Виробництво нікелю за сучасними технологіями. Світовий ринок нікелю: видобуток, виробництво та споживання Найбільшу кількість нікелевих руд у світі видобувають
- Це важкий кольоровий метал. Він був відкритий порівняно недавно. Але за короткий проміжок часу активно використовувалися людиною. Близько 50% нікелю йде на виробництво нікелевих сталей, трохи більше 30% - на виготовлення жароміцних та кольорових сплавів.
Для виробництва акумуляторних батарей, струн для електрогітар, нержавіючої сталі та навіть для карбування монет. Він широко використовується у будівельних справах, при виробництві посуду, у хімічній промисловості та на транспорті. Одним словом, нікель робить добрий внесок в економіку країни. Тому в цій статті ми розглянемо найбільших виробників нікелю в Росії та світовій практиці, а також методи та основи виробництва такого металу.
У процесі переробки нікелю задіяно таке обладнання:
- Прес (для брикетування).
- Стрічкові машини.
- Конвертер.
- Шахтні печі (служать для виплавки штейна). Це обладнання має прямокутний переріз, висоту 6 метрів, ширину 1,5 метра та довжину 10-15 метрів.
- Дугові електричні печі (для відновлення нікелю).
- Електролізні ванни.
Про сировину для отримання нікелю читайте нижче.
Про те, де можна взяти невелику кількість нікелю, розповість цей відеосюжет:
Розрахунок сировини
Кількість сировини, яка потрібна для отримання нікелю, залежить від здатності або потужності підприємства, на якому планується переробляти сировину. А також у розрахунок обов'язково беруться фінансові можливості заводу.
Технології виробництва нікелю
Джерела отримання
Нікель отримують з окисних нікелевих і сульфідно-нікелевих руд.
- У першому вигляді нікель міститься у формі силікатів. Загальний процентний вміст нікелю тут становить 1-7%. Нікель у сульфідних рудах міститься у вигляді NiS.
- У сульфідних рудах чистий нікель становить 05-55%. Крім цього, у сульфідних рудах міститься купрум (2,5%), платина, кобальт, іридій та деякі метали платинової групи.
Сировина може мати. Тому для отримання чистого нікелю можуть застосовуватись різні технології.
В результаті кінцевими продуктами можуть бути не тільки сам нікель, а й кобальт, нікелевий порошок, закис нікелю, синтер та різні сульфідні концентрати.
Нікель хімічно схожий більше із сірою, ніж із киснем. Тому процес одержання нікелю з порожньої породи полягає в тому, що спочатку нікель у формі сульфіду переводять у штейн, і лише потім із штейну виділяють чистий нікель.
Процес отримання
Процес виробництва нікелю з окислених нікелевих руд має такий вигляд:
- Беруть видобуту сировину (руду) і піддають її дробленню, сушінню та спіканню. Цей етап необхідний видалення з руди зайвої вологи і непотрібних гнильних речовин.
- В результаті першого етапу утворюються ще два продукти: флюси та гіпс.
- На третьому етапі до перерахованих продуктів додають кокс і відправляють у плавку на штейн.
- В результаті третього етапу виходить шлак та штейн. Шлак йде у відвал, а штейн піддається продмухуванні в конвертері.
- Після четвертого етапу виходить шлак та білий нікелевий штейн. Одна частина шлаку йде на вилучення СО, інша частина відправляється назад на етап «плавка на штейн».
- Білий нікелевий штейн піддають подрібненню та подрібненню.
- Потім одержаний матеріал відправляють на випал.
- Закис нікелю за допомогою деревного вугілля відновлюю. Утворений на цьому етапі газ іде у труби, а пил – повертається на випал.
- Останній етап – це електролітичне рафінування нікелю. Кінцевим продуктом після відновлення є чистий нікель.
Про виробництва нікелю в Росії та світі читайте нижче.
Про вимоги щодо охорони праці при виробництві нікелю, розповість цей відеоролик:
Відомі виробники
З-поміж країн виробників найбільше нікелю виробляють у Китаї, Канаді, Росії, Японії та Австралії.
- Найбільшим підприємством із переробки нікелю вважається закордонна компанія Інко. Її нікелеплавний завод Коп-пер-Кліфф здатний переробити близько 291 тисячі тонн сировини на рік.
- Друге почесне місце виробника нікелю займає завод ГМК "Норільський Нікель" (266 тисяч тонн сировини).
- На третьому місці – іноземне підприємство: Jinchuan Group Co. Ltd (150 тисяч тонн сировини). Це китайське підприємство. Основний офіс знаходиться в Цзіньчан (Ганьсу). Виробляє компанія не тільки нікель, а й селен, срібло, золото, кобальт, паладій та платину. Продуктивність Jinchuan Group Co. Ltd складає 90% від усієї переробки нікелю в Китаї. Ця компанія є найбільшою в Азії.
- На четвертому місці – Glencore International AG (96 тисяч тонн).
- П'яте місце займає підприємство BHP Billiton (78,5 тисячі тонн). Це найбільше підприємство засноване у 2001 році. Основний офіс BHP Billiton знаходиться в Мельбурні (Австралія), а в Лондоні мають додаткову штаб-квартиру. З юридичної точки зору описуване підприємство складається з двох компаній, у кожної з яких окремий власник. На ринку акцій вони існують незалежно.
У Росії є ще кілька підприємств з переробки нікелю. Це ВАТ «Комбінат Южуралнікель» та ВАТ «Уфалейнікель».
- ВАТ "ГМК "Норільський нікель"" має кілька філій. Це Західна філія, Кольська ГМК та ВАТ «ГМК «Печенганікуль». Норильський нікель переробляє переважно сульфідні руди, до складу яких входить додатково платиноїди, мідь, кобальт та деякі дорогоцінні метали. Кольська ГМК переробляє , який їм доставляють з-за. Ця філія не має власних ресурсів.
- Южуралнікель знаходиться в Оренбурзькій області. Компанія видобуває руду на таких родовищах: Буруктальське та Сахаринське. Переробляють руду на Орській фабриці. Южуралнікель використовують застарілу технологію виробництва (вони застосовують кокс). Тому рентабельність компанії залежить від цін на вугілля.
