يشير خام النيكل إلى ما يحدث بشكل طبيعي الصخور or المعادن التي تحتوي على كميات كبيرة من النيكل. النيكل عنصر كيميائي برمز Ni ورقم ذري 28. وهو معدن أبيض فضي مع نقطة انصهار عالية نسبيًا ومقاومة ممتازة للتآكل. يوجد النيكل بشكل شائع في قشرة الأرض ، ولكن يُستخرج منه عادةً معادن خام من خلال التعدين والمعالجة.

خام النيكل

هناك عدة أنواع مختلفة من خامات النيكل، والتي يمكن أن تختلف في علم المعادنوالجيولوجيا وخصائص الرواسب. بعض الأنواع الرئيسية من النيكل رواسب خام تتضمن:

  1. لاحقا الودائع: هذه هي النوع الأكثر شيوعًا من رواسب خام النيكل وتوجد عادةً في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، مثل إندونيسيا والفلبين وكاليدونيا الجديدة. تتشكل رواسب اللاتريت بواسطة التجوية وترشيح الصخور فوق المافية ، مما يؤدي إلى تراكم المواد الغنية بالنيكل الليمونيت وخامات سابروليت.
  2. رواسب الكبريتيد: توجد هذه عادةً في كندا وروسيا وأستراليا ، وهي مرتبطة بالصخور فوق المافية أو المافيك. تتشكل رواسب الكبريتيد عن طريق فصل النيكل ومعادن الكبريتيد الأخرى عن الصهارة أثناء تبريد وتصلب الصخور البركانية أو المتطفلة.
  3. رواسب النيكل والكوبالت اللاتريت: هذا نوع متخصص من رواسب اللاتريت التي تحتوي على كميات كبيرة من الكوبالت بالإضافة إلى النيكل. توجد عادة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، مثل كاليدونيا الجديدة والفلبين وكوبا.
  4. رواسب كبريتيد الصخور: توجد هذه عادةً في عمليات الاقتحام ذات الطبقات الكبيرة ، مثل مجمع Bushveld في جنوب إفريقيا وحوض Sudbury في كندا. تتشكل رواسب الكبريتيد الصخري عن طريق ترسيب وتبلور معادن الكبريتيد من غرفة الصهارة أثناء تكوين الصخور النارية.

ينطوي تعدين خامات النيكل ومعالجتها على تقنيات مختلفة ، مثل التعدين السطحي أو الجوفي ، والتركيز والصهر والتكرير ، اعتمادًا على نوع الرواسب ومنتجات النيكل المرغوبة. تتم معالجة خامات النيكل لاستخراج النيكل وإنتاج المنتجات المحتوية على النيكل ، مثل النيكل المطفأ وخنازير النيكل حديد، ferronickel ، وكيماويات النيكل ، والتي تستخدم في تطبيقات صناعية مختلفة ، بما في ذلك إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ ، ومواد البطاريات ، والسبائك المتخصصة الأخرى.

من المهم ملاحظة أن استخراج خامات النيكل ومعالجتها يمكن أن يكون لها آثار بيئية واجتماعية ، مثل تدمير الموائل ، وتلوث المياه ، وانبعاثات الهواء ، والتأثيرات المحتملة على المجتمعات المحلية. تكتسب ممارسات التعدين والمعالجة المسؤولة ، بما في ذلك الإدارة البيئية والمشاركة الاجتماعية واعتبارات الاستدامة ، أهمية متزايدة في صناعة تعدين النيكل.

خصائص النيكل

بالتأكيد! فيما يلي بعض خصائص النيكل:

  1. الخصائص الفيزيائية:
  • المظهر: النيكل معدن لامع أبيض فضي مع لمعان معدني.
  • الكثافة: تبلغ كثافة النيكل 8.908 جرام لكل سنتيمتر مكعب (جم / سم مكعب) ، مما يجعله معدنًا ثقيلًا نسبيًا.
  • نقطة الانصهار: تبلغ درجة انصهار النيكل 1,455،2,651 درجة مئوية (XNUMX درجة فهرنهايت) ، مما يجعله معدنًا عالي الانصهار.
  • نقطة الغليان: تبلغ درجة غليان النيكل 2,913 درجة مئوية (5,275 درجة فهرنهايت) ، وهي أيضًا مرتفعة نسبيًا.
  • الصلابة: النيكل معدن صلب نسبيًا ، مع صلابة موس 4 على مقياس صلابة المعادن.
  1. الخواص الكيميائية:
  • العدد الذري: يحتوي النيكل على عدد ذري ​​28 ، مما يعني أنه يحتوي على 28 بروتونًا في نواته.
  • الرمز الكيميائي: الرمز الكيميائي للنيكل هو Ni ، مشتق من اسمه اللاتيني "nix" والذي يعني "الثلج" بسبب مظهره الأبيض الفضي اللامع.
  • التفاعل الكيميائي: النيكل معدن غير متفاعل إلى حد ما ، لكنه يمكن أن يشوه ببطء ويتأكسد في الهواء ، مكونًا طبقة أكسيد رفيعة على سطحه. إنه مقاوم لمعظم الأحماض والقلويات ، ولكن يمكن أن يذوب في بعض الأحماض ، مثل حمض النيتريك.
  • الخواص المغناطيسية: النيكل مغنطيسي حديدي ، مما يعني أنه يمكن أن يكون ممغنطًا ، وله نفاذية مغناطيسية عالية ، مما يجعله مفيدًا في التطبيقات المغناطيسية المختلفة.
  1. خصائص أخرى:
  • الموصلية الكهربائية: النيكل موصل جيد للكهرباء ويستخدم في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية.
  • مقاومة التآكل: يتمتع النيكل بمقاومة ممتازة للتآكل ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في مختلف البيئات المسببة للتآكل ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، حيث يوفر الحماية ضد الصدأ والتآكل.
  • خصائص صناعة السبائك: غالبًا ما يتم خلط النيكل مع معادن أخرى ، مثل الكروموالحديد و copper، لتشكيل سبائك ذات خصائص محددة ، مثل زيادة القوة ، وتحسين مقاومة التآكل ، أو تعزيز مقاومة الحرارة.

