарной серы, в него переходит также часть сульфидов и все платиноиды. Элементарную серу вторичного шлама отделяют плавлением и фильтрацией. Полученный вторичный остаток содержит около 10% платиновых металлов и направляется на аффинаж.

Гидроэлектрометаллургия никеля

Помимо электролитического рафинирования никеля с металлическими или сульфидными анодами, в настоящее время осуществляется в небольших масштабах гидроэлектрометаллургический способ получения никеля, включающий выщелачивание никель содержащего продукта и электроэкстракцию с нерастворимыми анодами. По этой схеме работает завод Харьявалта в Финляндии.

Медно-никелевый сульфидный концентрат, полученный после обогащения руды на обогатительной фабрике, плавится в печи взвешенной плавки на штейн. Штейн продувается воздухом в конверторах. При конвертировании получают металлизированный файнштейн, содержащий 60—63% Ni, 28—30% Сu, 7—9% S и 0,4% Fe. Глубокая металлизация файнштейна (снижение содержания серы ниже стехиометрического соотношения в сульфидах) осуществляется путем переокисления сульфидной массы в конверторе. Она необходима для последующего выщелачивания файнштейна. В металлизированном файнштейне сера связана в сульфиде меди Cu₂S, а никель находится в основном в металлической форме. Поэтому при выщелачивании в раствор переходит только никель, а медь остается большей частью в нерастворимом сульфиде.

Выщелачивание файнштейна ведется в две стадии, по тому же принципу, что и в гидрометаллургии цинка.

В кислой стадии выщелачивание производится отработанным электролитом ванн электроэкстракции никеля, содержащим 40 г/л свободной серной кислоты. Во второй стадии электролит нейтрализуют до рН = 6 свежим файнштейном; при этом происходит гидролитическая очистка раствора от железа и свинца. В нейтральной стадии происходит также очистка раствора от меди благодаря ее цементации металлическим никелем файнштейна.

Раствор после фильтрации поступает на гидролитическую очистку от кобальта. Очищенный от примесей раствор содержит около 70 г/л Ni, а также сульфат натрия и борную кислоту. Он поступает на электроэкстракцию никеля.

К Основной реакцией электроэкстракции, так же, как и в гидрометаллургии меди, цинка, кадмия и других металлов, является реакция

 NiSО₄ + Н₂О → Ni + H₂SО₄ + 0,5О₂

Поскольку катодное выделение никеля возможно только в слабокислых растворах, а на аноде при электроэкстракции выделяется свободная кислота, электролиз ведут при тщательном разделении катодного и анодного пространств диафрагмами. Таким образом, и при электроэкстракции никеля, и при его электролитическом рафинировании необходимо предотвратить попадание электролита из анодного пространства в катодное, однако, причины изоляции катода от анода в этих двух случаях совершенно различны.

Электроэкстракцию ведут в ваннах со свинцовыми анодами и никелевыми катодными основами, получаемыми в матричных ваннах на матрицах из нержавеющей стали.. Ванны имеют размеры 6600X1150X1200 мм, в каждой ванне размещается 40 анодов и 39 катодов. Катоды помещаются в катодные ячейки, изготовленные из стальных прутков, покрытых полихлорвинилом и обтянутых териленовой тканью. Уровень католита в катодной ячейке поддерживается на 100—120 мм выше уровня анолита в ванне. Величина рН католита колеблется в пределах 3—3,5. Анолит содержит 40— 46 г/л никеля, 30—40 г/л свободной серной кислоты, 100 г/л сульфата натрия и 15 г/л борной кислоты. Температура в ванне около 60° С.

Для улавливания выделяющегося на аноде кислорода аноды имеют в верхней своей части специальный козырек, находящийся ниже уровня анолита. Кислород отводится из-под козырька по трубке. Он используется для окисления железа в процессе очистки раствора от примесей.

Плотность тока при электроэкстракции составляет 175—180 а/м². Напряжение на ванне 3,4—3,6 в. Катодный выход по току равен 91— 96%. При этом расход электроэнергии составляет 4000— 4300 квт • ч/т катодного никеля.

Статья на тему Получение никеля

Что такое никель и для чего он нужен?

Если нашими предками использовалось относительно немного металлов – медь, железо, олово, свинец и золото с серебром – то сегодня промышленностью на постоянной основе используется чуть ли не вся таблица элементов Менделеева.


Одно из почётных мест в списке наиболее важных для металлургии элементов занимает никель – серебристый, очень блестящий металл, обладающий рядом полезнейших качеств.

Что такое никель?

История не сохранила имени человека, открывшего никель, так как этот металл известен людям очень давно. Первые его образцы были найдены в содержимом метеоритов, поэтому представляли собой огромную редкость. Они использовались для изготовления талисманов и «заколдованного» оружия, которое никогда не покрывалось ржавчиной.

