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镍矿投资指南1——镍的矿物类型与全球镍矿资源储量

发 37:59 作者:Lynn 浏览次数:631
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镍的原子系数28,化学符号Ni,是一种有光泽的银白色金属,镍具有突出的物理和化学性能,熔点1453℃,沸点2900℃,密度8.902g/cm3。镍与浓硝酸反应激烈,与稀硝酸反应较慢,有较好的导热和导电性,且化学性质稳定,抗腐蚀性和氧化性能良好,在高温下保持较高的强度。此外,镍还具有能被磁化,可塑性强特点。

镍矿

镍可与许多金属组成合金,是不锈钢、镍基合金和合金结构钢的主要组成元素。目前世界40~50%的镍用于生产各种特殊钢材,20~30%用于有色金属合金,12~15%用于电镀。

镍的用途

镍是一种历史悠久、应用广泛的金属,早在公元235年,中国就开始使用镍矿物制造硬币;在公元前200年,金属镍的锌镍合金(白铜)就已经开始使用。现在镍主要用于制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢等。

在军工制造业方面:广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等方面;

在民用工业方面:镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等材料,应用于各种机械制造业、石油等行业;镍与铬、铜、铝、钴等元素可组成非铁基合金,镍基合金、镍铬基合金等,用于制造耐高温、抗氧化材料,并泛用于制造喷气涡轮、电阻、电热元件、高温备结构件等领域;此外,镍在陶瓷颜料和防腐镀层以及化学工业等行业也有广泛用途。

镍的矿物类型

镍元素属于亲铁元素,在地球中的含量位居第5,仅次于硅、氧、铁、镁,在地核中含镍最高,镍矿在地壳中的含量为0.018%,在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍。

自然界中已知含镍矿物约50余种,常见的镍矿物约有10多种,主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,Fe)9S8〕、硅镁镍矿〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。详细镍矿物见下表。

镍的矿物类型

1.镍黄铁矿

镍黄铁矿是一种镍和铁的硫化矿物,化学成分为(Fe,Ni)9S8,当成分中铁和镍的比值为1时,含镍量为34.22%。经常含钴,可达3%,世界上90%的镍是从这种矿物中提炼的。镍黄铁矿为古铜黄色,条痕绿黑色,具有金属光泽;摩氏硬度3;密度4.5~5g/cm3。

2.硅镁镍矿

硅镁镍矿呈绿色(或浅绿色、白色),单斜晶系,成致密集合体和钟乳状体。化学式〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕;密度2.27~2.87g/cm3;有时成细粉状,半玻璃光泽,用于提炼镍和制造镍钢、镍黄铜、镍青铜等。

3.针镍矿

针镍矿是硫化镍矿物,成分NiS,含NIi5%,三方晶系,晶体呈针状,集合体为纤维放射状、毛发状,偶尔呈粒状。颜色为浅黄铜色,表面常因氧化而呈现锖色,条痕绿黑色,金属光泽,摩氏硬度3~4,密度4.5~5g/cm3。

4.红镍矿

红镍矿又称“红砷镍矿”,成分NiAs,含Ni43.92%,As56.08%,六方晶系,通常呈致密块状集合体,粒状集合体,具有梳状、放射状结构的肾状体,有时呈网状和树枝状。颜色为浅铜红色,条痕褐黑;金属光泽,摩氏硬度5;密度7.6~7.8g/cm3。

全球镍矿资源储量

全球镍资源储量丰富。2014年美国地址调查局发布数据显示,全球镍资源储量约7400万吨,其中红土镍矿约60%,硫化镍矿约40%。各国镍矿资源储量主要是澳大利亚1900万吨,巴西1200万吨,,俄罗斯760万吨,中国290万吨,加拿大270万吨。详细见下表:

全球镍矿资源储量

镍矿矿床类型

自然界中已知的镍矿床有岩浆型、风化壳型(红土型)、海相沉积型和热液型4种类型,其中岩浆型和风化壳型(红土矿)是目前镍矿床最主要的利用类型。在中南部非洲已发现的镍矿床中,绝大部分属于岩浆型,少数为风化壳型,海相沉积型和热液型尚未被发现。

1.岩浆型

大陆边缘裂解型Ni Cu(PGE)矿床

该类型矿床主要分布在中南部非洲古大陆边缘,在大陆裂解时,幔源基性岩浆上侵,Fe、Ni、Cu、Pt等含矿硫化物岩浆发生熔离作用,当岩浆中硫达到饱和时,Fe、Ni、Cu、Pt等元素与 S结合,形成硫化物熔体,并不断浓集,在构造有利地段的不同空间富集成矿。该类型矿床常成群分布于古大陆边缘,形成一个或多个矿集区,资源潜力巨大,是Ni Cu(PGE)矿床的重要成矿类型。

