100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как добывают руду и выплавляют металл. Норильский никель.

Норильский рудный район

Норильский рудный район — бесценная кладовая на Крайнем Севере.

Район находится на севере Красноярского края, здесь сосредоточены сульфидные медно-никелевые месторождения мирового значения: «Норильск I», «Норильск II», «Талнахское», «Октябрьское», а также месторождения угля, нефти, газа и других полезных ископаемых.

Геология месторождений

Месторождения района расположены на северо-западной окраине Сибирской платформы, сложенной осадочными и вулканическими породами, возраст которых — от кембрия до антропогена, а общая мощность — до 6 000 метров. Горные породы рассекает серия глубинных разломов, по которым в геологическом прошлом внедрялся магматический расплав, образовавший обширные по площади интрузии долеритов и габбро-долеритов — траппы.

Большинство крупных месторождений расположено вдоль глубинного Норильско-Хатангского разлома, образуя Норильский и Талнахский рудные узлы. Сульфидные медно-никелевые руды связаны с нижними (придонными) частями интрузий габбро-долеритов и подстилающими их более древними породами. Здесь находятся рудные тела: крупные пологие пласты, линзы и жилы богатых сульфидных руд, залежи вкрапленных руд. Залегают они, как правило, на глубине от 150 до 1 500 метров от поверхности. Главные рудные минералы — пентландит, пирротин, халькопирит и кубанит. Норильские руды — сырье для получения никеля, меди, кобальта и металлов платиновой группы, а также железа, свинца, цинка и ртути. Имеются здесь и нерудные ископаемые: угли, природный газ и нефть.

История открытия и освоения района

Норильские руды были частично известны еще жителям Мангазеи — сибирского города XVII в. В 1860-х гг. в окрестностях современного Норильска дудинские купцы Сотниковы построили шахтную печь — первый на Таймыре медеплавильный заводик, где выплавляли черновую медь. Еще в середине XIX в. русский естествоиспытатель А. Ф. Миддендорф отмечал наличие в районе углей. Немногим позже краткое геологическое описание угольных месторождений и медистых руд на северном участке современного месторождения «Норильск I» составил Ф. Б. Шмидт.

Однако истинные масштабы богатств Норильска стали проясняться уже в XX в. От семьи Сотниковых студент-геолог Николай Урванцев получил для исследования первые образцы из Норильского района и определил в их составе никельсодержащий минерал — пентландит. Благодаря экспедиции Урванцева, организованной теми же Сотниковыми и начатой в самый разгар Гражданской войны — в 1919 г., стартовало активное научное изучение района.

Отправленная при правлении в Сибири адмирала Колчака (и при его финансовой поддержке) экспедиция принесла результаты уже советской власти: установила большую перспективность Норильского месторождения для дальнейшей разведки, а химический анализ образцов руд выявил в них содержание платиновых металлов. Не смог этими результатами воспользоваться сам Александр Сотников: он был расстрелян в 1920 г. как враг Советского государства и «вычеркнут» из списков первооткрывателей. Участие в «колчаковском» проекте дорого обошлось и Урванцеву: ему пришлось немало времени проработать в Норильске в положении заключенного ГУЛАГа.

Следующими экспедициями были открыты и разведаны значительные запасы медно-никелевых руд, угля и нерудных полезных ископаемых. В 1925 г. было открыто медно-никелевое месторождение «Норильск II», а большая экспедиция 1930 г. (250 человек!) позволила обосновать целесообразность строительства рядом с рудниками перерабатывающего комбината.

В 1933 г. в Норильске находилось уже около 500 рабочих, служащих, инженеров и техников. В 1935 г. весь комплекс Постановлением Совнаркома был передан системе ГУЛАГ НКВД, и началось строительство Норильского горно-металлургического комбината и города Норильска.

Читайте так же:
20 интересных фактов о Марсе — разбираемся обстоятельно

Сам Урванцев, один из первооткрывателей Норильска, был репрессирован и в 1930-е гг. работал как заключенный на строительстве комбината в должности главного геолога. Были найдены новые месторождения медно-никелевых. В 1950-е гг. подошли к концу богатые руды месторождения «Норильск I» (остались только бедные вкрапленные) — понадобились новые масштабные поиски, которые привели в 1960-х гг. к открытию богатейших в мире Талнахского и Октябрьского месторождений.

kak_eto_sdelano

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

"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

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

Читайте так же:
Почему банки с красной икрой зеленого цвета?