Про те, як виробляється нікель на заводі в Норильську, показано в цьому відео:
Нікель є унікальним металом, що має особливі властивості. Родовища даного матеріалу розміщуються у багатьох країнах світу, де ведеться їхня активна розробка. При цьому він не існує у природі у чистому вигляді. Тому видобуток цього металу має свої особливості.
Видобуток металу у різних країнах
У всьому світі знаходиться дуже багато родовищ нікелю, особливо якщо порівнювати його з іншими корисними копалинами. Встановлено, що цей метал входить до складу більшості метеоритів. Тому чітко простежується позаземне походження нікелевих сполук, але у чистому вигляді вони мало існують. Спочатку здійснюється видобуток руди. Тільки після спеціальної обробки одержують матеріал у чистому вигляді.
На території Російської Федерації знаходиться близько 35% всього світового запасу нікелевої руди. Але держава не зацікавлена у вкладенні великих коштів для розробки існуючих та нових родовищ. Попри це останніми роками у Росії почали нарощуватися обсяги видобутку нікелю. У всьому світі відома така російська компанія, як "Норільський нікель". Вона виробляє 20% світового обсягу металу.
У світі існують інші гіганти, що виконують видобуток нікелю:
- канадська компанія IncoLtd;
- Vale SA із Бразилії;
- BHPBilliton англо-австралійська фірма;
- Jinchuan Group з Китаю.
Найбільші родовища нікелю знаходяться на території Красноярського краю біля Норильська (більше 85% у Росії) та на Кольському півострові. Перед Мурманської області припадає 10% запасів цієї породи.
Які бувають нікелеві родовища
Виробництво нікелю здійснюється з природних матеріалів, що містять у складі достатню кількість даного металу. Такі породи називають нікелевими рудами. Вони утворюються природним шляхом у результаті остигання магми, що містить у складі даний метал.
Існує кілька типів нікелевих руд, які видобуваються виготовлення цього матеріалу. Поділ родовищ породи класи виконується з урахуванням геологічних умов її залягання, мінерального складу, морфології та інших особливостей. На цій підставі родовища нікелю можуть бути: 
- мідно-нікелеві, сульфідні. Такі родовища зустрічаються біля країн СНД, у Канаді, Австралії;
- силікатні нікелеві, кобальт-нікелеві, феронікелеві. Подібні родовища присутні на Уралі, Кубі, Індонезії;
- мідно-колчедані;
- сульфідно-арсенідні.
Останні два типи нікелевих відкладень вважаються другорядними. Залізомарганцеві конкреції, що знаходяться на океанічному дні, можна відносити до потенційних джерел даного металу.
Способи видобутку нікелю
Розробка родовищ нікелевих руд ведеться відкритим та закритим способом. Підприємства, що займаються видобуванням металу, є високомеханізованими та оснащеними передовою технікою для ведення всіх видів гірничих робіт. Силікатні нікелеві сполуки видобуваються переважно у відкритий спосіб, а розробка сульфідних родовищ ведеться двома методами.
Розробка відкритим способом
За виконання гірських робіт у кар'єрах формуються уступи. Розкрій розміщують у зовнішньому та внутрішньому відвалі. p align="justify"> Для розробки родовищ буровим способом використовуються верстати шарошечного буріння. Завантаження видобутої породи здійснюється екскаваторами. Для проведення робіт переважно застосовується автомобільний транспорт.
Розробка родовищ закритим способом
Підземні роботи здійснюються у досить складних умовах. Часто розробка родовищ відбувається на глибині 1000 м або більше. Для виконання необхідних операцій застосовується самохідна техніка на дизельному приводі, яка виконує навантаження та доставку видобутої сировини.
У процесі робіт застосовуються такі системи розробки нікелевих родовищ:
- підповерхового обвалення. Здійснюється обвалення підсіченого знизу або збоку гірського масиву;
- шарова;
- камерна;
- із заповненням виробленого простору спеціальними затверділими сумішами.
Розробка нікелевих покладів часто супроводжується гірськими ударами та виділенням вибухонебезпечного метану.
Збагачення сульфідних руд включає наступне:
- дроблення на три стадії;
- подрібнення у млинах кульового або стрижневого типу;
- колективна флотація
Збагачення сульфідних сполук
В результаті такої переробки одержують нікелевий концентрат, де вміст металу становить 2-6%.
Переділ сульфідних руд виконується за такою схемою:
- виконується агломерація, обгортання концентратів;
- потім відбувається плавка та виконання конвертування;
- поділ сировини на нікелевий та мідний концентрат;
- відновлення нікелевого концентрату;
- завершальним процесом є електролітне рафінування.
В результаті виконання металургійного переділу із руди виробляють:
- металевий нікель;
- кобальт;
- феронікель та інші речовини.
Всі вони активно використовуються у промисловому виробництві для різних цілей.
Переробка сульфідних руд із застосуванням піро-гідрометалургійної технології
У процесі переробки виконується електроплавка та автогенна плавка для одержання штейна. Обробка файнштейна здійснюється гідрометалургійним способом. У робочий процес включається електроліз, автоклавне відновлення металу, карбонілпроцес. Переробка силікатних руд здійснюється із застосуванням електроплавки та рафінування. Може застосовуватись гідрометалургійний спосіб.
Переробка силікатних руд
Переробка силікатних руд здійснюється за такою схемою:
- підготовчий етап, де виконується агломерація чи брикетування;
- шахтна плавка з сульфідизуванням, на виході виходить штейна;
- конвертування штейна;
- далі відбувається процес випалення файнштейну;
- завершальний етап – електроплавка, у результаті виходить товарний нікель.
Вплив видобутку нікелю на екологічну ситуацію у світі
Видобуток нікелю негативно впливає на екологічну безпеку світу. Під час розробки родовищ залишається багато відходів, до складу яких входять бідні руди, різні гірські породи та хімічні речовини. Потрапляючи на поверхню, вони вступають між собою у реакцію, що призводить до виділення небезпечних токсичних сполук.