هذه بعض الخصائص الرئيسية للنيكل ، والتي تجعله معدنًا قيمًا ومتعدد الاستخدامات يستخدم في تطبيقات صناعية مختلفة.

تشكيل خام النيكل

تتشكل رواسب خام النيكل من خلال عمليات وظروف جيولوجية مختلفة. يمكن أن يشتمل تكوين خام النيكل على عدة مراحل وآليات ، اعتمادًا على نوع الرواسب. تتضمن بعض العمليات والظروف الشائعة التي ينطوي عليها تكوين رواسب خام النيكل ما يلي:

  1. عمليات الصخور المنصهرة: تتكون بعض رواسب خام النيكل نتيجة لعمليات الصهارة ، حيث تتسلل الصهارة الغنية بالنيكل من وشاح الأرض إلى القشرة وتبرد لتشكل صخورًا نارية. يمكن أن يتركز النيكل في معادن معينة ، مثل الكبريتيدات ، التي لا تمتزج مع الصهارة وتعزل لتشكيل أجسام خام منفصلة. يمكن أن يحدث هذا في الصخور فوق المافية أو المافيك ، الغنية بالحديد والمغنيسيوم ، وعادة ما ترتبط بتمعدن النيكل.
  2. العمليات المائية الحرارية: يمكن أن تسهم العمليات الحرارية المائية أيضًا في تكوين رواسب خام النيكل. في بعض الحالات ، يمكن للسوائل الساخنة التي تحمل النيكل وعناصر أخرى أن تنتقل عبر الصخور وترسب معادن النيكل كأوردة أو تنتشر في الصخور المضيفة. يمكن اشتقاق هذه السوائل من مصادر مختلفة ، مثل السوائل الصخرية أو المياه النيزكية أو السوائل المتحولة ، ويمكن أن تؤدي تفاعلاتها مع الصخور إلى تكوين تجمعات معدنية غنية بالنيكل.
  3. التجوية اللاحقة: التجوية اللاحقة هي عملية شائعة في تكوين رواسب النيكل اللاتيريتية ، والتي تنتشر في المناطق الاستوائية. في هذه الرواسب ، يمكن أن تؤدي التجوية المطولة للصخور فوق المافية ، مثل الزبرجد السربنتيني ، إلى تكوين ملف تعريف تربة لاتريت حيث يتم ترشيح النيكل والمعادن الأخرى من الصخور وتتراكم في التربة. بمرور الوقت ، يمكن أن يخضع اللاتريت المخصب بالنيكل لعمليات مثل التوحيد والصخر ، مما يؤدي إلى تكوين رواسب خام النيكل اللاتيريت.
  4. العمليات الرسوبية: نيكليفيروس رواسب رسوبية نوع آخر من رواسب خام النيكل التي يمكن أن تتكون من خلال العمليات الرسوبية. يمكن أن تحدث هذه الرواسب في البيئات البحرية أو البحيرية حيث تتراكم الرواسب الغنية بالنيكل وتخضع لعمليات التكوُّن والتمعدن. يمكن الحصول على النيكل من مدخلات مختلفة ، مثل الرماد البركاني ، السوائل الحرارية المائية، أو الصخور التي تعرضت للعوامل الجوية ، وترسبت في الأحواض الرسوبية لتشكيل رواسب خام النيكل.
  5. العمليات المتحولة: يمكن أن تلعب العمليات المتحولة أيضًا دورًا في تكوين بعض رواسب خام النيكل. في بعض البيئات التكتونية ، مثل أثناء التحول الإقليمي أو تحول التلامس ، يمكن للسوائل الغنية بالنيكل أن تتفاعل مع الصخور الموجودة وترسب معادن النيكل استجابة للتغيرات في درجة الحرارة والضغط وتكوين السوائل. يمكن أن يؤدي هذا إلى تكوين رواسب خام النيكل المتحولة ، والتي ترتبط غالبًا بمعادن متحولة أخرى.

يمكن أن تختلف الآليات والظروف المحددة التي ينطوي عليها تكوين رواسب خام النيكل اعتمادًا على نوع الرواسب والإعداد الجيولوجي. دراسات تفصيلية لعلم المعادن والجيوكيمياء و الجيولوجيا الهيكلية غالبًا ما يتم إجراء رواسب النيكل لفهم عمليات التكوين بشكل أفضل ولتحديد المناطق المحتملة للتنقيب عن النيكل والتعدين.