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.

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

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!

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 (shauey@yandex.ru) 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.

Производство никеля по современным технологиям

Никель — это тяжелый цветной металл. Он был открыт сравнительно недавно. Но за короткий промежуток времени стал активно использоваться человеком. Около 50% никеля идет на производство никелевых сталей, чуть больше 30% — на изготовление жаропрочных и цветных сплавов.

Никель применяют для производства аккумуляторных батарей, струн для электрогитар, нержавеющей стали, и даже для чеканки монет. Он широко используется в строительных делах, при производстве посуды, в химической промышленности и на транспорте. Одним словом, никель вносит хороший вклад в экономику страны. Поэтому в данной статье мы рассмотрим крупнейших производителей никеля в России и мировой практике, а также методы и основы производства такого металла.

Необходимое оборудование

В процессе переработки никеля задействовано следующее оборудование:

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

Про сырье для получения никеля читайте ниже.

О том, где можно взять небольшое количество никеля, расскажет этот видеосюжет:

Расчет сырья

Количество сырья, которое нужно для получения никеля, зависит от способности или мощности предприятия, на котором планируется перерабатывать сырье. А так же в расчет обязательно берутся финансовые возможности завода.

Читайте так же:
Семена – интересные факты, фото и видео

Технологии производства никеля

Источники получения

nikel-proizvodstvo-glavnaya

Никель получают из окислительных никелевых и сульфидно-никелевых руд.

  • В первом виде никель содержится в форме силикатов. Общее процентное содержание никеля здесь составляет 1-7%. Никель в сульфидных рудах содержится в виде NiS.
  • В сульфидных рудах чистый никель составляет 0,5-5,5%. Кроме этого, в сульфидных рудах содержится купрум (2,5%), платина, кобальт, иридий и некоторые металлы платиновой группы.

Сырье может иметь различный состав. Поэтому для получения чистого никеля могут применяться разные технологии.

Никель химически схож больше с серой, чем с кислородом. Поэтому процесс получения никеля из пустой породы заключается в том, что сначала никель в форме сульфида переводят в штейн, и только потом из штейна выделяют чистый никель.

Процесс получения

Процесс производства никеля из окисленных никелевых руд выглядит следующим образом:

  1. Берут добытое сырье (руду) и подвергают ее дроблению, сушке и спеканию. Этот этап необходим для удаления из руды лишней влаги и ненужных гнилостных веществ.
  2. В результате первого этапа образуются еще два продукта: флюсы и гипс.
  3. На третьем этапе к перечисленным продуктам добавляют кокс и отправляют все в плавку на штейн.
  4. В результате третьего этапа получается шлак и штейн. Шлак идет в отвал, а штейн подвергается продувке в конвертере.
  5. После четвертого этапа получается шлак и белый никелевый штейн. Одна часть шлака идет на извлечение СО, а другая часть отправляется назад на этап «плавка на штейн».
  6. Белый никелевый штейн подвергают дроблению и измельчению.
  7. Затем полученный материал отправляют на обжиг.
  8. Закись никеля с помощью древесного угля подвергаю восстановлению. Образованный на этом этапе газ идет в трубы, а пыль – возвращается на обжиг.
  9. Последний этап – это электролитическое рафинирование никеля. Конечным продуктом после процедуры восстановления является чистый никель.

О производствах никеля в России и мире читайте ниже.

О требованиях в отношении охраны труда при производстве никеля, расскажет данный видеоролик:

Известные производители

Из числа стран производителей больше всего никеля производят в Китае, Канаде, России, Японии и Австралии.

  1. Самым крупным предприятием по переработке никеля считается зарубежная компания Инко. Ее никелеплавительный завод Коп-пер-Клифф способен переработать около 291 тысяч тонн сырья в год.
  2. Второе почетное место производителя никеля занимает завод ГМК «Норильский Никель» (266 тысяч тонн сырья).
  3. На третьем месте стоит иностранное предприятие: Jinchuan Group Co. Ltd (150 тысяч тонн сырья). Это китайское предприятие. Основной офис находится в Цзиньчан (Ганьсу). Производит компания не только никель, но и селен, серебро, медь, золото, кобальт, палладий и платину. Производительность Jinchuan Group Co. Ltd составляет 90% от всей переработки никеля в Китае. Эта компания является самой крупной в Азии.
  4. На четвертом месте — Glencore International AG (96 тысяч тонн).
  5. Пятое место занимает предприятие BHP Billiton (78,5 тысяч тонн). Это крупнейшее предприятие основано в 2001 году. Основной офис BHP Billiton находится в Мельбурне (Австралия), а в Лондоне у них дополнительная штаб квартира. С юридической точки зрения описываемое предприятие состоит из двух компаний, у каждой из которой отдельный собственнике. На рынке акций они существуют независимо друг от друга.