Райони видобутку нікелю страждають через знищення всієї рослинності, яка є природним місцем існування для представників фауни. Тварини змушені або залишити ці місця, або виборювати своє виживання. Враховуючи постійне зниження природного ареалу через діяльність людини, різноманітність фауни на таких територіях суттєво знижується.
Компанії, що займаються видобуванням нікелевої руди, гарантують збереження всіх відходів у спеціально обладнаних підземних сховищах. Вони повинні бути запечатаними, що дозволяє запобігти негативному впливу на навколишнє середовище. Але на практиці такі заходи не виконуються, що призводить до екологічної катастрофи у місцях видобутку гірської породи.
Тому процес контролю за діяльністю подібних компаній має відбуватися на державному рівні. Створюються спеціальні комісії, що постійно контролюють дотримання технології видобутку нікелю та поховання утворених відходів.
Дослідницька компанія International Nickel Study Group (INSG) оцінює обсяги виробництва нікелю у світі в 2006 році в 1,36 млн. тонн. За даними компанії, у 2005 році світове виробництво нікелю зросло на 2,4%, до 1,29 млн. тонн. Найбільшим виробником нікелю у світі є ГМК "Норільський нікель". Перед цієї російської компанії припадає близько 20% світового виробництва даного металу. У 2006 році компанія збільшила виробництво нікелю до 248,0 тис. т. Далі, за обсягом виробництва йдуть канадська компанія – Inco Ltd. та англо-австралійська BHP Billiton, обсяг виробництва у яких - 240,0 тис. т/рік та 136,5 тис. т/рік, відповідно.
П'ятірка найбільших виробників нікелю у світі, тис. т/рік*
| № | Компанія | Роки | ||||
| 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | ||
| 1 | ГМК «Норільський Нікель» | 218,0 | 239,0 | 243,0 | 243,0 | 248,0 |
| 2 | Inco Ltd. | 205,0 | 187,2 | 236,8 | 220,7 | 240,0 |
| 3 | BHP Billiton* | 74,0 | 78,1 | 81,7 | 88,6 | 136,5 |
| 4 | Falconbridge Ltd. | 91,8 | 104,0 | 101,0 | 114,0 | 115,0 |
| 5 | Eramet Nickel | 59,9 | 61,3 | 55,2 | 59,6 | 60,0 |
Найбільшими країнами - виробниками первинного нікелю є , і Канада. До традиційно нікелевих країн підтягнувся. Якщо 1994 року китайські підприємства виробили лише 30 тис. т первинного нікелю, то 2004 року обсяги виробництва даного металу становив приблизно 85 тис. т. У 2006 року обсяги виробництва нікелю у Китаї становив приблизно 100 тис. т.
Світове споживання нікелю
На ринку нікелю прийнято розрізняти первинних та кінцевих споживачів. Первинні споживачі - це галузі, у яких споживається безпосередньо нікель. Кінцеві споживачі - це галузі, у яких виробляють кінцеві нікельсодержащіе товари.
Головними первинними споживачами нікелю є виробники нержавіючої сталі. На їхню частку припадає майже 70% всього споживання у світі. Нікель використовується також у виробництві спеціальних сталей та сплавів, у гальванотехніці (нікелювання), каталізаторах, батареях тощо.
Основні кінцеві споживачі нікелю – транспорт, машинобудування, будівництво, хімічна промисловість, виробництво посуду та інших виробів побуту.
Основні країни споживачі нікелю – Європейський союз, Японія, США, Китай, Тайвань, Південна Корея.
Цікаво, що на ринку нікелю країни основні виробники даного металу, за винятком Японії, не є його основними споживачами.
Згідно з оцінкою INSG, споживання нікелю у 2006 році збільшилося до 1,34 млн. тонн з 1,24 млн. тонн у 2005 році – головним чином за рахунок зростання попиту з боку Китаю.
Споживання нікелю у світі останніми роками зростає переважно завдяки збільшенню попиту на цей метал з боку китайських виробників нержавіючої сталі, для виробництва якої у світі використовується близько 2/3 нікелю. Китай за обсягом використання рафінованого нікелю (195 тис.т/рік) обійшов Японію (169 тис.т/рік).
Виробництво нержавіючої сталі в Китаї зросло в 2006 році приблизно на 50% і перевищило 3 млн. т/рік. Виробництво нержавіючої сталі у світі збільшилося у 2006 р. на 7,1% порівняно з 2005 р. і склало приблизно 28,0 млн. т.
За досить стабільного попиту на нікель з боку Китаю, в 2006 році спостерігалася зростаюча активність закупівель нікелю та в інших країнах Азії. У Європі попит на метал залишився поки що досить помірним. Експерти відзначають, що в даний час гірничодобувні компанії, в основному, намагаються збільшувати обсяги виробництва за рахунок реалізації нових проектів для того, щоб покрити попит, що зростає.
Баланс світового ринку нікелю у 2000-2012 роках, млн. т. *
| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | |
| Виробництво | 1,08 | 1,16 | 1,18 | 1,19 | 1,25 | 1,29 | 1,35 | 1,45 | 1,38 | 1,32 | 1,45 | 1,61 | 1,74 |
| Споживання | 1,12 | 1,10 | 1,20 | 1,22 | 1,25 | 1,24 | 1,37 | 1,45 | 1,29 | 1,24 | 1,46 | 1,61 | 1,67 |
| Баланс | -0,04 | +0,06 | -0,02 | -0,03 | 0,00 | +0,05 | -0,02 | 0,00 | +0,09 | +0,08 | -0,01 | 0 | +0,07 |
* Дані International Nickel Study Group
КОРОТКИЙ АНАЛІЗ СВІТОВОГО РИНКУ НІКЕЛЯ 2010-2011
Мінерально-сировинна база
Запаси нікелю у світі на січень 2011 року за даними USGS склали 76,1 млн. тонн. Основні запаси нікелю зосереджено в Австралії, яка за підсумками 2010 року посіла перше місце з показником 31,5% у загальних підсумках. На другому місці Бразилія з показником 11,4% у загальних підсумках. Інші країни мають до 10% запасів у загальній кількості. Росія за запасами посідає четверте місце з 7,9% у світових запасах нікелю.