نموذج لأنظمة تشكيل خام كبريتيد Ni-Cu-PGE ، بناءً على توليف المعلومات من دراسات رواسب كبريتيد النيكل على مستوى العالم. يمثل SCLM A (مستنفد) و SCLM B (مستنفد) كتلًا منفصلة من الوشاح المستنفد في الغلاف الصخري شبه القاري لرواسب Ni-Cu-PGE التي تستضيف عمليات التطفل في أستراليا: تحليل على نطاق قاري لتوقع النظام المعدني - الشكل العلمي على بوابة البحث. متاح من: https://www.researchgate.net/figure/Model-of-Ni-Cu-PGE-sulfide-ore-forming-systems-based-on-a-synthesis-of-information-from_fig3_301627909 [تمت الزيارة في 9 أبريل / نيسان ، 2023]

أنواع رواسب خام النيكل

هناك عدة أنواع من رواسب خام النيكل ، والتي يمكن تصنيفها على نطاق واسع بناءً على خصائصها الجيولوجية وعمليات التكوين. تتضمن بعض الأنواع الشائعة لرواسب خام النيكل ما يلي:

  1. رواسب كبريتيد النيكل الصخري: تتكون هذه الرواسب من تصلب وتبلور الصهارة الغنية بالنيكل من وشاح الأرض. عندما تبرد الصهارة وتتصلب ، يمكن أن تنفصل معادن كبريتيد النيكل ، مثل البنتلانديت والبيروتيت ، وتتراكم لتشكيل أجسام خام. عادةً ما ترتبط رواسب كبريتيد النيكل الصخري بالصخور فوق المافية أو الصخرية ، مثل الكوماتيت أو النوريت ، وهي معروفة بمحتواها العالي من النيكل.
  2. رواسب النيكل اللاتيريت: تتشكل رواسب النيكل اللاحقة من خلال تجوية الصخور فوق المافية ، مثل الزبرجد المتعرج ، في المناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية. بمرور الوقت ، تتسبب عمليات التجوية المطولة في ترشيح وتراكم النيكل وعناصر أخرى في التربة ، مما يؤدي إلى تكوين شكل جانبي للتربة. تتميز رواسب النيكل اللاتيريت بمحتواها من النيكل منخفض الدرجة عادةً وتوجد بشكل شائع في بلدان مثل إندونيسيا وكاليدونيا الجديدة.
  3. رواسب كبريتيد النيكل والكوبالت والنحاس: ترتبط هذه الرواسب عادةً بالصخور المتطفلة المافيكة والماافية وتتميز بوجود معادن النيكل والكوبالت وكبريتيد النحاس. يمكن أن تحدث هذه الرواسب على شكل كبريتيدات منتشرة في الصخور المضيفة أو كأجسام خام منفصلة ، وغالبًا ما توجد بالاقتران مع معادن ثمينة أخرى ، مثل عناصر مجموعة البلاتين (PGEs).
  4. رواسب النيكل والكوبالت لاحقًا: هذه الرواسب هي نوع من رواسب النيكل اللاتريتية، ولكن بمحتوى أعلى من الكوبالت مقارنة بغيرها رواسب لاتيريتية. وتتميز بوجود معادن غنية بالكوبالت، مثل الكوبالت البيريت معدن والبنتلانديت الكوبالتى ، بالإضافة إلى المعادن الغنية بالنيكل. توجد رواسب اللاتريت من النيكل والكوبالت عادةً في المناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية وتشتهر بمواردها من الكوبالت ، والتي تُستخدم في العديد من التطبيقات عالية التقنية ، بما في ذلك بطاريات السيارات الكهربائية.
  5. الرواسب الرسوبية النيكل: تتكون هذه الرواسب من تراكم وتطور الرواسب الغنية بالنيكل في البيئات البحرية أو البحيرية. يمكن أن تحدث على شكل كبريتيدات منتشرة في صخور رسوبية، مثل الصخر الزيتي الأسود أو الأحجار الطينية ، أو طبقات مركزة غنية بالنيكل ضمن سلاسل رسوبية. عادةً ما تكون الرواسب الرسوبية النيكلية أقل في الدرجة مقارنة برواسب كبريتيد النيكل الصخرية ، لكنها لا تزال مصادر مجدية اقتصاديًا للنيكل.
  6. رواسب النيكل المتحولة: تتشكل هذه الرواسب من خلال العمليات المتحولة ، حيث تتعرض الصخور الموجودة لتغيرات في درجة الحرارة والضغط وتكوين السوائل ، مما يؤدي إلى تكوين المعادن الحاملة للنيكل. يمكن أن تحدث رواسب النيكل المتحولة في مجموعة متنوعة من البيئات الجيولوجية ، مثل التحول الإقليمي أو تحول التلامس ، وغالبًا ما ترتبط بالمعادن المتحولة الأخرى.

هذه بعض الأنواع الرئيسية من رواسب خام النيكل ، ولكل منها خصائصها الجيولوجية الفريدة وعمليات التكوين. يعد فهم الأنواع المختلفة لرواسب خام النيكل أمرًا بالغ الأهمية لأنشطة الاستكشاف والتعدين ، حيث يساعد في تحديد المناطق المحتملة لموارد النيكل وتطوير طرق الاستخراج المناسبة.

نيكل. قطعة من خام النيكل 

علم المعادن من رواسب خام النيكل

يمكن أن تختلف معادن رواسب خام النيكل اعتمادًا على نوع الرواسب والظروف الجيولوجية المحددة التي تشكلت في ظلها. ومع ذلك ، فإن بعض المعادن الشائعة الحاملة للنيكل الموجودة في رواسب خام النيكل تشمل:

بنتلانديت: Pentlandite (Fe ، Ni) 9S8 هو أهم معدن كبريتيد يحمل النيكل ويوجد بشكل شائع في رواسب كبريتيد النيكل المنصهرة. إنه معدن فضي برونزي اللون يحدث عادة في أشكال ضخمة ، منتشرة ، أو تشبه الوريد داخل الصخور فوق المافية أو المافيك.

