От серого до небесного: 50 оттенков никелевых руд

Никель — металл, который часто используют при производстве нержавеющей стали, аккумуляторов, различных устойчивых сплавов. Его месторождения делятся на два принципиально разных типа: сульфидные и латеритные, или силикатные. Они отличаются не только происхождением и составом, но и способами добычи, обогащения, экономической рентабельностью.

Разберем классификацию никелевых руд, их геологические особенности, основные отличия в составе и разведке.

Сульфидно-никелевые руды и их особенности

• Формируются в результате кристаллизации из магматических расплавов. Металлы там находятся в разнообразных соединениях с серой, которые называются сульфидами.
• Часто связаны с трапповым магматизмом: например, так образовались месторождения в Норильске. Трапповый магматизм — это когда базальтовые лавы изливаются на поверхность Земли не через вулканический кратер, а из многочисленных трещин, заполняя огромные пространства.
• В зависимости от состава могут иметь разные оттенки: латунно-желтый, серый, темный, черный или стальной.

Сульфидно-никелевые руды делятся на два типа:

• богатые — содержат более 3% никеля;
• бедные — менее 3% никеля.

От этого показателя зависит, требуется ли руде предварительное обогащение перед отправкой в плавку.

Что в составе:

1. Пентландит — сульфид железа и никеля, то есть соединение, в котором они связаны с серой, содержит до 42% никеля. Свое название минерал получил по фамилии ирландского естествоиспытателя Джозефа Пентланда, впервые его обнаружившего. Основную часть никеля в мире добывают из пентландитсодержащих руд.
2. Миллерит — сульфид никеля, встречается реже, но содержит до 65% никеля в своем составе. Назван в честь британского минералога У. Х. Миллера. Устаревшее название — волосистый колчедан — из-за характерной формы кристаллов.
3. Халькопирит — сульфид меди и железа, основной источник меди. Название происходит от двух греческих слов: «халькос» — «медь», и «пирос» — «огонь», это связано с цветом минерала. Содержание никеля может быть разным, обычно оно невелико.
4. Сперрилит — арсенид платины, то есть ее соединение с мышьяком, главный минерал, содержащий этот ценный металл. Назван в честь канадского химика Ф. Л. Сперри, впервые его обнаружившего.
5. Пирротин, или магнитный колчедан — сульфид железа, название с греческого переводится как «огненно-красный». Промышленную ценность имеет, если обогащен примесями: например, никелем — его там может быть до 4%, медью и платиной.

Пирротин / Shutterstock

Виды сульфидно-никелевых руд:

• Сплош­ные, или массивные — образованы в основном пентландитом, пирротином и халькопиритом, в них до 8–10% никеля и меди.
• Вкрапленные — рассеяны среди пустых горных пород небольшими гнездами тех же сульфидов, включают в себя до 0,5% никеля.
• Прожилково-вкрапленные руды — с сетью тонких сульфидных прожилков во вмещающих породах. Они обладают наиболее разнообразным минеральным составом из всех типов руд, среднее содержание никеля — 0,74%.

Глубина залегания всех сульфидно-никелевых руд большая — в среднем от 500 м до 1,5–2 км от поверхности земли. Основным металлам в них часто сопутствуют платиноиды, золото, серебро, селен, теллур и кобальт, что повышает их экономическую ценность.

Образец медно-никелевой руды из рудника Северный

Крупные сульфидно-никелевые месторождения есть в России, Канаде, ЮАР, Австралии. Так, в Красноярском крае находится крупнейшая в мире Норильская группа месторождений с медно-никелевыми рудами, а в Мурманской области — Мончегорское месторождение.

Находят такие месторождения с помощью магниторазведки — пирротин создает сильные магнитные аномалии, электроразведки — сульфиды хорошо проводят ток, или геохимическими методами — по следам никеля, меди и кобальта в горных породах и водах.

Латеритные, или силикатные никелевые руды

• Формируются в тропических и субтропических зонах при длительном выветривании некоторых пород.
• Почвы в районе месторождений имеют особую окраску, которую легко заметить из космоса с помощью спектрального анализа спутниковых снимков. Чтобы оценить мощность рудного слоя, исследователи проводят пробные бурения.
• Часто бывают зеленого цвета, но встречаются также черные, белые или желтые руды.

Что в составе:

• Состоят из смесей различных минералов, например гарниерита, или никелевой зелени — слоистой руды, в состав которой входят разные минералы: серпентины, слюды, кварц.
• Содержат до 4% никеля и около 0,12% кобальта, и — в отличие от сульфидных — значительное количество железа. Несмотря на то что никеля в них немного, его запасы в виде залежей такого типа в целом огромны.

По содержанию железа силикатные руды делят на:

• силикатно-никелевые — до 12% железа;
• никельсодержащие железные — 45–50% железа.

Оба типа руд не обогащают, так как для этого нет доступных методов, их сразу отправляют на переработку для извлечения никеля и других ценных металлов — это стоит примерно на 80% дороже, чем из сульфидно-никелевых руд. Залегают латеритные руды ближе к поверхности — чаще на глубине до 50 м.

Гарниерит / Shutterstock

В России силикатно-никелевые руды в основном встречаются на Урале, где есть самые известные месторождения — Черемшанское и Сахаринское. Однако большая часть раз­ве­дан­ных за­па­сов страны — около 89% — со­сре­до­то­че­на в суль­фид­ных мед­но-ни­ке­ле­вых ме­сто­ро­ж­де­ни­ях, и толь­ко ма­лая часть — 11% — в си­ли­кат­ных.