Світовий видобуток нікелю
Світовий видобуток нікелю у 2010 році збільшився на 11% до 1,5 млн.тонн. Незважаючи на величезні запаси нікелю в Австралії, основною країною, яка видобуває нікель з надр, є Росія, яка видобуває 18% світового обсягу. Також зазначимо, що Росія збільшила видобуток нікелю у 2010 році на 3% до 276,3 тис.тонн. Найбільш помітні обсяги видобутку також в Індонезії – 15%, Філіппіни – 10% та Канади – 10%. В основному в цих країнах відбулося підвищення видобутку нікелю, але знизили видобуток нікелю 3 країни: Австралія, Китай, Колумбія. Помітно підвищила видобуток Нова Каледонія на 49% до 138 тис. тонн.
Виробництво нікелю
Найбільшою світовою компанією з виробництва нікелю у 2010 році є Російське ВАТ «ГМК «Норільський Нікель», що займає загальні обсяги світового виробництва 20,8%. За великою кількістю у 2010 році поряд можуть стати BHP з часткою у світовому видобутку 12%, VALE, з часткою у світовому видобутку 10,7% та JINCHUAN з часткою 7,6%.
Імпортує руди та концентрати нікелеві, в основному Китай, що займає в обсягах 75%. Зазначимо, що у 2010 році у світі було імпортовано 30,5 млн.тонн руд та концентратів нікелевих, з яких до Китаю 22,8 млн.тонн.
Експортують руди та концентрати нікелеві, в основному, Індонезія, частка експорту якої в загальному обсязі 2010 року склала 48% та Філіппіни, з часткою 40%.
Світова торгівля нікелем
Обсяг світової торгівлі нікелем з імпорту у 2010 році у грошовому вираженні збільшився на 52% і становить близько 14,1 млрд.дол. Світовий імпорт нікелю в 2010 році в натуральному вираженні збільшився на 6% і становить 680,8 тис.тонн. Основними країнами, що імпортують нікель у 2010 році, з'явилися Китай з часткою імпорту 27%, з часткою імпорту 17% і з часткою імпорту 10% у світових показниках.
Обсяг експорту нікелю у 2010 році у натуральному вираженні збільшився на 3% до 615 тис.тонн. Основними країнами експортерами нікелю є Росія із часткою експорту 35%, Норвегія із часткою експорту 15% і Канада із часткою 12% у загальносвітових показниках.
Розрахунок споживання та балансу ринку
Річна динаміка виробництва та споживання нікелю у 2010 році показала незначне підвищення обох показників. У 2010 р. виробництво збільшилось до 1425 тис.т., а споживання збільшилося до 1437 тис.т. У 2009 році профіцит нікелю на світовому ринку знизився до 70 тис. тонн. У 2010 році баланс ринку змінився на дефіцит до 12 тис.т. Ціна на нікель на LME за 2009 рік опустилася на 30,6% до середньорічного значення 14 649 $/тонн. У 2010 році ціна нікелю на LME збільшилася до 21 904 $/тонн.
За даними Міжнародної групи з вивчення ринку нікелю (International Nickel Study Group, INSG), світове виробництво нікелю у 2012 році зросло на 8,2%, або до 1,72 млн тонн, споживання – на 3,9%, або до 1, 63 млн. тонн. Світовий обсяг виробництва первинного нікелю у 2012 році, за оцінками експертів, зріс на 8,2%, або до 1,72 млн. тонн порівняно з 2011 роком. Середньорічна ціна на готівковий нікель на LME в 2012 році порівняно з 2011 роком знизилася на 23,5% і склала $17 525 за тонну. При цьому складський залишок на кінець року збільшився на 55,3% або до 140 тис. тонн.
Натомість глобальний надлишок нікелю до кінця 2012 року досяг 93 тис. тонн, повідомило Міжнародне бюро металургійної статистики (World Bureau of Metal Statistics, WBMS). При цьому світове виробництво нікелю за січень – листопад 2012 року становило 1,694 тис. тонн, а споживання – 1,601 млн тонн.
Динаміка світових цін на нікель на Лондонській біржі металів, USD/тонну
дата |
значення |
| 10-2002 | 6809.35 |
| 11-2002 | 7321.67 |
| 12-2002 | 7204.55 |
| 01-2003 | 8030.00 |
| 02-2003 | 8626.50 |
| 03-2003 | 8382.38 |
| 04-2003 | 7927.95 |
| 05-2003 | 8329.77 |
| 06-2003 | 8877.86 |
| 07-2003 | 8647.50 |
| 08-2003 | 9428.00 |
| 09-2003 | 9968.64 |
| 10-2003 | 11553.86 |
| 11-2003 | 12090.25 |
| 12-2003 | 14311.30 |
| 01-2004 | 15337.14 |
| 02-2004 | 15152.50 |
| 03-2004 | 13722.61 |
| 04-2004 | 12376.74 |
| 05-2004 | 11186.43 |
| 06-2004 | 13539.55 |
| 07-2004 | 15031.59 |
| 08-2004 | 13649.09 |
| 09-2004 | 13281.82 |
| 10-2004 | 14410.71 |
| 11-2004 | 14053.41 |
| 12-2004 | 13854.78 |
| 01-2005 | 14538.33 |
| 02-2005 | 15349.50 |
| 03-2005 | 16196.09 |
| 04-2005 | 16142.14 |
| 05-2005 | 16885.65 |
| 06-2005 | 16159.09 |
| 07-2005 | 14580.71 |
| 08-2005 | 14892.61 |
| 09-2005 | 14227.50 |
| 10-2005 | 12355.24 |
| 11-2005 | 12115.68 |
| 12-2005 | 13417.95 |
| 01-2006 | 14501.82 |
| 02-2006 | 14978.75 |
| 03-2006 | 14895.70 |
| 04-2006 | 17935.50 |
| 05-2006 | 21077.14 |
| 06-2006 | 20754.55 |
| 07-2006 | 26586.19 |
| 08-2006 | 30743.64 |
| 09-2006 | 30130.71 |
| 10-2006 | 32702.95 |
| 11-2006 | 32113.86 |
| 12-2006 | 34570.26 |
| 01-2007 | 36811.14 |
| 02-2007 | 41184.25 |
| 03-2007 | 46324.77 |