Никелевая руда в Средневековье часто встречалась в медных рудниках Саксонии, но тогда люди не умели выплавлять из неё металл. Немецкие рудокопы называли её «купферникелем», или ложной медью, и презрительно отбрасывали. Бытовало поверье, что зловредный гном Старый Ник превращает медную руду в негодные камни. Выделить из никелевой руды чистый металл сумел в 1775 году шведский естествоиспытатель А. Кронстедт, но найти ему применение тогда не смогли.

Обладая хорошей пластичностью, никель легко куётся и практически не окисляется под действием воздуха или воды, покрываясь тонкой оксидной плёнкой, которая защищает его от дальнейшего окисления. Но если измельчить металл до состояния порошка, то при контакте с воздухом он легко вспыхнет, окисляясь с выделением большого количества тепла. Температура его плавления достаточно высока и достигает 1455 градусов Цельсия.

Это металл серебристого цвета с лёгкой желтизной, обладающий сильным блеском и легко полирующийся. Ему присущи ферромагнитные качества, т.е. он притягивается магнитом. Высокая твёрдость и коррозионная стойкость сделали его чрезвычайно востребованным современной промышленностью.

Для чего нужен никель?

Основная сфера применения никеля сегодня – это производство высоколегированных нержавеющих сталей. Добавляя в расплав железа никель и хром, металлурги выплавляют чрезвычайно прочные, но в то же время пластичные сплавы с высокой коррозионной стойкостью. Поверхность металла получается блестящей и хорошо поддаётся полировке, причём сплавы сохраняют свои качества при длительном и многократном нагревании до высоких температур.

Нержавеющая и термостойкая сталь необходима в ряде отраслей промышленности, в первую очередь – в пищевом производстве, нефтехимии, авиастроении, автомобильном производстве, станкостроении и т.д. Военная промышленность выпускает броневую сталь, содержащую никель.

Не менее востребованы никельсодержащие стали в строительной отрасли. Из них изготавливают интерьерные элементы зданий – перила, ограждения, балюстрады, элементы входных групп. В мебельной промышленности сегодня используются профилированные элементы из нержавеющей полированной стали, фурнитура, мебельные механизмы и т.д. Ещё одна широчайшая сфера применения никеля – изготовление из нержавеющей стали разнообразной домашней утвари (посуды, столовых приборов и др.) и бытовых приборов.

Часто никель используется для защиты чугунных и стальных изделий от коррозии в качестве покрытия. Никелирование производится химическим и гальваническим способами. Никелированные конструкционные детали необходимы в химической промышленности, в производстве щелочных аккумуляторов для автотехники, так как этот металл устойчиво к воздействию кислотных и щелочных растворов. Никель и его соединения нередко выступают катализаторами в ряде химических процессов. Нагревательные элементы, содержащие никель (алюмелевые, нихромовые, пермаллой, монель и т.д.), обладают высокой тепловой эффективностью и используются как в промышленном оборудовании, так и в бытовой технике.

Благодаря яркому блеску и высокой твёрдости никель во многих государствах входит в состав монет. В отличие от более мягких серебра и меди, никельсодержащие монеты используются в течение десятков лет, практически не истираясь. Конечно, блеск понемногу тускнеет, но даже старые монеты обладают прекрасно сохранившимся тиснением.

Все, что вам нужно знать

От инструментов до технологий добыча полезных ископаемых превратилась из почти примитивных методов в высокотехнологичный технологический процесс, позволяющий нам увеличить производство никеля в 10 раз. Компактное горное оборудование, которое является экономически эффективным и выдерживает испытание временем, положительно повлияло на эффективность добычи и производительность. Одним из многих преимуществ этого прогресса является сокращение отходов и опасных химических веществ.

Хотя документировано, что никель использовался еще в 3500 г. до н.э. сирийцами, которые использовали небольшое количество, и в 235 г. до н.э. китайцами, чеканившими монеты из никеля, сама добыча никеля относительно нова по сравнению с другими добываемыми материалами.Еще в 17 веке в Германии никель был обнаружен в руде красного цвета, которая, по мнению немецких шахтеров, была медью. Когда их анализ показал, что это нечто иное, они назвали материал «купферникель», что означает «медь старого Ника» или фальшивую медь. Только спустя почти 200 лет истинная ценность никеля была признана. В качестве легирующего материала никель придает другим металлам необходимую им твердость, прочность и коррозионную стойкость. В настоящее время никель признан одним из самых ценных добываемых материалов в 20 и 21 веках, что делает добычу никеля важной отраслью.

Основы добычи и переработки никеля

При использовании металлов никель является важным материалом в нашей жизни. Мы используем никель чаще, чем думаем, от повседневного дома до жизни, а также для крупных предприятий. Это показывает важность добычи никеля и его влияние на повседневную жизнь.

Для чего используется никель?