造山型Ni Cu矿床

该类型矿床主要分布于中南部非洲东部地区,该类型矿床主要是在造山带后碰撞拉张的构造环境下,岩石圈伸展减薄,软流圈地幔物质发生减压部分熔融,当产生的大规模幔源岩浆沿深断裂上侵到一定深度后,由于物理化学条件的变化,原始岩浆中的硫达到饱和而使硫化物在深部发生预富集,随后一次或多次上侵贯入到已固结岩体的构造薄弱带,形成NiCu硫化物矿床。

与地幔柱活动有关的Ni Cu(PGE)矿床

地幔柱活动是大陆垂向增生的重要方式之一,其还可能导致岩石圈大规模的隆升、伸展,甚至大陆裂解,形成大量镁铁—超镁铁岩侵入体、岩墙和大面积连续的溢流玄武岩喷发,构成巨大的火成岩。

2.风化壳型镍矿床

风化壳型镍矿床又称红土型镍矿,是由超镁铁岩(纯橄榄岩、橄榄岩、蛇纹岩)在热带或亚热带气候条件下,经化学风化作用,使镍从含镍的硅酸盐矿物(橄榄石、顽火辉石等)中淋滤出来,随地表水往下渗透到风化壳的下部,形成富含镍的次生矿物,使原来呈分散状态的镍得到富集,在地下水面以上及其附近形成一定规模的风化壳,从而形成可供工业利用的富镍风化壳,一般形成上部的红土氧化镍矿层和下部的硅酸镍矿层。该类型矿床是特殊地质和特定地表环境共同耦合作用的产物,与岩石岩性、构造环境、气候特征、地形地貌及地下水条件等内外生因素密切相关。

全球镍矿储量

全球镍资源较丰富, 区域分布集中:镍在地壳中含量为0.018%,资源较为丰富,根据USGS(美国地质调查局)数据,2019年全球镍的储量为8900万吨,按目前消费量,可开采年限约为37年。

从包含范围更大资源口径看,陆地上镍含量不小于1%镍资源量超过1.3亿吨。此外,在海底的铁锰结核中也存在大量的镍资源,目前由于开采难度高,处于未开发状态。

此外,随着硫化镍矿的开发和贫化,红土镍矿成为全球镍资源主体,分别约占全球镍资源和镍矿产量的60%和70%。

整体分布范围及矿床特点

世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家,集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区,主要有:美洲的古巴、巴西;东南亚的印度尼西亚、菲律宾;大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。目前,全球已探明的红土镍矿资源总量为126亿吨,镍平均品位1.28%。新喀里多尼亚、菲律宾、印度尼西亚和澳大利亚4个国家拥有的红土镍矿资源排名在全球前四位,其中印尼是品质最优的红土镍矿资源地,其与菲律宾全球镍矿金属产量此消彼长,两者镍矿山产量占全球30%左右。

世界大中型镍矿分布图如下:

世界大中型镍矿资源分布图

世界上镍矿资源分布中,红土镍矿约占55%,硫化物型镍矿占28%,海底铁锰结核中的镍占17%。海底铁锰结核由于开采技术及对海洋污染等因素,目前尚未实际开发。2015年全球探明镍基础储量约8100万吨,资源总量14800万吨,基础储量的约60%为红土镍矿,约40%为硫化镍矿。

1. 硫化镍矿床

中国甘肃省金川镍矿带、吉林省磐石镍矿带;加拿大安大略省萨德伯里(Sudbury)镍矿带;加拿大曼尼托巴省林莱克的汤普森(Lynn Lake-Thompson)镍矿带;苏联科拉(Kojia)半岛镍矿带;俄罗斯西伯利亚诺里尔斯克(HophHjibck)镍矿带;澳大利亚坎巴尔达(KaMbalda)镍矿带;博茨瓦纳塞莱比-皮奎(Selebi Phikwe)镍矿带;芬兰科塔拉蒂(Kotalahti)镍矿带。

2. 红土镍矿床

南太平洋新喀里多尼亚(New Caledonia)镍矿区;印度尼西亚的摩鹿加(Moluccas)和苏拉威西(Sulawesi)地区镍矿带;菲律宾巴拉望(Palawan)地区镍矿带;澳大利亚的昆士兰(Queensland)地区镍矿带;巴西的米纳斯吉拉斯(Minas Gerais)和戈亚斯(Goias)地区镍矿带;古巴的奥连特(Oriente)地区镍矿带;多米尼加的班南(Banan)地区镍矿带;希腊的拉耶马(Lary mma)地区镍矿带;以及苏联和阿尔巴尼亚等国的一些镍矿带。

主要镍矿资源国

全球镍矿储量区域分布较为集中,前三大国家印度尼西亚、澳大利亚、巴西占比均超10%,合计约占全球镍储量的60%,中国镍矿储量较少,仅占全球储量的3%。全球镍矿生产区域集中度也较高,印度尼西亚、菲律宾和俄罗斯三者约占全球镍矿产量的56%。

红土型镍矿:主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亚、印尼、菲律宾、缅甸、越南、巴西。

硫化物型镍矿:主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国和南非等国。

全球镍储量分布

2017年世界各国镍矿产量及储量

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