| 04-2007 | 50266.84 |
| 05-2007 | 52179.05 |
| 06-2007 | 41718.57 |
| 07-2007 | 33425.68 |
| 08-2007 | 27652.27 |
| 09-2007 | 29537.50 |
| 10-2007 | 31055.43 |
| 11-2007 | 30610.23 |
| 12-2007 | 25991.94 |
| 01-2008 | 27689.55 |
| 02-2008 | 27955.48 |
| 03-2008 | 31226.26 |
| 04-2008 | 28763.18 |
| 05-2008 | 25735.00 |
| 06-2008 | 22549.05 |
| 07-2008 | 20160.22 |
| 08-2008 | 18927.75 |
| 09-2008 | 17794.55 |
| 10-2008 | 12139.78 |
| 11-2008 | 10701.50 |
| 12-2008 | 9686.43 |
| 01-2009 | 11306.90 |
| 02-2009 | 10408.75 |
| 03-2009 | 9696.36 |
| 04-2009 | 11166.10 |
| 05-2009 | 12634.74 |
| 06-2009 | 14960.45 |
| 07-2009 | 15984.57 |
| 08-2009 | 19641.75 |
| 09-2009 | 17473.18 |
| 10-2009 | 18525.23 |
| 11-2009 | 16991.19 |
| 12-2009 | 17066.43 |
| 01-2010 | 18439.25 |
| 02-2010 | 18976.00 |
| 03-2010 | 22461.30 |
| 04-2010 | 26030.75 |
| 05-2010 | 22008.16 |
| 06-2010 | 19388.64 |
| 07-2010 | 19517.50 |
| 08-2010 | 21413.33 |
| 09-2010 | 22643.41 |
| 10-2010 | 23807.38 |
| 11-2010 | 22909.32 |
| 12-2010 | 24111.19 |
| 01-2011 | 25646.25 |
| 02-2011 | 28252.25 |
| 03-2011 | 26811.74 |
| 04-2011 | 26328.89 |
| 05-2011 | 24210.00 |
| 06-2011 | 22354.09 |
| 07-2011 | 23731.19 |
| 08-2011 | 22083.86 |
| 09-2011 | 20392.05 |
| 10-2011 | 18886.43 |
Світові ціни на нікель
У 2012 році котирування цін на нікель пізнали більше гіркоту поразок. У середньому протягом року ціни на метал становили трохи більше 17,5 тис. дол./т., що набагато нижче (22,9 дол./т.), ніж роком раніше.
Ціни на нікель продовжують розвивати ведмежий тренд на тлі уповільнення економіки Китаю – найбільшого споживача промислових металів. Боргова криза в Єврозоні суттєво впливає на обсяги китайського експорту – відповідно падає і попит Піднебесної на метали та сировину загалом.
До 2003 року ціна нікелю за готівковими угодами на ЛБМ залишалася нижчою за 10000 дол./т. Ціна піднялася вище 14000 дол./т у 2005 році і потім різко зросла у 2006 році, перш ніж досягти максимуму 52179 дол./т у травні 2007 року. Потім ціни на нікель зменшувалися до кінця 2008 року, коли середня ціна при оплаті готівкою у грудні 2008 року досягла нижнього рівня 9678 дол./т. На початку 2009 року ціни на нікель почали знову зростати і досягли 24103 дол./т до кінця 2010 року. У 2011 році зростання цін продовжилося, а пік припав на березень -26015 дол./т. З того часу ціни на нікель на тлі не дуже сприятливої економічної ситуації стали знижуватися і у грудні 2011 року становили 18144 дол./т. У 2012 та 2013 роках ціни на нікель ще трохи впали до 17536 дол./т та 17400 дол./т у середньому по році, відповідно.
За оцінками експертів, нікель, у світі щорічно збирається і переробляється 4,4-4,6 млн. тонн відходів, що містять нікель. Цей брухт, згідно з оцінками, містить майже 350 тис. тонн нікелю (або одну чверть повного споживання), а нікель, що витягується з нього, головним чином, використовується для виробництва нержавіючої сталі. У світі існує всього кілька великих компаній з переробки відходів нікелю, які працюють на міжнародному рівні, щоб гарантувати збирання такої сировини в кожному куточку земної кулі. Більшість відходів – це відходи нержавіючої сталі, що залишилися від утилізації застарілих фабрик, обладнання та товарів народного споживання.
 |
Значний надлишок нікелю в 2013 році внаслідок масштабного збільшення видобутку чавуну, що нікель містить, в Китаї разом зі слабким попитом призвів до істотного зниження ціни на даний метал протягом усього 2013 року. У липні ціна на нікель досягла абсолютного мінімуму за попередні чотири роки і склала 13 160 доларів США за тонну, тоді як середня ціна Лондонської біржі металів у 2013 році склала 15 004 доларів США за тонну (на 14% нижче в порівнянні з попереднім роком).
І хоча 40% світових виробників нікелю зазнавали збитків, скорочення обсягів виробництва були незначними, оскільки всі очікували на введення заборони на вивіз нікелевої руди від уряду Індонезії. 11 січня 2014 року президент Індонезії Сусіло Бамбанг Юдхоіоно підписав указ про заборону експорту необробленої руди з Індонезії, який набув чинності 12 січня 2014 року. Заборона торкнулася латеритної нікелевої руди, основної сировини для виробництва чорнового феронікелю (ЧФН) у Китаї.
Ціна нікелю зросла з початку 2014 року на 41 відсоток і досягла дворічного максимуму на торгах у Лондоні після заяви найбільшої гірничодобувної компанії Vale SA щодо припинення діяльності підприємства у Новій Каледонії. Нікель із поставкою за три місяці коштує тепер на Лондонській біржі металів 20650 доларів за тонну. 12 травня нікель торгується на LME за ціною 20870 доларів США за тонну, що на 3,7 відсотка дорожче за попередній історичний максимум досягнутий у лютому 2012 року, коли ціна на нікель злетіла до 20650 доларів США за тонну.