بنتلانديت

بيرهوتيت: البيروتيت (Fe1-xS) هو معدن كبريتيد آخر مهم يحتوي على النيكل ويوجد عادة في رواسب خام النيكل. له لون أصفر نحاسي إلى برونزي ويمكن أن يحدث كحبوب منتشرة أو في أشكال تشبه الوريد داخل الصخور فوق المافية أو المافيك.

بيرهوتيت

ميليريت: Millerite (NiS) هو معدن كبريتيد النيكل الذي يحدث على شكل بلورات معدنية صفراء-خضراء ساطعة أو حبيبات منتشرة في بعض رواسب خام النيكل. يرتبط عادةً بالتمعدن في المرحلة المتأخرة ويمكن العثور عليه في كل من كبريتيد النيكل الصهاري ورواسب كبريتيد النيكل والكوبالت والنحاس.

ميليريت

غارنيريت: Garnierite هو معدن سيليكات النيكل والمغنيسيوم الذي يوجد عادة في رواسب نيكل اللاتيريت. له لون أخضر ويحدث عادةً ككتل بوتريويدية أو بلاتية في المنطقة المجوية للصخور فوق المافية.

غارنيريت

ليمونيت: الليمونيت هو معدن أكسيد الحديد المائي الذي يرتبط عادةً بترسبات النيكل اللاتيريت. يتشكل كمنتج تجوية للصخور فوق المافية ويمكن أن يحتوي على كميات كبيرة من النيكل وكذلك الحديد.

نيكليفيروس اعوج: النيكل السربنتين عبارة عن مجموعة من المعادن الغنية بكل من النيكل والمغنيسيوم، ويمكن أن تتواجد في بعض رواسب خام النيكل، وخاصة في رواسب النيكل اللاتريتية. هذه المعادن عادة ما تكون خضراء أو بنية اللون وتتشكل على شكل تغيير منتجات الصخور فوق المافية.

كلوريت: الكلوريت معدن أخضر شائع يمكن العثور عليه في بعض رواسب خام النيكل. إنه معدن سيليكات مائي يتشكل كمنتج متغير للصخور فوق المافية ويمكن أن يحتوي على كميات ضئيلة من النيكل.

المعادن الحاملة للكوبالت: يمكن أن تحتوي بعض رواسب خام النيكل ، مثل رواسب النيكل والكوبالت وكبريتيد النحاس ورواسب اللاتريت من النيكل والكوبالت ، على معادن حاملة للكوبالت ، مثل الكوبالتيت والبنتلانديت الكوبالتى والبيريت الكوبالتى ، بالإضافة إلى المعادن الحاملة للنيكل.

من المهم ملاحظة أن معادن رواسب خام النيكل يمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على الترسبات المحددة والظروف الجيولوجية ، وقد تحتوي رواسب النيكل المختلفة على مزيج من هذه المعادن أو غيرها من المعادن الحاملة للنيكل غير المذكورة أعلاه. عادة ما يتم إجراء الدراسات والتحليلات المعدنية التفصيلية أثناء عمليات التنقيب والتعدين لتحديد المعادن بدقة في رواسب خام النيكل ، والتي يمكن أن تساعد في فهم إمكاناتها الاقتصادية وتطوير طرق الاستخراج المناسبة.

التوقيعات الجيوكيميائية لرواسب خام النيكل

تشير التوقيعات الجيوكيميائية لرواسب خام النيكل إلى الخصائص أو التركيبات الكيميائية الفريدة التي يمكن ملاحظتها في الصخور أو المعادن أو التربة أو المواد الأخرى المرتبطة بترسبات خام النيكل. يمكن أن توفر هذه التواقيع معلومات مهمة حول منشأ رواسب النيكل وتكوينها والقيمة الاقتصادية المحتملة لرواسب النيكل. تتضمن بعض التوقيعات الجيوكيميائية الشائعة لرواسب خام النيكل ما يلي:

  1. نسبة عالية من النيكل: عادةً ما تظهر رواسب خام النيكل تركيزات عالية من النيكل في شكل معادن مختلفة مثل البنتلانديت أو البيروتيت أو الغارنيريت. يمكن أن يكشف التحليل الجيوكيميائي لعينات الصخور أو المعادن من الرواسب المرتقبة عن ارتفاع تركيزات النيكل فوق مستويات الخلفية ، مما قد يشير إلى وجود رواسب نيكل محتملة.
  2. مرتفع كبريت محتوىغالبًا ما ترتبط رواسب خام النيكل بمعادن الكبريتيد ، مثل البنتلانديت والبيروتيت ، والتي تحتوي على كميات كبيرة من الكبريت. قد يُظهر التحليل الجيوكيميائي للعينات من الرواسب المرتقبة تركيزات مرتفعة من الكبريت ، خاصة في الصخور أو المعادن التي تحتوي على معادن كبريتيد ، والتي يمكن أن تشير إلى ترسب كبريتيد النيكل.
  3. نسب النيكل إلى الكوبالت: بعض رواسب النيكل ، وخاصة رواسب اللاتريت من النيكل والكوبالت ، تظهر نسب مميزة من النيكل إلى الكوبالت التي يمكن استخدامها كتوقيعات جيوكيميائية. على سبيل المثال ، قد تشير النسب الأعلى من النيكل إلى الكوبالت في عينات التربة أو الصخور إلى ترسبات نيكل لاتيرايت ، بينما قد تشير النسب المنخفضة إلى نوع مختلف من الترسبات.
  4. تواقيع عنصر التتبع: التحليل الجيوكيميائي لعينات من رواسب خام النيكل يمكن أن يكشف أيضًا عن بصمات مميزة للعناصر النزرة المرتبطة بتمعدن النيكل. على سبيل المثال ، ترتبط عناصر مثل النحاس والكوبالت وعناصر مجموعة البلاتين (PGEs) والكروم بشكل شائع برواسب النيكل ويمكن أن تظهر تركيزات مرتفعة في عينات من الرواسب المحتملة.
  5. النظائر المستقرة: يمكن للنظائر المستقرة لعناصر معينة ، مثل الكبريت والأكسجين ، أن تظهر أيضًا إشارات مميزة في رواسب خام النيكل. على سبيل المثال ، يمكن للتركيبات النظيرية الثابتة للكبريت في معادن الكبريتيد أن توفر معلومات حول مصدر الكبريت في الرواسب والعمليات المتضمنة في تكوينه.
  6. تواقيع التجوية: في رواسب النيكل اللاتيريت ، التي تتكون من خلال التجوية للصخور فوق المافية ، يمكن ملاحظة التواقيع الجيوكيميائية المرتبطة بعمليات التجوية. قد يشمل ذلك استنفاد بعض العناصر مثل المغنيسيوم والكالسيوم والسيليكا وإثراء عناصر أخرى مثل النيكل والكوبالت و الألومنيوم في ملامح التجوية.