• для маркировки стали
• суперсплавов и сплавов
• изделия из нержавеющей стали
• монет
• аккумуляторные батареи
• магниты alnico
• стекло с зеленым оттенком
• струны для электрогитары
• в качестве связующего в карбиде вольфрама
• никелевая пена и никелевая сетка

Где происходит добыча никеля?

Никель, добываемый в природе, добывается в 23 странах мира.Из них некоторые из наиболее важных мест добычи никеля расположены в России, Канаде, Австралии — например, Минкор, недалеко от Камбалды, Индонезии, Китая, Южной Африки и Колумбии. Нефтеперерабатывающие заводы расположены в Финляндии, Норвегии, Японии, Франции и Великобритании. Более 1,4 миллиона тонн первичного или нового никеля производится по всему миру. Это сопоставимо с 800 миллионами тонн стали и 10 миллионами тонн меди.

Процесс добычи никеля

Добыча никеля осуществляется с помощью добывающей металлургии, которая представляет собой материаловедение, охватывающее различные типы руды, процесс мойки, обогащение и разделение, химические процессы и процесс экстракции.Один из наиболее известных процессов очистки называется Mond Process, который представляет собой процесс извлечения и очистки, разработанный Людвигом Мондом в 1899 году.

См. Нашу полную серию горных работ:

.

фактов о никеле | Живая наука

Никель — это твердый серебристо-белый металл, прочность, пластичность и устойчивость к теплу и коррозии делают его чрезвычайно полезным для разработки самых разнообразных материалов — от проволоки до монет и военной техники.

Этот чрезвычайно полезный металл № 28 в периодической таблице элементов, между элементами кобальта и меди. Никель является довольно хорошим проводником электричества и тепла и является одним из четырех элементов (кобальт, железо, никель и гадолиний), которые являются ферромагнитными (легко намагниченными) при комнатной температуре.Никель является переходным металлом, то есть он имеет валентные электроны в двух оболочках вместо одной, что позволяет ему образовывать несколько различных степеней окисления.

Discovery

Открытие никелевой руды в Европе 17-го века — это рассказ о ошибочной идентичности и суеверии. В 1600-х годах немецкие шахтеры, разыскивающие медь в Рудных горах, наткнулись на ранее неизвестную никелевую руду (известную сегодня как арсенид никеля или никколит) — бледно-коричневато-красную породу никеля и мышьяка. Полагая, что они обнаружили еще одну медную руду, шахтеры попытались добыть медь, но, конечно, камни не смогли добыть.Разочарованные шахтеры обвинили Никеля, озорного демона в немецкой мифологии, в том, что он подшутил над ними, и начал называть руду kupfernickel , что переводится как «медный демон».

Примерно через столетие, в 1751 году, шведский алхимик Барон Аксель Фредрик Кронштедт попытался нагреть купферникель с древесным углем и обнаружил, что его различные свойства — такие как белый и магнитный — ясно показали, что это не медь. Кронштедт считается первым человеком, который извлекает никель и выделяет его как новый элемент.Он отбросил название «купфер» и назвал новый элемент никелем .

Где на Земле?

Никель является пятым по распространенности элементом на Земле. Однако, согласно Chemicool, он в 100 раз больше сконцентрирован под земной корой, чем в ней. На самом деле, никель считается вторым наиболее распространенным элементом во внутреннем ядре Земли, причем железо является первым с большим отрывом.

Никель обычно находится в двух типах месторождений: латеритных отложениях, которые являются результатом интенсивного выветривания поверхностных богатых никелем пород, и магматических сульфидных отложений.Никель также может быть обнаружен в марганцевых конкрециях и корках на глубоком морском дне, но в настоящее время они не добываются, сообщает Geology.com. Основными минеральными источниками никеля являются лимонит, гарниерит и пентландит.

В 1848 году Норвегия стала первым крупномасштабным заводом по выплавке никеля. Здесь они использовали тип никелевой руды, известной как пирротин. В 1883 году большие залежи никеля были обнаружены в бассейне Садбери в Канаде, где сегодня добывается около 30 процентов никеля в мире.Считается, что это большое месторождение никеля связано с воздействием древних метеоров. В начале 1900-х годов в России и Южной Африке было обнаружено больше никеля, что позволило никелю занять прочное место в промышленности.

Электронная конфигурация и элементные свойства никеля. (Изображение предоставлено: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock)

Только факты

• Атомный номер (число протонов в ядре): 28
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Ni
• Атомный вес (средняя масса атома): 58.6934
• Плотность: 8,912 грамм на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 2651 градус Фаренгейта (1455 градусов Цельсия)
• Точка кипения: 5 275,4 F (2 913 С)
• Количество изотопов (атомов один и тот же элемент с разным количеством нейтронов): 5 стабильных; 26 нестабильный
• Наиболее распространенный изотоп: NI-58 (природная численность 68,077%)

Мало что сделано из чистого никеля. Вместо этого никель имеет тенденцию играть поддерживающую и стабилизирующую роль в промышленности материалов; обычно его комбинируют с другими металлами для получения более прочных, блестящих и долговечных изделий.Никель обычно используется в качестве защитного наружного покрытия для более мягких металлов.