Мідно-нікелеві руди розташовуються в межах двох зон: Східної та Центральної. Східна зона, у якій відомі найбагатші руди. У межах зони розвинене сингенетичне та епігенетичне оруднення при переважній ролі останнього. Поклад стрічкоподібної форми, протяжністю 1700 м, потужністю пластів 0,2-25,5 м. У рудах міститься від 0,41 до 8% (в середньому 0,95-1,33%) нікелю та 0,31-0,57 % міді. Запаси нікелю оцінюються в 20,7 тисяч тонн (при середньому вмісті 1,33%). 39%.
Світлоозерське родовище мідно-нікелевих руд
Розташоване в східній частині Західно-Світлоозерського масиву, представлено покладом складної лінзовидної форми, довжиною до 1200 м, потужністю 0,2-40 м. Руди вкраплені, густовкраплені та прожилково-вкраплені. Зміст нікелю становлять 0,2-11,6%. Запаси нікелю оцінюються у 25 тисяч тонн.
Подільське мідно-цинкове родовище
Розташоване на 180 км на південь від міста Магнітогорська. Колчедані руди розташовані на глибині 600 - 800 м і складаються в основному з мідно-цинкових та мідних руд. У нижній частині також зустрічаються сірчано-колчеданные і прожилково-вкраплені руди. Потужність пластів коливається від 5 до 90 м-коду. На глибинах 800-1000 м-код залягають базальти. Середні вмісти металів у рудах Подільського родовища становлять: мідь – 1,73%, цинк –1,05%, свинець – 0,13%. Запаси руди на Подільському родовищі близько 80 млн. тонн.
Удоканське міднорудне родовище
Єдине велике не розроблене родовище міді, що знаходиться на території Росії. Розташоване на схід від , в Читинській області. Удоканське родовище містить від 25% до 60% національних запасів мідної руди і є одним із найбільших у світі.
Найбільш відомі родовища сульфідних руд (карта): Печенське, Талнахське та Норильське (Росії); Лінн-Лейк, Гордон-Лейк, Садбері та Томпсон (Канада); Камбалда та Агнью (Австралія).
Силікатні нікелеві руди - пухкі, глиноподібні утворення кори вивітрювання ультрабазитів, що містять від 0,75 до 4% і більше. Головні мінерали - гарнієрит, нонтроніт, непуїт, ревдинскіт, кероліт, гідрогетит, гетіт, асболан, гідрохлорит. Крім нікелю, силікатні нікелеві руди містять 0,03-0,12%. Родовища Югославії, Албанії, Греції, Туреччини та CCCP мезозойського віку, а всі родовища в поясі тропіків та субтропіків (Нова Каледонія, Бразилія, Колумбія, Індонезія, Австралія) приурочені до кори вивітрювання кайнозойського (переважно неоген-четвертичного та четвертичного).
Силікатні руди видобуваються переважно відкритим способом. Силікатні руди надходять у металургійну переробку без збагачення. У CCCP ці руди перероблялися пірометаллургічним способом з отриманням нікелю або феронікелю, за кордоном в основному застосовуються гідрометалургійні методи - аміачне вилуговування попередньо відновленої руди, сірчанокислотне автоклавне вилуговування та ін. з подальшою переробкою отриманих концентратів. Родовища силікатних руд: Черемшанське та Сахаринське (територія колишнього CCCP); Ржанове (СФРЮ); Пагонда та Ларімна (Греція); Нонок, Ріо-Туба (Філіппіни); Сороако та Помалаа (Індонезія); Тіо, Поро, Непуї та Kyaya (Нова Каледонія); Грінвейл та Марлборо (Австралія); Moa та Пінарес-де-Маярі (Куба); Фалькондо (Домініканська Республіка); Ceppo-Матосо (Колумбія); Лома-де-Eppo (Венесуела); Нікеландія та Вермелью (Бразилія) та ін.
Запаси нікелевих руд у промислово розвинених капіталістичних країнах близько 95 млн. т (1984), зокрема доведені - близько 49 млн. т. Перед силікатних руд припадає 65% розвіданих запасів нікелю і 44% його виплавки. Виробництво металевого нікелю провідними країнами світу у 2003 становило 447,5 тисяч т.
Джерелами мідної сировини в Казахстані є Коунрадське, Саякське та Джезказганське родовища. Вони забезпечують рудий Балхаський та Джезказганський гірничо-металургійні комбінати.
Руди цих родовищ відносяться до категорії вкраплених. Основною вміщувальною породою цих руд є кварц, тобто вони відносяться до кислих порід. Цінними супутниками міді у вкраплених рудах є молібден та реній. Зміст благородних металів невеликий.
Відмінною особливістю казахстанських родовищ є їхня велика потужність і залягання поблизу земної поверхні. Тому розробку родовищ ведуть відкритим способом із використанням потужної сучасної техніки, що обумовлює відносно низьку вартість руди.
Вкраплені руди легко збагачуються, а отримання у своїй концентрати характеризуються високим вмістом міді (так, джезказганські концентрати містять до 40% міді). Великі масштаби виробництва, застосування дешевих методів видобутку руди та гарна їхня збагачуваність дозволяють залучати в експлуатацію руду з вмістом 0,3% міді. Крім Джезказганського і Коунрадського родовищ, а Казахстані є ще кілька великих родовищ такого самого типу, наприклад Бощекульское.
Родовища мідно-нікелевих руд Росії
Найбільші родовища мідно-нікелевих руд - Талнахське та Жовтневе в Норильському гірничо-промисловому районі Красноярського краю, Жданівське на Кольському півострові, Буруктальське та Сєровське на Уралі.
Якість видобуваються у Росії сульфидных мідно-нікелевих руд порівняно з якістю аналогічних руд у країнах: середній вміст нікелю у яких становить 1,6%, тоді як і сульфідних рудах Канади - 1,3%, Австралії - 2,1%. Норильські руди крім нікелю містять у значних кількостях мідь, кобальт, золото, срібло та метали платинової групи. Значна частина східносибірського нікелю (близько 80%) видобувається у багатих рудах, у яких середній вміст металу становить 2,6-2,9%. Негативними факторами розвитку галузі на таймирській Півночі є важкі природні умови (холодний клімат, багаторічна мерзлота, полярна ніч, короткий вегетаційний період) та значна глибина залягання рудних тіл на рудниках Норильського комбінату.