من المهم ملاحظة أن التواقيع الجيوكيميائية لرواسب خام النيكل يمكن أن تختلف تبعًا لنوع معين من الترسبات ، والظروف الجيولوجية ، ومرحلة التمعدن. عادةً ما يتم استخدام التحليل الجيوكيميائي التفصيلي ، جنبًا إلى جنب مع البيانات الجيولوجية والجيوفيزيائية والجيوكيميائية الأخرى ، لتفسير وفهم التواقيع الجيوكيميائية لرواسب خام النيكل والمساعدة في جهود الاستكشاف والتقييم.

الضوابط الهيكلية على رواسب خام النيكل

تشير الضوابط الهيكلية على رواسب خام النيكل إلى الهياكل أو السمات الجيولوجية التي تؤثر على تكوين رواسب النيكل وتوطينها وتوزيعها. يمكن أن تلعب هذه الضوابط الهيكلية دورًا مهمًا في تكوين رواسب خام النيكل ويمكن أن توفر أدلة مهمة للاستكشاف وجهود الاستهداف. تتضمن بعض الضوابط الهيكلية الشائعة على رواسب خام النيكل ما يلي:

  1. أخطاء والكسور: الصدوع والكسور هي تراكيب جيولوجية يمكنها التحكم في توطين وحركة الموائع، بما في ذلك تلك المسؤولة عن نقل وترسيب تمعدن النيكل. يمكن أن تكون الصدوع بمثابة قنوات للسوائل الحرارية المائية، مما يسمح لها باختراق القشرة الأرضية والتفاعل مع الصخور الحاملة للنيكل، مما يؤدي إلى ترسيب معادن النيكل. يمكن أن توفر الكسور أيضًا مسارات لهجرة السوائل الغنية بالنيكل وتسهيل تكوين رواسب الخام.
  2. طيات: الطيات عبارة عن طبقات صخرية منحنية أو منحنية يمكن أن تخلق مصائد أو قيعان هيكلية حيث قد تتراكم رواسب خام النيكل. يمكن أن تخلق الطيات إعدادات هيكلية مناسبة، مثل الخطوط المحدبة أو الخطوط المتزامنة، حيث يمكن احتجاز السوائل الحاملة للنيكل وتركيزها، مما يؤدي إلى تكوين رواسب النيكل.
  3. مناطق القص: مناطق القص هي مناطق من التشوه الشديد حيث تتعرض الصخور لضغط وإجهاد شديدين. يمكن أن تخلق مناطق القص مسارات لانتقال السوائل ويمكن أن تكون مهمة في تكوين بعض رواسب خام النيكل. يمكن لمناطق القص أن تشوه وتغير الصخور المضيفة ، مما يخلق مواقع مواتية لترسب معادن النيكل.
  4. الاختراقات: التدخلات عبارة عن أجسام من الصخور النارية التي يتم زرعها في صخور موجودة مسبقًا. يمكن أن تترافق الصخور المتطفلة مع تكوين رواسب خام النيكل ، خاصة تلك ذات الأصل الصخري ، مثل رواسب كبريتيد النحاس والنيكل. يمكن أن توفر الصخور المتطفلة مصدرًا للنيكل وسوائل التمعدن الأخرى ، ويمكن أن يؤدي وضعها إلى إنشاء إعدادات هيكلية مواتية لتراكم تمعدن النيكل.
  5. صخور فوقية: صخور Ultramafic ، الغنية بالمغنيسيوم والحديد ، هي الصخور المضيفة الأساسية للعديد من رواسب خام النيكل. وجود الصخور فوق المافية ، مثل دونيت ، الزبرجد، أو komatiite ، يمكن أن يكون عنصر تحكم هيكلي حاسم في تكوين رواسب النيكل. يمكن أن توفر هذه الصخور مصدرًا للنيكل وعناصر أخرى ، ويمكن أن تؤثر خصائصها المعدنية والجيوكيميائية المحددة على تكوين وتمعدن النيكل.
  6. السمات التكتونية على مستوى القشرة الأرضية: الخصائص التكتونية على نطاق القشرة الأرضية ، مثل مناطق الصدع ، مناطق الاندساس ، أو حدود الاصطدام ، يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في تكوين رواسب خام النيكل. يمكن لهذه الميزات التكتونية أن تخلق إعدادات هيكلية مواتية ، مثل واجهات قشرة الوشاح أو مناطق سماكة القشرة ، حيث يمكن أن يحدث تمعدن النيكل.