Из-за своей способности выдерживать экстремально высокие температуры, никель является металлом выбора для изготовления суперсплавов — металлоконструкций, которые известны своей высокой прочностью, а также устойчивостью к нагреву, коррозии и окислению. На самом деле, по данным Института никеля, около 65 процентов никеля используется для производства нержавеющих сталей, а еще 20 процентов используется для производства других стальных и не железных сплавов, в том числе высокоспециализированных в военной, аэрокосмической и промышленной сферах.Около 9 процентов используется в гальванических покрытиях, а 6 процентов идет на другие виды применения, такие как монеты, батареи и электроника.

Деньги говорят

Поскольку никель является таким прочным и устойчивым к коррозии материалом, он является отличным металлом для изготовления монет. Первой монетой, в которой был металлический никель, была монета Flying Eagle весом в один цент, американская монета, изготовленная из 12 процентов никеля и 88 процентов меди. Эта монета, которая также была первой, получившей название «никель», распространялась всего два года, между 1857–1858 гг.

Никель с пятью центами был введен несколько лет спустя, в 1866 году, сразу после окончания гражданской войны. До войны большинство монет все еще были сделаны из золота и серебра, что придало им внутреннюю ценность. Когда начали распространяться слухи о войне, люди стали копить эти ценные монеты, что привело к резкому падению экономики. Чтобы восполнить недостаток монет, люди начали торговать марками и банкнотами, выпущенными банками и магазинами. Даже солдаты Союза получали деньги от правительства.

Тем временем промышленник Джозеф Уортон купил несколько никелевых рудников в первые годы войны. Никель был крайне необходимым металлом во время войны, так как он использовался для производства военной техники. Однако когда война закончилась, излишков никеля стало больше, и Уортон, вероятно, задумался над тем, что он собирается делать со всем своим никелем. Он призвал законодателей начать делать больше монет из никеля. В конце концов, у людей будет гораздо меньше шансов спрятать этот менее ценный металл.

Законодатели выслушали, и в 1866 году американское правительство чеканило 15 миллионов монет по 5 центов, изготовленных из 75 процентов меди и 25 процентов никеля.Никельс наводнил экономику и стал самой заметной монетой в послевоенные годы.

В Соединенных Штатах никели, монеты, четверти и полдоллара все еще сделаны из медно-никелевого сплава. Никелевая монета, весьма удачно, содержит больше всего никеля — 25 процентов, в то время как остальные монеты содержат 8,33 процента никеля.

Кто знал?

• Многие метеориты состоят из никель-железного сплава. Люди в Древнем Египте считали эти богатые никелем метеориты настолько значительными, что превращали их в объекты красоты.Трубчатые шарики из метеоритного материала (около 30% никеля) были обнаружены в могильных ямах на кладбище Герцех на западном берегу реки Нил. Считается, что они были похоронены около 3300 г. до н.э.
• Никель используется в качестве катализатора гидрирования ненасыщенных соединений в нескольких типах масел, превращая вещества из жидкостей в твердые вещества. Никелевый катализатор может быть использован для производства маргарина, шортенинга и некоторых типов мыла.
• Нитинол — никелевый сплав, который запоминает свою прежнюю форму, согласно Chemicool.Если вы нагреваете проволоку из этого никель-титанового сплава при 500 С (932 F), вы можете согнуть ее в любую форму. Позвольте этому остыть и согните это в другую форму. Затем разогрейте проволоку — и посмотрите, как вновь появится первая фигура.
• Взрыв Сверхновой 2007bi создал массу никеля в три раза больше, чем наше Солнце, в результате чего расширяющиеся газы светились очень ярко в течение нескольких месяцев.
• Аллергия на никель является одной из наиболее распространенных причин аллергического контактного дерматита. Распространенным раздражителем являются ювелирные изделия, содержащие никель, например белое золото.
• Швейцария выпустила первую монету из почти чистого никеля в 1881 году, а Канада — крупнейший в мире производитель никеля — также представила 99,9-процентную никелевую монету стоимостью пять центов в период с 1922 по 1981 год.
• Добавление никеля в стекло придает ему зеленый цвет.
• По данным Лаборатории Джефферсона, один килограмм никеля можно протянуть за 300 километров проволоки.

Магнетизм

Никель — один из четырех ферромагнитных металлов, то есть он притягивается к магнитам и сам по себе магнит.Другие — это железо, кобальт и гадолиний. По словам Chemicool, магниты Alnico — комбинация алюминия (Al), никеля (Ni) и кобальта (Co) — являются очень сильными постоянными магнитами, которые сохраняют свой магнетизм даже при нагревании, пока они не светятся красным.