В России существуют еще несколько предприятий по переработке никеля. Это ОАО «Комбинат Южуралникель» и ОАО «Уфалейникель».

  • ОАО «ГМК «Норильский никель»» имеет несколько филиалов. Это Западный филиал, Кольская ГМК и ОАО «ГМК «Печенганикуль». Норильский никель перерабатывает преимущественно сульфидные руды, в состав которых входит дополнительно платиноиды, медь, кобальт и некоторые драгоценные металлы. Кольская ГМК перерабатывает медно-никелевый штейн, который им доставляют из вне. Этот филиал не имеет собственных ресурсов.
  • Южуралникель находится в Оренбургской области. Компания добывает руду на следующих месторождениях: Буруктальское и Сахаринское. Перерабатывают руду на Орской фабрике. Южуралникель используют устаревшую технологию производства (они применяют кокс). Поэтому рентабельность компании сильно зависит от цен на уголь.
Читайте так же:
Как делают пластиковые окна

О том, как производится никель на заводе в Норильске, показан в данном видео:

Никель: свойства никеля, способы получения, где добывают, динамика курса

Никель: свойства никеля, способы получения, где добывают, динамика курса

Никель — полезное ископаемое

Никель обозначается символом Ni. С немецкого языка – озорник, в свои годы имел дурную славу из-за мышьяка.

Впервые обнаружить металл удалось в 1751 г. А.Ф. Кронстедту в соединении с мышьяком в руде, которая походила на медную, но медь из нее извлечь не удавалось, впоследствии ее назвали купферникель. Он подвергался многим сомнениям, окончательно утвердили в 1804 году. И. Рихтер получил чистый металл, который сейчас входит в пятёрку самых распространенных элементов Земли.

Атомы данной руды имеют металлическую кристаллическую решетку. Ячейка металла кубическая, все атомы располагаются в вершинах, центре граней. Структура устойчива к давлению. Атомная масса элемента 58,69 г/моль. Имеет четыре электронных слоя, которые полностью заполнены. Радиус атома 0,124 нм. Поэтому считается насыщенным. Чаще образует соединения в степени окисления +2, 0.

Как все металлы

Никель — металл. Поэтому имеет общие металлические свойства:

  • Ковкость;
  • Металлический блеск;
  • Пластичность;
  • Теплопроводность (небольшая);
  • Электропроводимость;
  • Упругость.

Физические свойства

Как простое вещество металл имеет блестящий светло-серебристый оттенок. Он устойчив к щелочной, водной, кислотной коррозии. Обладая пластичностью, ковкостью и собственными свойствами:

  • Температура плавления 1450 °С.
  • Температура кипения 2830 °С.
  • Теплопроводность 92 Вт/м.
  • Плотность 8,9 кг/дм3.

Оптические свойства металла

Для определения атомов элемента используют двунатриевую соль уксусной кислоты, антраниловую кислоту. Оптическую плотность измеряют Х=1000 ммк. Элемент находят в присутствии кальция, хрома, ртути, алюминия, циркония. Но невозможно найти с медью, железом (см. Железные руды – основа современного производства), кобальтом, висмутом, серебром. В отраженном свете имеет голубоватый цвет.

Исследования кристаллизации

Кристаллические тела – это металлы, сплавы. Их атомы располагаются в вершинах кристаллических решеток. В процессе кристаллизации образуются разные кристаллические решетки. Имеет гранецентрированную кубическую. Он образует две аллотропические модификации:

  • a-Ni при температуре ниже 245°С;
  • p-Ni.

Проведено исследование процесса кристаллизации жидкого никеля. Количество атомов в жидкости возрастает при понижении температуры. Сделан вывод, что сначала элемент имеет рыхлую структуру. Затем группы атомов восстанавливаются.

Классификация

Сплавы разделяют по некоторым признакам. По способам производства:

  • литейные сплавы;
  • деформируемые заготовки.

По свойствам сплавов:

  • жаростойкие;
  • жаропрочные;
  • комплексные (с необходимыми свойствами).