من المهم ملاحظة أن الضوابط الهيكلية على رواسب خام النيكل يمكن أن تختلف تبعًا لنوع معين من الترسبات ، والإعداد الجيولوجي ، ومرحلة التمعدن. تُستخدم الخرائط الهيكلية التفصيلية ، جنبًا إلى جنب مع البيانات الجيولوجية والجيوفيزيائية والجيوكيميائية الأخرى ، عادةً لتفسير وفهم الضوابط الهيكلية على رواسب خام النيكل والمساعدة في جهود الاستكشاف والتقييم.

طرق التنقيب عن خامات النيكل

عادة ما يتضمن التنقيب عن خامات النيكل مجموعة من الأساليب الجيولوجية والجيوفيزيائية والجيوكيميائية لتحديد المناطق المحتملة لمزيد من البحث. تتضمن بعض طرق التنقيب الشائعة لخامات النيكل ما يلي:

  1. رسم الخرائط الجيولوجية: يشمل رسم الخرائط الجيولوجية المسح المنهجي ورسم الخرائط للتكوينات الصخرية والهياكل والتجمعات المعدنية في الميدان. فهو يساعد على تحديد توزيع وطبيعة وعلاقات الصخور والمعادن في المنطقة المستهدفة ، ويمكن أن يوفر أدلة مهمة حول إمكانية تمعدن النيكل.
  2. أخذ العينات الجيوكيميائية: يشمل أخذ العينات الجيوكيميائية جمع عينات الصخور أو التربة أو الرواسب أو المياه وتحليلها لتحديد تركيبها الأساسي ، بما في ذلك وجود النيكل والعناصر الأخرى المرتبطة به. يمكن أن يساعد أخذ العينات الجيوكيميائية في تحديد التركيزات الشاذة للنيكل والعناصر المرتبطة به ، والتي يمكن أن تشير إلى وجود تمعدن النيكل. يمكن استخدام طرق مختلفة ، مثل أخذ عينات التربة وأخذ عينات الصخور وأخذ عينات رواسب التيار ، اعتمادًا على الجيولوجيا المحددة ونوع الرواسب المستهدفة.
  3. المسوحات الجيوفيزيائية: تستخدم المسوحات الجيوفيزيائية تقنيات مختلفة لقياس الخصائص الفيزيائية للصخور والبنى تحت السطحية ، والتي يمكن أن توفر معلومات حول وجود تمعدن النيكل. بعضها شائع الطرق الجيوفيزيائية المستخدمة في استكشاف النيكل تشمل المسوحات الكهرومغناطيسية (EM)، المسوحات المغناطيسية, مسوحات الجاذبية، ومسوحات الاستقطاب المستحث (IP). يمكن أن تساعد هذه الطرق في تحديد السمات الموجودة تحت السطح، مثل الأجسام الموصلة أو الشذوذات المغناطيسية، التي قد تكون مؤشرًا على تمعدن النيكل.
  4. حفر: يشمل الحفر استخراج عينات من الصخور أو عينات من باطن الأرض للحصول على معلومات مباشرة حول جيولوجيا وتمعدن المنطقة المستهدفة. داياموند يستخدم الحفر بشكل شائع في استكشاف النيكل للحصول على عينات أساسية عالية الجودة لتحليل جيولوجي ومعدني وجيوكيميائي مفصل. يمكن أن يساعد الحفر في تأكيد وجود تمعدن النيكل ، وتحديد درجته وسمكه ، وتوفير بيانات قيمة لتقدير الموارد.
  5. الاستشعار عن بعد: تستخدم تقنيات الاستشعار عن بعد أجهزة استشعار محمولة جواً أو ساتلية لجمع البيانات حول سطح الأرض دون اتصال مباشر. يمكن استخدام الاستشعار عن بعد لتحديد السمات الجيولوجية والهيكلية المرتبطة بترسبات النيكل ، مثل التكوينات الصخرية فوق المافية ، خطأ المناطق ، أو أنماط التغيير. يمكن أن توفر بيانات الاستشعار عن بعد متعددة الأطياف وفائقة الأطياف معلومات قيمة حول التركيب المعدني والكيميائي للصخور ، والتي يمكن أن تساعد في تحديد المناطق المحتملة لمزيد من الاستكشاف.
  6. النمذجة الجيولوجية: تتضمن النمذجة الجيولوجية تكامل مجموعات البيانات المختلفة ، مثل البيانات الجيولوجية والجيوكيميائية والجيوفيزيائية ، في نموذج ثلاثي الأبعاد للجيولوجيا الجوفية. يمكن أن تساعد النمذجة الجيولوجية في تصور وتفسير التوزيع المكاني للصخور والهياكل والتمعدن ، ويمكن أن تساعد في تحديد المناطق المفضلة لتمعدن النيكل. تستخدم البرامج والتقنيات المتقدمة ، مثل نظم المعلومات الجغرافية (GIS) وبرامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ، بشكل شائع في النمذجة الجيولوجية.
  7. رسم الخرائط والتنقيب الميداني: يشمل رسم الخرائط والتنقيب الميداني فحصًا تفصيليًا وأخذ عينات من الصخور والمعادن والهياكل في الميدان لتحديد مؤشرات تمعدن النيكل. يمكن أن يساعد رسم الخرائط والتنقيب الميداني في تحديد السمات الجيولوجية المحددة ، مثل أنماط التغيير ، أو حدوث المعادن الكبريتيدية ، أو النتوءات الصخرية فائقة الماف ، والتي يمكن أن تشير إلى تمعدن النيكل.