У Росії видобуток нікелевих руд здійснюють чотири підприємства: «Норільська гірничо-рудна компанія», «Кольська гірничо-металургійна компанія» (обидва підприємства входять до складу РАТ «Норільський нікель»), «Уфалейнікель» та «Южуралнікель». Найбільшим із них є РАТ «Норільський нікель», до складу якого входять рудники Норильського ГМК та комбінату «Печенганікель», що розробляють сульфідні мідно-нікелеві руди родовищ Норильського району та Кольського півострова. Перед цих руд останніми роками припадає 92-93% загальноросійської видобутку нікелю і кобальту.
Збагаченню піддаються лише сульфідні нікелеві руди на збагачувальних фабриках РАТ «Норільський нікель». Силікатні нікелеві руди розробляються підприємствами «Уфалейнікель» та «Южуралнікель» і надходять безпосередньо в плавку, минаючи стадію збагачення. За останні 10 років видобуток цих руд значно знизився. Через виснаження запасів було закрито кар'єри Резького нікелевого заводу, на кар'єрах «Уфалейнікеля» та «Южуралнікеля» видобуток знизився через брак коштів на підтримку виробництва. На останньому підприємстві видобуток руди знизився особливо сильно, що пов'язано з повним припиненням у 1998 р. видобутку на великому Кемпірсайському рудоуправлінні, розташованому біля Казахстану. У 1992 р. через збитковість виробництва було ліквідовано комбінат «Тувакобальт», який експлуатував родовище нікель-кобальтових руд Хову-Акси. Введений в 1995 р. до ладу на Південному Уралі Сахаринський рудник проектною потужністю 1100 тис. т на рік через недостатнє фінансування видобуває не більше 350 тис. т руди. В даний час сировинною базою орського підприємства «Южуралнікель» виступають Сахаринське і Буруктальське родовища на Південному Уралі, на «Уфалейнікель» і Резький нікелевий завод надходить руда Сірівського родовища (Північний Урал), незначний видобуток зберігся і на околицях Верхнього Уфа.
Мідно-нікелеві родовища Кольського Заполяр'я
Через низький питомий опір (поступається лише сріблу, питомий опір при 20 °C: 0,01724-0,0180 мкОм·м), мідь широко застосовується в електротехніці для виготовлення силових кабелів, проводів або інших провідників, наприклад, при друкованому монтажі . Мідні дроти, у свою чергу, також використовуються в обмотках енергозберігаючих електроприводів (побут: електродвигуни) і силових трансформаторів. Для цього метал повинен бути дуже чистий: домішки різко знижують електричну провідність. Наприклад, присутність у міді 0,02% алюмінію знижує її електричну провідність майже 10%.
Теплообмін
Інша корисна якість міді – висока теплопровідність. Це дозволяє застосовувати її в різних тепловідвідних пристроях, теплообмінниках, до яких належать і широко відомі радіатори охолодження, кондиціювання та опалення, комп'ютерних кулерах, теплових трубках.
Для виробництва труб
У зв'язку з високою механічною міцністю, але одночасно придатністю для механічної обробки, мідні безшовні труби круглого перерізу отримали широке застосування для транспортування рідин та газів: у внутрішніх системах водопостачання, опалення, газопостачання, системах кондиціювання та холодильних агрегатах. У ряді країн труби з міді є основним матеріалом, що застосовується для цих цілей: у Франції, Великій Британії та Австралії для газопостачання будівель, у Великій Британії, США, Швеції та Гонконгу для водопостачання, у Великій Британії та Швеції для опалення.
У Росії виробництво водогазопровідних труб з міді нормується національним стандартом ДЕРЖСТАНДАРТ Р, а застосування в цій якості федеральним Зводом Правил СП. Крім того, трубопроводи з міді та сплавів міді широко використовуються в суднобудуванні та енергетиці для транспортування рідин та пари.
Сплави на основі міді
У різноманітних областях техніки широко використовуються сплави з використанням міді, найпоширенішими з яких є згадані вище бронза та латунь. Обидва сплави є загальними назвами для цілого сімейства матеріалів, які крім олова і цинку можуть входити нікель, вісмут та інші метали. Наприклад, до складу так званого гарматного металу, який у XVI-XVIII ст. дійсно використовувався для виготовлення артилерійських знарядь, входять усі три основні метали – мідь, олово, цинк; рецептура змінювалася від часу та місця виготовлення зброї. Велика кількість латуні йде на виготовлення гільз артилейрійських боєприпасів та збройових гільз, завдяки технологічності та високій пластичності.
Для деталей машин використовують сплави міді з цинком, оловом, алюмінієм, кремнієм та ін (а не чисту мідь) через їх більшу міцність: 30-40 кгс/мм² у сплавів і 25-29 кгс/мм² у технічно чистої міді. Мідні сплави (крім берилієвої бронзи та деяких алюмінієвих бронз) не змінюють механічних властивостей при термічній обробці, та їх механічні властивості та зносостійкість визначаються лише хімічним складом та його впливом на структуру. Модуль пружності мідних сплавів (900-12000 кгс/мм² нижче, ніж у сталі). Основна перевага мідних сплавів - низький коефіцієнт тертя (що робить особливо раціональним застосуванням їх у парах ковзання), що поєднується для багатьох сплавів з високою пластичністю та гарною стійкістю проти корозії у ряді агресивних середовищ (мідно-нікелеві сплави та алюмінієві бронзи) та гарною електропровідністю. Величина коефіцієнта тертя практично однакова в усіх мідних сплавів, тоді як механічні властивості і зносостійкість, і навіть поведінка за умов корозії залежить від складу сплавів, отже, від структури. Міцність вища у двофазних сплавів, а пластичність у однофазних. Міднонікелевий метал (мельхіор) застосовуються для карбування розмінної монети.
Меднонікелеві сплави, у тому числі і так званий «адміралтейський» сплав, широко використовуються в суднобудуванні (трубки конденсаторів відпрацьованої пари турбін, що охолоджуються забортною водою) та сферах застосування, пов'язаних з можливістю агресивного впливу морської води через високу корозійну стійкість.