Му-металл представляет собой магнитомягкий сплав, содержащий примерно 80 процентов никеля и 20 процентов железа (и немного молибдена). Мю-металл обладает очень высокой проницаемостью, что позволяет ему защищать чувствительное электронное оборудование от статических или низкочастотных магнитных полей.Если вы поместите Mu-металл между магнитом и металлом, обычное притяжение фактически исчезнет.

Токсичность

Никель является важным элементом для здоровой жизни растений, и, согласно данным Института никеля, в большинстве овощей, фруктов, орехов и в незначительных количествах в шоколаде и вине присутствуют следовые количества.

Но, как и большинство металлов, никель имеет темную сторону, когда слишком много попадает в организм человека. Когда большое количество никеля, который является известным канцерогенным веществом, накапливается в почве, воздухе или в наших продуктах питания и воды, возникает риск токсичности.

Люди, которые занимаются рафинированием, гальваникой и сваркой никеля, подвергаются наибольшему риску проблем со здоровьем. Работники, которые вдыхают следы никелевой пыли, подвергаются повышенному риску рака легких, фиброза и других заболеваний.

В 2012 году 25 никелированных рабочих в Египте прошли тесты на функцию печени. Результаты в подавляющем большинстве случаев показали плохую функцию печени среди никелевых рабочих по сравнению с контрольной группой. Другое исследование в Саудовской Аравии также выявило токсическое воздействие никеля на легкие и дыхательные пути, но исследователи также обнаружили интересный факт: употребление диетического куркумина, активного ингредиента в куркуме специи, было связано со значительным снижением токсичности и окислительной активности. стресс.

Дополнительные ресурсы

,

никелевых рудников в Канаде: обзор

Где все никелевые рудники в Канаде? В качестве основного производителя недрагоценных металлов в стране осуществляется множество операций, ориентированных на никель.

Никель был впервые обнаружен в Канаде в 1883 году и начал добываться в 1890-х годах. Поэтому неудивительно, что сегодня страна является одной из пяти ведущих стран-производителей никеля в мире.

Но где никелевые рудники в Канаде? Компании проводят разведку этого металла в большинстве провинций страны, но крупнейшие месторождения никеля находятся в никелевом поясе Томпсона в Манитобе, бассейне Садбери в Онтарио и на полуострове Унгава в Квебеке.

Из этих трех мест в настоящее время большая часть канадских поставок никеля поступает из бассейна Садбери. Садбери стал никелевой столицей мира после создания таких предприятий, как International Nickel в 1902 году и Falconbridge в 1928 году.

Где никелевые рудники в Канаде?

Одним из крупнейших производителей никеля в Канаде является Vale Canada, канадское подразделение бразильской горнодобывающей компании Vale (NYSE: VALE). Vale является крупнейшим в мире производителем никеля и имеет семь никелевых заводов в Канаде. Компания производит около 65 000 тонн никеля в год на своих предприятиях в Канаде.

Glencore (LSE: GLEN) является еще одним крупным производителем никеля в стране. Компания владеет рудником Раглан в Северном Квебеке, который охватывает территорию почти 70 километров и состоит из ряда месторождений высококачественной руды, состоящей в основном из никеля и меди.Наряду с Raglan у Glencore есть интегрированная никелевая компания Sudbury, которая состоит из двух подземных рудников (Nickel Rim South и Fraser), завода Strathcona и завода Sudbury. Объекты распространены по всей геологической формации, известной как бассейн Садбери. В 2017 году компания Glencore произвела 109 100 тонн никеля в результате всех своих операций. По данным отчета за 2 полугодие 2018 года, Glencore заявило о 62,200 общих объемов производства никеля.

Наконец, Sherritt International (TSX: S) управляет совместным предприятием Moa, которое сосредоточено на Моа, Куба и Форт Саскачеван, Канада.В 2017 году Sherritt сообщила о производстве 15 762 тонн никеля на месторождении Моа, по сравнению с 16 464 тонн годом ранее.

компаний, занимающихся разведкой и разработкой никеля

Крупные горнодобывающие компании являются важной частью никелевого ландшафта в Канаде, но инвесторы могут также захотеть присмотреть за компаниями по разведке и разработке никеля в стране.

Вот обзор трех компаний, активно исследующих и разрабатывающих никелевые активы в Канаде. Перечисленные компании имели рыночную капитализацию более 5 миллионов долларов на момент публикации.

Nickel Creek Platinum (TSX: NCP)

После смены руководства и ориентации с 2016 на 2017 год, Nickel Creek Platinum оценивает свое свойство Nickel Shaw новыми глазами — оно рассматривает Nickel Shaw как прежде всего никелевый актив, а не проект по производству металлов платиновой группы (PGM), и смещает акцент с разведки на ввод объекта в фазу разработки.