По области применения:

  • диски газовых турбин;
  • детали камер сгорания;
  • авиационные двигатели.

Добывают везде

Элемент Ni не встречается в чистом виде, только в оксидах, сульфидах и силикатах. Добыча никеля ведется на всех континентах, а плавильни расположены в 25 странах. Большие объемы вторичного, первичного металла поступают на мировой рынок никеля. Запасают никель на известных месторождениях. Где же добывают никель? Основные районы добычи никеля:

  • Канада,
  • Россия,
  • Австралия,
  • Куба,
  • Албания,
  • Греция,
  • Украина.
Читайте так же:
Как снимали фильм «Гостья из будущего».

Месторождения никеля на морском дне превышают содержание металла на суше. База запасов никеля сможет содержать Землю больше ста лет. Так что потребление никеля может быть высоким.

Уникальные месторождения оказывают влияние на развитие горной промышленности. Добыча никеля в мире ведется в 410 месторождениях. Уникальные месторождения в России находятся в Норильске-1, Талнахском и Октябрьском. В мире имеются 2 месторождения в Канаде, 3 в Австралии, 1 в Китае, в Греции, в Новой Каледонии, 2 в Индонезии.

Где же добывают никель в России? В настоящее время страна обладает богатыми запасами ресурса, занимая первое место в мире по его производству. Добыча никеля в России происходит в Таймырском округе (69%), Мурманской области (17%), Урале (11%).

Производство никеля в России ведётся:

  • ОАО ГМК «Норильский никель»(95%);
  • ОАО «Южурал-никель»;
  • ОАО «Уфалейский никелевый комбинат»;
  • ЗАО ПО «Режникель».

Производство никеля в мире:

  • «Vale Inco Ltd» в Канаде;
  • «Western Mining Corp.» в Австралии;
  • «Jinchuan Group Co. Ltd» в Китае;
  • « Goro Vale» в Новой Каледонии.

Получение металла

никелевая руда

Никелевая руда

Синтез частиц никеля проводят химическим способом из малорастворимого карбоната с использованием восстановителей. Основные способы получения никеля: плавка, пиро- и гидрометаллургические методы. Как добывают никель в современном мире? Получение никеля делится на несколько этапов:

  • Руду подвергают дроблению, сушке. Удаляется лишняя влага.
  • Образуются флюс и гипс.
  • Затем к продуктам добавляют кокс и переплавляют.
  • В результате получается шлак и штейн.
  • Штейн продувают в конвертере.
  • Выходит белый никелевый штейн.
  • Из шлака извлекают угарный газ.
  • Никелевый штейн дробят, обжигают.
  • Закись восстанавливают древесным углём. Пыль возвращают на обжиг (см. Страны лидеры по добыче угля).
  • Проводят рафинирование.

В руках ювелиров хрупкий, а у металлургов?

Первое применение металлу придумали ювелиры. Руда не темнеет на воздухе, легко обрабатывается. Применяли в изготовлении украшений, домашней утвари, монеты. Выплавляемый в то время металл не был благородным. Его хрупкость была непригодна для обработки в то время. Небольшая доля серы, кислорода в сплаве крайне изменяли свойства, разрушая плёнку.

Большая часть металла используется в получении сплавов с железом, хромом, медью. Сейчас усердно развивается реактивная техника, создаются газотурбинные установки. Здесь важны жароустойчивые сплавы никелевой руды. Их используют в производстве атомных реакторов, щелочных аккумуляторов, антикоррозионных покрытий. Чистый металл применяют в изготовлении листов, труб.

Почему высоко ценится

Элемент имеет удивительные свойства, ценящиеся в промышленном производстве. Благодаря пластичности легко получить желаемую форму. Металл стойкий в агрессивных растворах, не вступает в реакцию с кислородом. Взаимодействует в сплавах с большинством металлов, свойства которых можно улучшить.

Динамика курса

Выпуск никеля ежегодно составляет 4,4-4,8 млн. тонн. Согласно прогнозу экспертов, стоимость никелевой руды будет примерно 9000$ за 1 т., в течение 12 месяцев. В этом году избыток металла составит порядка 100 тыс. т. Цену на руду фиксирует биржа LME, где покупают фьючерс на сырье. В России подобного нет, поэтому подходящий способ инвестиций — покупка акций компании НорНикель (см. Куда инвестировать деньги?).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию