Содержание никеля в земной коре составляет около 0,01% масс., однако количество пригодных для экономически эффективного извлечения металла промышленных месторождений ограничено.
Мировые запасы никеля в рудах оцениваются в 79 млн.т. Выявленные наземные ресурсы никеля в рудах (таблица 1.9) составляют по крайней мере 130 млн.т никеля, в том числе 60% в латеритовых и 40% в сульфидных месторождениях. Значительные ресурсы никеля сосредоточены также в глубоководных конкрециях.
Примерно десятая часть мировых запасов никеля сосредоточена в России (7,9 млн.т). По этому показателю Россия занимает 4-е место в мире, уступая Австралии (19 млн.т), Бразилии (10 млн.т) и Новой Каледонии (8,4 млн.т) (таблица 1.10) ([6], [10]).
Таблица 1.10 - Мировые запасы никеля, тыс.т
Страна | Запасы |
Австралия | 19000 |
Бразилия | 10000 |
Новая Каледония | 8400 |
Россия | 7900 |
Куба | 5500 |
Индонезия | 4500 |
Южная Африка | 3700 |
Филиппины | 3100 |
Китай | 3000 |
Канада | 2900 |
Гватемала | 1800 |
Мадагаскар | 1600 |
Колумбия | 1100 |
США | 160 |
Другие страны | 6500 |
Итого | 79000 |
Мировые запасы кобальта, по оценкам US Geological Survey, составляют 7,1 млн.т, а выявленные ресурсы - около 25 млн.т (таблица 1.10). В дополнение к этому ресурсы кобальта в железомарганцевых конкрециях и корках на океанском дне оцениваются почти в 120 млн.т.
Основными геолого-промышленными типами месторождений никеля и кобальта являются магматические сульфидные медно-никелевые, гипергенные силикатные никелевые коры выветривания и гидротермальные арсенидные и сульфоарсенидные никель-кобальтовые и собственно кобальтовые месторождения (таблица 1.11). Важнейшие промышленные минералы никеля (и кобальта) приведены в таблице 1.12.
Таблица 1.11 - Мировые запасы кобальта, тыс.т ([10], [11])
Страна | Запасы |
Демократическая Республика Конго | 3400 |
Австралия | 1100 |
Куба | 500 |
Замбия | 270 |
Россия | 250 |
Филиппины | 250 |
Канада | 240 |
Новая Каледония | 200 |
Мадагаскар | 130 |
Китай | 80 |
Бразилия | 78 |
ЮАР | 31 |
США | 23 |
Прочие страны | 610 |
Итого | 7100 |
Таблица 1.12 - Содержание никеля и прочих компонентов в сульфидных и окисленных рудах* ([12]-[22])
Содержание, % | Содержание, г/т | |||||||
Компания/рудник | Ni | Cu | Co | Pt | Pd | Au | прочие | |
Сульфидные руды: | ||||||||
Vale (Садбери) | 1,19 | 1,50 | 0,04 | 0,9 | 1,0 | 0,4 | ||
Vale (Манитоба) | 1,72 | 0,10 | ||||||
Vale (Voisey's Bay) | 2,70 | 1,57 | 0,13 | |||||
BCL (Selebi-Phikwe) | 0,71 | 0,65 | ||||||
Glencore (Raglan) | 3,04 | 0,76 | 0,06 | 0,84 | 1,96 | |||
Glencore (Садбери) | 1,42 | 1,61 | 0,03 | 0,85 | 0,92 | |||
Lundin (Eagle) | 2,9 | 2,4 | 0,1 | 0,64 | 0,43 | 0,25 | ||
BHP Billiton (Mt Keith) | 0,6 | |||||||
BHP Billiton (Leinster) | 1,3 | |||||||
Mirabela/Santa Rita | 0,52 | 0,13 | 0,015 | MgO-27,2 | ||||
Норильский никель (Талнахский узел) | 0,93 | 1,71 | н/д | 1,12 | 4,21 | 0,24 | ||
Норильский никель (Кольский п-в) | 0,59 | 0,28 | н/д | 0,02 | 0,03 | 0,01 | ||
Окисленные руды: | ||||||||
Vale (Sorowako) | 1,79 | Fe-21; SiO-32; MgO-15 | ||||||
Vale (Onca Puma) | 1,73 | 0,044 | Fe-13; SiO-39; MgO-24 | |||||
Vale (VNC (Goro)) | 1,46 | 0,11 | MgO-4,64 | |||||
Glencore (MurrinMurrin) | 0,97 | 0,069 | ||||||
Glencore (Koniambo) | 2,30 | |||||||