Проект содержит более 2 миллиардов фунтов никеля, 1 миллиард фунтов меди, 6 миллионов унций МПГ и 120 миллионов фунтов кобальта в измеренных и указанных категориях.Компания Nickel Creek работала над предварительной экономической оценкой (PEA) своего проекта Nickel Shaw в начале этого года, однако компания объявила, что после научных исследований на суше и с учетом текущих рыночных условий этот проект в настоящее время не является жизнеспособным. Поэтому PEA не будет завершен «до появления улучшенных условий финансового рынка и более сильной конъюнктуры цен на сырьевые товары».

RNC Minerals (TSX: RNX)

Основными активами RNC Minerals являются золото-никелевый рудник Beta Hunt в Западной Австралии, 28-процентная доля в совместном предприятии, владеющем никелевым проектом Dumont в Квебеке, и 27-процентная доля в медно-ридском месторождении Reed из Манитобы. Золотая шахта.

Компания попала в заголовки газет в начале 2018 года, когда объявила о планах привлечь 1 миллиард долларов для строительства Dumont, которое будет производить как кобальт, так и никель. «Никель-кобальтовый проект Dumont содержит крупнейшие в мире неразработанные запасы кобальта и никеля», — заявил тогда президент и генеральный директор Марк Селби. RNC продолжает двигаться вперед в активе и в феврале подписала лицензионное соглашение о всей будущей добыче никеля и кобальта с Cobalt 27 Capital (TSXV: KBLT). С тех пор он объявил, что подписал контракт на технико-экономическое обоснование с Ausenco Engineering Canada, и ожидает, что технико-экономическое обоснование будет завершено во второй половине 2019 года.

Тартизан никель (CSE: TN)

Помимо прочих активов, разведочная и девелоперская компания Tartisan Nickel владеет никель-медно-кобальтовым месторождением Kenbridge за пределами Кеноры, Онтарио. Его запасы никеля составляют 97,8 млн. Фунтов и 47 млн. Фунтов меди, и компания сосредоточилась в основном на этом проекте в 2018 году.

других никелевых компаний смотреть

Хотя немногие компании полностью сосредоточены на никелевых рудниках в Канаде, многие активные компании владеют канадскими никелевыми активами в дополнение к другим основным проектам.Мы перечислили некоторые из этих компаний ниже; включенные фирмы имели рыночные ограничения более 5 миллионов долларов на момент публикации.

• Landore Resources (LSE: LND): Никель-медь-кобальт-PGMs Юниор Лейк находится в Онтарио.
• Metallis Resources (TSXV: MTS): Флагманским проектом компании является основанный в BC проект Kirkham. Расположенный в Золотом Треугольнике, он в основном является золотым активом, но содержит множество месторождений, включая медно-золотой порфир и магматический никель-медь.
• Североамериканский никель (TSXV: NAN): Североамериканский никель специализируется на собственности Maniitsoq никель-медь-МПГ в Гренландии, но также владеет собственностью Post Creek / Halcyon в Садбери.
• Noront Resources (TSXV: NOT): Noront Resources располагает шахтой Eagle’s Nest, высококачественным месторождением никель-медь-МПГ, расположенным в районе Кольца Огня в северном Онтарио.

В последнее время некоторые компании стали менее активными, но все еще проводят никелевые проекты в Канаде.Некоторые из них перечислены ниже; опять же, перечисленные компании имели рыночную капитализацию более 5 миллионов долларов на момент публикации.

• Giga Metals (TSX: GIGA) разрабатывает никелевое месторождение Турнагейн, гигантское месторождение сульфида никеля в северо-центральной части Британской Колумбии.
• Grid Metals (TSXV: GRDM) занимается разведкой и разработкой никеля, меди и МПГ. У компании есть два открытых месторождения, которые составляют проект никелево-медно-кобальто-палладиевого месторождения Mayville Makwa в Манитобе.

Вас интересуют никелевые рудники в Канаде? Напишите нам в комментариях.

Если вы считаете, что мы пропустили никель-ориентированную канадскую компанию, которая должна быть включена в эту статью, сообщите нам об этом.

Это обновленная версия статьи, первоначально опубликованной Investing News Network в 2012 году.

Не забудьте подписаться на нас @INN_Resource для получения новостей в режиме реального времени!

Раскрытие информации о ценных бумагах : Я, Аманда Кей, не имею права прямого инвестирования ни в одну из компаний, упомянутых в этой статье.

От редакции: Metallis Resources и Tartisan Nickel являются клиентами сети Investing News. Эта статья не платная.

,

Использование никеля | Предложение, спрос, производство, ресурсы

Главная »Металлы» Использование никеля

Никель Информация об использовании, ресурсах, предложении, спросе и производстве

Переиздано из бюллетеня USGS с марта 2012 г.