من المهم ملاحظة أن طرق الاستكشاف لخامات النيكل يمكن أن تختلف اعتمادًا على نوع الرواسب المستهدفة ، والإعداد الجيولوجي ، ومرحلة الاستكشاف. عادةً ما يتم استخدام مجموعة من الأساليب المتعددة والفهم الشامل للجيولوجيا وعلم المعادن والكيمياء الجيولوجية لرواسب النيكل لزيادة فرص النجاح في جهود الاستكشاف.

تعدين وتجهيز خامات النيكل

عادة ما يتضمن تعدين ومعالجة خامات النيكل عدة خطوات ، بما في ذلك:

  1. استكشاف: كما تمت مناقشته سابقًا ، تُستخدم طرق الاستكشاف لتحديد المناطق المحتملة لتمعدن النيكل. يتضمن ذلك رسم الخرائط الجيولوجية ، وأخذ العينات الجيوكيميائية ، والمسوحات الجيوفيزيائية ، وتقنيات أخرى لتحديد المناطق ذات الإمكانات الاقتصادية لرواسب النيكل.
  2. تخطيط وتطوير المناجم: بمجرد تحديد الإيداع المحتمل ، تبدأ أنشطة التخطيط والتطوير المتعلقة بالألغام. يتضمن ذلك تحديد الموقع الأمثل للمنجم وتخطيطه ، والحصول على التصاريح والتراخيص اللازمة ، وتطوير البنية التحتية مثل الطرق ، وإمدادات الطاقة ، وأنظمة إدارة المياه.
  3. تعدين: يتم الاستخراج الفعلي لخام النيكل من الرواسب من خلال عمليات التعدين. هناك طرق مختلفة للتعدين حسب نوع الإيداع والموقع والعوامل الاقتصادية. تشمل طرق التعدين الشائعة لخامات النيكل التعدين في الأماكن المفتوحة والتعدين تحت الأرض وتعدين اللاتريت.
  • تعدين سطحي: في التعدين المكشوف ، يتم الوصول إلى رواسب خام النيكل عن طريق إزالة التربة والغطاء النباتي والصخور لكشف الجسم الخام. ثم يتم استخراج الخام باستخدام الآلات الثقيلة ، مثل الحفارات واللوادر وشاحنات النقل. تُستخدم هذه الطريقة عادةً مع رواسب النيكل الضحلة القريبة من السطح.
  • التعدين تحت الأرض: في التعدين تحت الأرض ، يتم حفر الأنفاق أو الأعمدة في الأرض للوصول إلى رواسب خام النيكل ، والتي عادة ما تكون أعمق وأكثر صعوبة في الوصول إليها. يمكن أن تشمل طرق التعدين تحت الأرض التعدين في المنحدرات ، والتعدين بالانجراف ، وتعدين المنحدرات ، اعتمادًا على الرواسب المحددة والظروف الجيولوجية.
  • التعدين اللاحق: رواسب لاحقة ، وهي نوع من خام النيكل ، وعادة ما يتم تعدينها باستخدام طرق الحفر المفتوحة. عادة ما توجد الرواسب اللاحقة في المناطق المدارية أو شبه الاستوائية وتتميز بطبقة مؤكسدة متأثرة بالعوامل الجوية فوق طبقة صخرية حاملة للنيكل جزئيًا أو كليًا. عادة ما تتم إزالة الطبقة المغطاة بالطقس للوصول إلى طبقة الركاز غير المصقولة بالرياح.
  1. معالجة خام: بمجرد استخراج خام النيكل من المنجم ، تتم معالجته لاستخراج النيكل والمعادن الثمينة الأخرى. يمكن أن تختلف طرق المعالجة الدقيقة اعتمادًا على نوع الخام والمنتجات النهائية المطلوبة ، ولكنها تتضمن عادةً الخطوات التالية:
  • التكسير والطحن: يتم سحق خام النيكل وطحنه إلى جزيئات صغيرة لزيادة مساحة سطحه ، مما يسمح باستخراج أفضل للنيكل والمعادن الثمينة الأخرى.
  • زبد تعويم: التعويم الرغوي هو طريقة شائعة تستخدم لفصل المعادن الثمينة ، بما في ذلك النيكل ، عن الركاز. يتم خلط الخام المسحوق مع الماء والمواد الكيميائية ، ويتم إدخال فقاعات الهواء. ترتبط المعادن الثمينة بفقاعات الهواء وترتفع إلى السطح على شكل رغوة ، ثم يتم جمعها ومعالجتها بعد ذلك للحصول على تركيز النيكل.
  • صهر: الصهر هو عملية إذابة مركز النيكل لفصل النيكل عن الشوائب الأخرى. تستخدم درجات الحرارة العالية والتفاعلات الكيميائية لفصل النيكل عن العناصر الأخرى ، مما ينتج عنه مادة غير لامعة غنية بالنيكل أو منتج نيكل خام.
  • تنقية: يتم تنقيح منتج النيكل الخام الناتج عن الصهر بشكل أكبر لإزالة الشوائب والحصول على نيكل عالي النقاء. يمكن أن تشمل طرق التكرير التحليل الكهربائي ، واستخلاص المذيبات ، وتقنيات أخرى تعتمد على منتج النيكل المطلوب ومتطلبات الجودة.
  1. الاعتبارات البيئية والاجتماعية: يمكن أن يكون لتعدين خامات النيكل ومعالجتها آثار بيئية واجتماعية كبيرة. يمكن أن يشمل ذلك إزالة الغابات ، وتدمير الموائل ، وتآكل التربة ، وتلوث المياه ، وتلوث الهواء ، وتشريد المجتمعات المحلية. تعتبر ممارسات الإدارة البيئية والاجتماعية السليمة ، بما في ذلك استصلاح المناجم ، وإدارة النفايات ، والمشاركة المجتمعية ، جوانب مهمة للتعدين والمعالجة المسؤولين للنيكل.