Мідь є важливим компонентом твердих припоїв - сплавів з температурою плавлення 590-880 градусів Цельсія, що володіють гарною адгезією до більшості металів і застосовуються для міцного з'єднання різноманітних металевих деталей, особливо з різнорідних металів, від трубопровідної арматури до рідинних ракетних двигунів.
Сплави, у яких мідь значуща
Дюраль (дюралюміній) визначають, як сплав алюмінію та міді (міді в дюралі 4,4%).
Ювелірні метали
У ювелірній справі часто використовуються сплави міді із золотом для збільшення міцності виробів до деформацій та стирання, тому що чисте золото – дуже м'який метал і нестійке до цих механічних впливів.
Інші сфери застосування
Мідь - найширше вживаний каталізатор полімеризації ацетилену. Через це трубопроводи з міді для транспортування ацетилену можна застосовувати лише за вмісту міді у сплаві матеріалу труб не більше 64 %.
Широко застосовується мідь у архітектурі. Покрівлі та фасади з тонкої листової міді через автозагасання процесу корозії мідного листа служать безаварійно по 100-150 років. У Росії її використання мідного листа для покрівель і фасадів нормується федеральним Зводом Правил СП.
Прогнозованим новим масовим застосуванням міді обіцяє стати її застосування як бактерицидних поверхонь у лікувальних закладах для зниження внутрішньолікарняного бактеріопереносу: дверей, ручок, водозапірної арматури, перил, поручнів ліжок, стільниць - всіх поверхонь, яких торкається рука людини.
Пари міді використовуються як робоче тіло в лазерах на парах міді, на довжинах хвиль генерації 511 і 578 нм.
Вартість
На 2011 рік вартість міді становить близько 8900 доларів за тонну.
Біологічна роль
Мідь є необхідним елементом для всіх вищих рослин та тварин. У струмі крові мідь переноситься переважно білком церулоплазміном. Після засвоювання міді кишечником вона транспортується до печінки за допомогою альбуміну.
Мідь зустрічається у великій кількості ферментів, наприклад, в цитохром-с-оксидазі, в ферменті, що містить мідь і цинк, супероксид дисмутазі, і в переносному молекулярний кисень білку гемоціаніну. У крові всіх головоногих та більшості черевоногих молюсків та членистоногих мідь входить до складу гемоціаніну у вигляді імідазольного комплексу іона міді, роль, аналогічна ролі порфіринового комплексу заліза у молекулі білка гемоглобіну у крові хребетних тварин.
Передбачається, що мідь і цинк конкурують один з одним у процесі засвоювання в травному тракті, тому надлишок одного з цих елементів їжі може викликати нестачу іншого елемента. Здоровій дорослій людині необхідно надходження міді в кількості 0,9 мг на день.
При нестачі міді в хондро- та остеобластах знижується активність ферментних систем та уповільнюється білковий обмін, у результаті уповільнюється та порушується зростання кісткових тканин.
Токсичність
Деякі сполуки міді можуть бути токсичні при перевищенні ГДК у їжі та воді. Вміст міді у питній воді не повинен перевищувати 2 мг/л (середня величина за період з 14 діб), проте нестача міді у питній воді також небажана. Всесвітня Організація Охорони Здоров'я (ВООЗ) сформулювала в 1998 році це правило так: «Ризики для здоров'я людини від нестачі міді в організмі набагато вище, ніж ризики від її надлишку».
У 2003 році в результаті інтенсивних досліджень ВООЗ переглянула попередні оцінки токсичності міді. Було визнано, що мідь не є причиною розладів травного тракту.
Існували побоювання, що Гепатоцеребральна дистрофія (хвороба Вільсона – Коновалова) супроводжується накопиченням міді в організмі, оскільки вона не виділяється печінкою у жовч. Ця хвороба викликає пошкодження мозку та печінки. Проте причинно-наслідковий зв'язок між виникненням захворювання та прийомом міді всередину підтвердження не знайшов. Встановлено лише підвищену чутливість осіб, щодо яких діагностовано це захворювання до підвищеного вмісту міді у їжі та воді.
Бактерицидність
Бактерицидні властивості міді та її сплавів були відомі людині давно. У 2008 році після тривалих досліджень Федеральне Агентство з Охорони Навколишнього Середовища США (US EPA) офіційно надало міді та кільком сплавам міді статус речовин з бактерицидною поверхнею (агентство підкреслює, що використання міді як бактерицидної речовини може доповнювати, але не повинно замінювати стандартну практику. контролю). Особливо виражена бактерицидна дія поверхонь із міді (і її сплавів) проявляється щодо метицилін-стійкого штаму стафілококу золотистого, відомого як «супермікроб» MRSA. Влітку 2009 року була встановлена роль міді та сплавів міді в інактивуванні вірусу грипу A/H1N1 (т.зв. «свинячий грип»).
7. Фізико-хімічні властивості міді та нікелю
Порядковий номер | ||
Атомна маса | 63,546 | 58,71 |
Конфігурація електронної оболонки | 3d 10 4 s 1 | 3d8 4s 2 |
Потенціал іонізації ЕВ: | ||
перший | 7,72 | 7,63 |
другий | 20,29 | 18,15 |
третій | 36,83 | 36,16 |
Іонний радіус, м*10-10 | 0,80 | 0,74 |
Температура плавлення,°C | 1083 | 1455 |
Температура кипіння, °C | 2310 | 2730 |
Щільність, кг/м3: | ||
при 20°C | 8940 | 8900 |
у рідкому стані | 7960 | 7760 |
Прихована теплота плавлення, кДж/кг | 213,7 | 305,9 |
Тиск пари, Па | 0,113(1080°C) | 13,33(1370°C) |
Питома теплоємність за 0°C, кДж/(кг * град) | 0,3808 | 0,4441 |
Теплопровідність при 20 ° C, Дж / (см * с * град) | 3,846 | 0,587 |
Питомий електричний опір при 18 ° C, Ом * м * 10-14 | 1,78 | 11,78 |
Нормальний потенціал, | 0,34 | 0,25 |
Електрохімічний еквівалент, г/(А*год) | 1,186 | 1,095 |