Никель в реактивных двигателях: Никелевые сплавы используются в лопатках турбин и других частях реактивных двигателей, где температура может достигать 2700 градусов по Фаренгейту, а давление может достигать 40 атмосфер.Иллюстрация от NASA.gov.

Что такое никель?

Никель — это серебристо-белый металл, который используется главным образом для того, чтобы сделать нержавеющую сталь и другие сплавы более прочными и лучше противостоять экстремальным температурам и агрессивным средам. Никель был впервые идентифицирован как уникальный элемент в 1751 году бароном Акселем Фредриком Кронштедтом, шведским минералогом и химиком. Первоначально он назвал элемент kupfernickel, потому что он был найден в породе, которая была похожа на медную (kupfer) руду, и потому, что шахтеры думали, что «плохие духи» (никель) в породе затрудняют для них извлечение меди из нее.

Никель является важным микроэлементом для некоторых животных. Некоторые люди чувствительны к никелю и могут развить контактный дерматит, если их кожа соприкасается с ним. Хотя многие никелевые сплавы, включая нержавеющую сталь, не вызывают проблем со здоровьем, необходимо принять особые меры предосторожности для обеспечения безопасности тех, кто работает с некоторыми другими соединениями никеля и даже металлическим никелем, поскольку известно, что они вызывают рак.

Знаете ли вы? 5-центовые циркулирующие монеты («никели»), производимые в настоящее время Монетным двором США, содержат 25 процентов никеля и 75 процентов меди по весу.Авторские права на изображения iStockphoto / Eldad Carin.

Знаете ли вы? Специальные никель-титановые сплавы, известные как «сплавы с памятью формы», используются в некоторых оправах для очков, потому что они могут прийти в форму после изгиба. Авторские права на изображения iStockphoto / kapishp.

Как мы используем никель?

Приблизительно 80 процентов первичного (не переработанного) никеля, потребленного в Соединенных Штатах в 2011 году, использовалось в сплавах, таких как нержавеющая сталь и суперсплавы.Поскольку никель повышает устойчивость сплава к коррозии и способность противостоять экстремальным температурам, оборудование и детали, изготовленные из никельсодержащих сплавов, часто используются в жестких условиях, таких как химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, реактивные двигатели, электростанции и оффшорные установки. Медицинское оборудование, посуда и столовые приборы часто изготавливаются из нержавеющей стали, поскольку их легко чистить и стерилизовать.

Все обращающиеся в США монеты, кроме пенни, изготовлены из сплавов, содержащих никель.Никелевые сплавы все чаще используются в производстве аккумуляторных батарей для портативных компьютеров, электроинструментов, а также гибридных и электромобилей. Никель также наносится на такие предметы, как сантехника для ванной комнаты, чтобы уменьшить коррозию и обеспечить привлекательную отделку.

Метеорит: Большая часть никеля Земли произошла от ударов метеоритов во время раннего формирования нашей планеты. Этот сихотэ-алинский железный метеорит имеет состав около 93% железа, 6% никеля и 1% микроэлементов.Фото авторских Aerolite Meteorites / Джеффри Ноткин.

Никелевая руда: Проба никелевой руды из Садберийского вулканического комплекса. Это образец пентландита в пирротине около четырех дюймов в поперечнике. USGS изображение.

Никелевая руда из Садберийского вулканического комплекса. Массивная никелевая руда состоит из минералов пентландита и пирротина, которые окружают фрагменты магматических, осадочных и метаморфических пород, которые были сорваны со стенок кратера под воздействием внеземного тела.USGS изображение.

Откуда берется никель?

Никель является пятым наиболее распространенным элементом на Земле, но большая часть этого никеля находится в ядре, более чем на 1800 миль ниже поверхности. В земной коре два основных типа рудных месторождений обеспечивают большую часть никеля, используемого сегодня: месторождения магматических сульфидов (например, найденные в Норильске, Россия; Садбери, Канада; Камбалда, Австралия) и латеритные месторождения (в том числе найденные на Кубе, Новая Каледония и Индонезия).Кроме того, марганцевые конкреции и корки на глубоком морском дне могут содержать столько же никеля, сколько и месторождения, известные на суше, но в настоящее время они не добываются.

Магматические сульфидные месторождения содержат около 40 процентов мировых запасов никеля и в настоящее время являются источником более половины мировых поставок никеля. Месторождения никеля могут развиваться, если магма, которая содержит небольшое количество кремнезема и большое количество магния, насыщается серой, обычно в результате реакции с камнями в земной коре.Богатая серой жидкость может отделиться от магмы; ионы никеля и некоторые другие элементы могут попасть в него. Поскольку обогащенная серой жидкость плотнее, чем магма, жидкость тонет и накапливается вдоль основания магматических камер, вторжений или потоков лавы, где затем могут кристаллизоваться никельсодержащие сульфидные минералы. Сульфидные минералы также часто содержат металлы кобальта, меди или платины.