تجدر الإشارة إلى أن طرق التعدين والمعالجة المحددة لخامات النيكل يمكن أن تختلف اعتمادًا على نوع الرواسب والموقع والتقدم التكنولوجي. يستمر التقدم في تقنيات التعدين والمعالجة في التطور ، ويتم دمج الاعتبارات البيئية والاجتماعية بشكل متزايد في عمليات التعدين لضمان الاستخراج المستدام والمسؤول

سوق النيكل واستخداماته

يعتبر سوق النيكل سوقًا عالميًا له تطبيقات واستخدامات متنوعة. النيكل معدن متعدد الاستخدامات يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة عالية ومتانة ، مما يجعله مكونًا مهمًا في مختلف القطاعات الصناعية. تتضمن بعض الجوانب الرئيسية لسوق النيكل واستخداماته ما يلي:

  1. إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ: يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ مستهلكًا رئيسيًا للنيكل ، حيث يمثل حوالي 70-80٪ من الاستهلاك العالمي للنيكل. النيكل مخلوط بالكروم وعناصر أخرى لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ ، والذي يستخدم على نطاق واسع في البناء ، والسيارات ، والفضاء ، وتجهيز الأغذية ، وغيرها من الصناعات بسبب مقاومته للتآكل وقوته.
  2. مواد البطارية: يعتبر النيكل مكونًا مهمًا في إنتاج البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، خاصة في بطاريات الليثيوم أيون ، والتي تستخدم على نطاق واسع في السيارات الكهربائية (EVs) والإلكترونيات الاستهلاكية وأنظمة تخزين الشبكة. تشتهر البطاريات المحتوية على النيكل بكثافة طاقتها العالية وعمرها الطويل ، مما يجعلها ضرورية للطلب المتزايد على التنقل الكهربائي وتخزين الطاقة.
  3. تطبيقات صناعية أخرى: يستخدم النيكل في مجموعة من التطبيقات الصناعية الأخرى ، بما في ذلك كمحفز في العمليات الكيميائية ، كمادة طلاء في الطلاء الكهربائي ، وفي المكونات الكهربائية والإلكترونية ، كعنصر صناعة السبائك في مختلف السبائك المعدنية ، وفي صناعات الطيران والدفاع.
  4. التطبيقات الناشئة: يجري أيضًا بحث وتطوير النيكل للتطبيقات الناشئة ، مثل إنتاج الهيدروجين وخلايا الوقود ، كمواد أساسية للطباعة ثلاثية الأبعاد ، وفي إنتاج السبائك المتخصصة للتطبيقات عالية الأداء.
  5. العرض والطلب العالميين: الطلب على النيكل مدفوع بشكل أساسي بإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ والطلب المتزايد على المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة. الدول الرئيسية المنتجة للنيكل هي إندونيسيا والفلبين وروسيا وكندا ، مع دول أخرى تساهم أيضًا في الإنتاج العالمي. يمكن أن يتأثر المعروض من النيكل بعوامل مثل إنتاج التعدين ، والعوامل الجيوسياسية ، واللوائح البيئية ، وطلب السوق.
  6. اتجاهات الأسعار: تخضع أسعار النيكل للتقلبات بسبب عوامل مختلفة ، بما في ذلك ديناميكيات العرض والطلب ، وعوامل الاقتصاد الكلي ، والتقدم التكنولوجي ، والسياسات التجارية ، والأحداث الجيوسياسية. يمكن أن تؤثر أسعار النيكل على ربحية منتجي النيكل ، وتكلفة المواد الخام للمستخدمين النهائيين ، وقرارات الاستثمار في صناعة النيكل.
  7. الاستدامة واعتبارات الحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية: أصبحت الاعتبارات البيئية والاجتماعية والحوكمة (ESG) ذات أهمية متزايدة في سوق النيكل. تحظى ممارسات إنتاج النيكل المستدامة والمسؤولة ، بما في ذلك الإدارة البيئية والمشاركة الاجتماعية وممارسات العمل والحوكمة ، باهتمام أكبر من أصحاب المصلحة ، بما في ذلك المستثمرين والعملاء والمستهلكين.

في الختام ، يعتبر سوق النيكل سوقًا عالميًا له تطبيقات واستخدامات متنوعة ، مدفوعًا بشكل أساسي بإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ والطلب المتزايد على المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة. تخضع أسعار النيكل للتقلبات ، وتكتسب اعتبارات الاستدامة والحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية مكانة بارزة في الصناعة.

مراجع حسابات

  1. الجمعية الجيولوجية الأمريكية (GSA) (https://www.geosociety.org/)
  2. جمعية التعدين والتعدين والاستكشاف (SME) (https://www.smenet.org/)
  3. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) (https://www.usgs.gov/)
  4. معهد نيكل (https://nickelinstitute.org/)
  5. مجموعة دراسة النيكل الدولية (INSG) (https://www.insg.org/)
  6. المجلات الأكاديمية مثل مراجعات Ore Geology و Economic Geology و Journal of Geochemical Exploration and Minerals.