Пикритовые базальты как нетрадиционные руды никеля
Л.К. Мирошникова, д-р геол.-минерал. наук, профессор кафедры разработки месторождений полезных ископаемых (РМПИ) Норильского государственного индустриального института (НГИИ)
Н.В. Семенякина, аспирант кафедры РМПИ, маркшейдер карьера «Скальный»
Сульфидные медно-никелевые платиносодержащие руды норильско-талнахской группы месторождений связаны с дифференцированными интрузиями габбродолеритов. Рудоносные интрузии Норильского и Талнахского рудных узлов рассматриваются в качестве подводящих каналов для вышележащих вулканических пород, в частности, для пикритовых базальтов [4]. Комплексное освоение недр предусматривает наиболее полное вовлечение в процесс природопользования всех минеральных ресурсов, перспективных на получение полезных компонентов. Карьер «Скальный» на территории Талнахского рудного поля разрабатывает порфировые базальты надеждинской свиты, являющиеся сырьем для изготовления закладочных смесей. В геологическом разрезе карьера непосредственно под базальтами надеждинской свиты залегают пикритовые базальты, содержащие Ni, концентрации которого сопоставимы с аналогичными проявлениями никеля в габбродолеритах пикритовых диффе-ренцированной рудоносной интрузии.
Характеристика полезного ископаемого. Залежь пикритовых базальтов гудчихинской свиты представляет собой часть туфолавовой толщи, имеющей в районе месторождения широкое распространение. Структура пикритовых базальтов порфировая, такситоофировая, пойкилоофитовая. Пикритовые базальты (оливинофировые) состоят из оливина (5–20%), клинопироксена (25–30%), плагиоклаза (40– 60%), палагонита (5–15%), и окиснорудной фазы (3-7%). В центральной части покрова встречаются участки наиболее обогащенные (от 30–40% до 60%) оливином, которые содержат NiO – 0,36–0,5 мас.%. Окисно-рудные минералы представлены хромитом и ильменитом. Особенностью пикритовых базальтов гудчихинской свиты является их наибольшая никеленосность и хромитоносность среди безрудных производных пикрит- и толеит-базальтовых расплавов Норильского района [1, 3, 2].
Средний химический состав плотной части пикритовых базальтов на площади Талнахского рудного поля приведен в табл. 1 и 2.
Описание эксперимента. Рассмотрена возможность извлечения никеля из пикритовых базальтов гудчихинской свиты методом атмосферного выщелачивания. Для лабораторных опытов были использованы 5 проб руды пикритовых базальтов. Средние значения объемного веса для всех проб пикритовых базальтов плотной части составляют 2,65 г/см3, миндалекаменных пикритовых базальтов – 2,62 г/см3. Химический состав руд приведен в табл. 3.
Лабораторный эксперимент по извлечению никеля выполнялся участком вещественного и химического анализа НФ «Институт Норильскпроект» ООО «Институт Гипроникель». Проба руды пикритовых базальтов, представленная в виде кусков размерами до 10–25 см, была расколота и подверглась дроблению. В ходе опытных работ произведено разделение руды на два класса. Выход продукта фракции более 0,074 мм составляет 88,3% и содержит цветных металлов значительно меньше, чем в более мелком продукте (табл. 4).
Полученные в результате дробления руды продукты были использованы для лабораторных опытов по атмосферному выщелачиванию. Лабораторное выщелачивание проводилось в одинаковых условиях с двумя пробами:
•Проба №1 – класса крупности более 0,074 мм.
• Проба №2 – класса крупности менее 0,074 мм.
Химический состав продуктов после выщелачивания выполнен участком вещественного и химического анализа НФ «Институт Норильскпроект» ООО «Институт Гипроникель». Состав жидкой фазы после выщелачивания представлен в табл. 5.
Согласно полученным результатам, после выщелачивания исследуемой руды в растворе содержатся цветные металлы и железо.
При атмосферном выщелачивании руды класса крупности менее 0,074 мм в растворе концентрированной серной кислоты в раствор перешло: никеля – 12,22%; меди – 23,61%; кобальта – 11,0%; железа – 0,74%.
При атмосферном выщелачивании руды класса крупности более 0,074 мм в раствор перешло: никеля – 61,71% (0,045 г/дм3); 59,84 меди – 72,0% (0,035 г/дм3); кобальта – 11,25 %; железа – 0,71%.
Основные горнотехнические решения. На базе карьера Скальный отработка горизонтов пикритовых базальтов будет производиться открытым способом в интервале глубин от 100 до 200 м. Система разработки транспортная с отработкой горизонтальными слоями в нисходящем порядке, высота рабочего уступа 15 м, ширина бермы 15 м, угол наклона бортов карьера 52°. Объем руды базальтов составит 22,581 млн м3, с учетом средней плотности запасы руды – 59,84 млн т. Ожидаемое количество никеля, полученного в результате атмосферного выщелачивания руд пикритовых базальтов, составит 1016,15 т никеля.
Затраты на добычу 1 т руды пикритовых базальтов открытым способом составляют 164 руб. Затраты на добычу 1 т руды подземных способом составляют 3900 руб. Ожидае-мое снижение затрат на производство никеля из руды пикритовых базальтов произойдет ориентировочно в 23,7 раз. Выводы. В связи с решением проблем комплексного освоения недр, рассматривалась возможность использования пикритовых базальтов в качестве природного сырья для получения никеля. Извлечение никеля из руды пикритовых базальтов с применением атмосферного выщелачивания вполне возможно.