Магнезиальный комплекс Садбери является ведущим канадским источником никеля и вторым по величине месторождением сульфида никеля в мире.Комплекс уникален тем, что был образован, когда внеземное тело, вероятно комета, обрушилось на Землю около 1850 миллионов лет назад. Части земной коры вблизи места удара расплавились и образовали большой слой магмы в образовавшемся кратере; никелсодержащая сульфидная жидкость собиралась вдоль основания магматического слоя, и из нее кристаллизовались никель- и медьсульфидные минералы.

Латеритовые месторождения содержат около 60 процентов мировых запасов никеля. Латеритовые отложения образуются в теплых, влажных, тропических или субтропических средах, когда магматические породы с низким содержанием кремнезема и высоким содержанием магния разрушаются в результате химического выветривания.Выветривание удаляет некоторые из исходных компонентов породы, создавая остаточные отложения, в которых могут быть сосредоточены такие элементы, как никель.

Никелевое ядро ​​Земли: Среднее содержание никеля в земной коре составляет всего около 100 частей на миллион. Однако внутреннее ядро ​​Земли считается железо-никелевым сплавом, а внешнее ядро ​​- расплавом, в основном состоящим из железа и никеля. USGS изображение.

никель: спрос и предложение по всему миру

2011 Производство никеля Страна Метрические тонны Австралия 215 000 Ботсвана 26 000 Бразилия 109 000 Канада 220 000 Китай 89 800 Колумбия 76 000 Куба 71 000 Доминиканская Республика 21 700 Индонезия 290 000 Мадагаскар 5 900 Новая Каледония 131 000 Филиппины 270 000 Россия 267 000 ЮАР 44 000 США 0 Другие страны 103 000 Приведенные выше значения представляют собой метрические тонны производства никеля в 2011 году, полученные из сводок USGS Mineral Commodity, январь 2013 года.

В 2011 году в Соединенных Штатах не было активных никелевых рудников, хотя небольшие количества никеля были извлечены в качестве побочного продукта при переработке медных и палладий-платиновых руд. Несколько месторождений в Миннесоте и Мичигане планируется ввести в эксплуатацию к 2015 году.

Вторичный никель является чрезвычайно важным источником поставок. В 2011 году на переработанный никель приходилось примерно 43 процента США.расход никеля.

Россия была ведущим производителем никеля в 2011 году, за ней следовали Индонезия, Филиппины и Канада. В период с 2007 по 2010 год Канада поставляла примерно 38 процентов импорта никеля в США, за которым следовали в порядке их импорта Россия (17 процентов), Австралия, Норвегия и другие страны. Основная часть известных в мире запасов никеля сосредоточена в Австралии, Бразилии, Канаде, Кубе, Новой Каледонии и России.

Знаете ли вы? Пивные кеги из никельсодержащей нержавеющей стали часто используются от 30 до 40 лет.Авторские права на изображения iStockphoto / LICreate.

Знаете ли вы? Хондриты, самый распространенный тип метеоритов, содержат в 100-1000 раз больше никеля, чем почти любые породы Земли.

Обеспечение будущих поставок никеля

Соединенные Штаты полагаются на импорт и переработку для своих поставок никеля, и вряд ли эта ситуация существенно изменится по крайней мере в течение следующих 25 лет.Однако риск перебоев с поставками низок, поскольку существует достаточно глобальных запасов, распределенных по более чем 10 странам, для удовлетворения прогнозируемого спроса на никель на многие годы вперед. Правительство США больше не держит никель в запасах национальной обороны. Добыча из месторождений латерита, вероятно, возрастет, поскольку запасы никеля в существующих сульфидных рудниках истощаются.

Чтобы помочь предсказать, где могут быть расположены будущие запасы никеля, ученые USGS изучают, как и где ресурсы никеля сосредоточены в земной коре, и используют эти знания для оценки вероятности того, что могут быть обнаружены никелевые месторождения.Геологическая служба США разработала методы оценки минеральных ресурсов для поддержки управления федеральными землями и оценки доступности минеральных ресурсов в глобальном контексте. Геологическая служба США также собирает статистические данные и информацию о мировом предложении, спросе и потоке никеля. Эти данные используются для информирования США о разработке национальной политики.

Найти другие темы на Geology.com:

Скалы: Галереи фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.	Полезные ископаемые: Информация о рудных минералах, драгоценных материалах и горных породах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.	Драгоценные камни: Красочные изображения и статьи о бриллиантах и ​​цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, трещинах, соляных куполах, воде и многом другом!	Магазин геологии: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, твердомеры, золотые сковороды.
	Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его многочисленных применениях и открытиях алмазов.

,