South32 (Cerro Matoso) | 1,1 | |||||||
Larco (Греция) | 1-1,3 | |||||||
Sherritt (Moa Bay) | 1,15 | 0,12 | 44 Fe | |||||
Nickel Asia (сапролит) | 1,50 | 11,4 Fe | ||||||
Nickel Asia (лимонит) | 1,10 | 42 Fe | ||||||
Antam (сапролит) | 1,8 min | 25 Fe max | ||||||
Antam (лимонит) | 1,2min | 25 Fe | ||||||
Sherritt (Ambatovy) | 0,84 | 0,07 | ||||||
Южуралникель (Буруктальское м-е) | 0,63 | |||||||
Уфалейникель (Серовское м-е) | 0,73 | |||||||
Южураникель (Сахаринское м-е) | 0,87 |
Таблица 1.13 - Важнейшие промышленные минералы никеля и кобальта ([23])
Название минерала и химическая формула | Содержание, % | |
Ni | Co | |
Сульфиды | ||
Пентландит (Fe, Ni)S | 22-42 | 1-3 |
Никелистый пирротин FeS | 0,4-0,7 | - |
Миллерит NiS | 61-64 | 0,1-0,5 |
Линнеит CoS | - | 40-53 |
Кобальтпирит (Fe, Co)S | - | 0,05-3 |
Арсениды, сульфоарсениды и арсенаты | ||
Скуттерудит CoAs | 0-9 | 11-20 |
Саффлорит (Со, Fe)As | 0-0,3 | 10-30 |
Шмальтин-хлоантит (Cо, Ni)As | 1-21 | 4-24 |
Кобальтин CoAsS | 0,5-2 | 26-34 |
Эритрин Co(AsO)·8HO | 0-6 | 20-30 |
Силикаты, гидросиликаты и гидроксиды | ||
Гарниерит (Ni, Mg)[SiO] (OH)·4HO | 16-35 | 0-0,1 |
Ревдинскит (Ni, Mg)[SiO] (ОН) | 16-35 | 0,0-0,1 |
Никелевый керолит (Mg, Ni)[SiO] (ОН)·4НО | 10-15 | Следы |
Нонтронит m{Mg[SiO](OH)}·p{(Al, Fe)·[SiO] (ОН)} | 0,5-2,0 | Следы |
Никелевый серпофит (Mg, Ni, Fe)[SiO] (ОН) | 4-5 | Следы |
Характерной особенностью сульфидных месторождений, сосредоточенных преимущественно на территории России и Канады, является сравнительно выдержанный минеральный состав руд. Главными минералами руд являются: пирротин, пентландит, халькопирит и магнетит. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также селен и теллур, золото, серебро и серу. Месторождения описываемого типа являются ведущими в запасах и добыче никеля и кобальта в России.
В сульфидных рудах чаще всего основная часть никеля, по существу, встречается в виде минерала пентландита (Ni, Fe)S. Лишь небольшие количества никеля бывают представлены миллеритом NiS, виоларитом NiFeS и никельсодержащим пирротином (Fe, Ni)S. В рудах некоторых месторождений Австралии, например, существенная часть никеля представлена полидимитом NiS. Пентландит всегда встречается вместе с другими сульфидными минералами, чаще всего с пирротином FeS и халькопиритом CuFeS. Эти сульфидные минералы вмещает силикатная и алюмосиликатная порода. В таблице 1.13 приведен примерный минералогический состав некоторых сульфидных руд.
Таблица 1.14 - Минералогический состав некоторых сульфидных никелевых руд ([24])
Рудники | Пентландит, % | Халькопирит, % | Пирротин, % | Пустая порода, % |
Raglan | 8 | 2,4 | 11 | 79 |
Садбери (1) | 3,6 | 4,3 | 23 | 70 |
Садбери (2) | 3-6 | 2-5 | 20-30 | Остальное |
Манитоба, Томпсон | 7 | 0,4 | 11 | 70 |
Большинство месторождений окисленных (латеритовых) руд, представляющих интерес для добычи, сосредоточено в экваториальном поясе: в Новой Каледонии, на Кубе, Мадагаскаре, Филиппинах, в Индонезии и др. Силикатные никелевые месторождения России играют подчиненную роль в запасах и добыче никеля и кобальта. Минеральный состав окисленных никелевых руд очень сложный: металлы распределены по многим минеральным формам и представлены как силикатными, так и оксидными и гидрокидными соединениями.