Proprietăți:
- Simbol atomic: Ni
- Număr atomic: 28
- Element Categorie: Metal de tranziție
- Densitate: 8,908 g / cm3
- Punct de topire: 1451 ° C (1455 ° C)
- Punct de fierbere: 2975 ° F (2913 ° C)
- Duritatea lui Moh: 4.0
caracteristici:
Nichelul pur reacționează cu oxigenul și, prin urmare, este rar întâlnit pe suprafața pământului, în ciuda faptului că este al cincilea element cel mai abundent al planetei noastre. În combinație cu fierul , nichelul este extrem de stabil, ceea ce explică atât apariția acestuia în minereurile care conțin fier, cât și utilizarea sa eficientă în combinație cu fierul pentru fabricarea oțelului inoxidabil.
Nichelul este foarte puternic și rezistent la coroziune , făcându-l excelent pentru consolidarea aliajelor de metal. Este, de asemenea, foarte ductil și maleabil , proprietăți care permit multor aliaje ale sale să fie în formă de sârmă, tije, tuburi și foi.
Istorie:
Niște pură a fost extrasă mai întâi de Baron Axel Fredrik Cronstedt în 1751, dar se știa că există mult mai devreme. Documentele chinezești din jurul anului 1500 î.Hr. fac referire la "cuprul alb" ( baitong ), care era foarte probabil un aliaj de nichel și argint. Minerii germani din secolul al XIX-lea, care credeau că ar putea extrage cupru din minereurile de nichel în Saxonia, se referă la metal ca kupfernickel - " cuplul diavolului" - în parte datorită încercărilor lor inutile de a extrage cuprul din minereu, dar, efectele asupra sănătății cauzate de conținutul ridicat de arsen în minereu.
În 1889, James Riley a făcut o prezentare către Institutul de Fier și Oțel din Marea Britanie cu privire la modul în care introducerea nichelului ar putea consolida oțelurile tradiționale. Prezentarea lui Riley a dus la o conștientizare a proprietăților benefice de aliere a nichelului și a coincis cu descoperirea zăcămintelor mari de nichel în Noua Caledonie și Canada.
La începutul secolului al XX-lea, descoperirea zăcămintelor de minereu în Rusia și Africa de Sud a făcut posibilă producția pe scară largă a nichelului. Nu după mult timp, primul război mondial și cel de-al doilea război mondial au dus la o creștere semnificativă a oțelului și, în consecință, a cererii de nichel.
Producție:
Nichelul este extras în primul rând din sulfurile de nichel pentlandită, pirrotiită și millerit, care conțin circa 1% conținut de nichel și minereurile laterite conținând fier, limonitul și garnieritul, care conțin circa 4% conținut de nichel. Minele de nichel sunt exploatate în 23 de țări, în timp ce nichelul este topit în 25 de țări diferite.
Procesul de separare a nichelului depinde în mare măsură de tipul de minereu. Sulfurile de nichel, cum ar fi cele găsite în Shield Canadian și Siberia, se găsesc, în general, adânc subterane, făcându-le să fie extrase de muncă intensivă și costisitoare. Cu toate acestea, procesul de separare pentru aceste minereuri este mult mai ieftin decât pentru soiul lateritic, cum ar fi cele găsite în Noua Caledonie. Mai mult decât atât, sulfurile de nichel au adesea avantajul că conțin impurități ale altor elemente valoroase care pot fi separate din punct de vedere economic.
Minerele sulfurale pot fi separate prin procedee de flotare a spumei și procese hidrometalurgice sau magnetice pentru a crea mată de nichel și oxid de nichel.
Aceste produse intermediare, care de obicei conțin 40-70% nichel, sunt prelucrate ulterior, adesea utilizând procesul Sherritt-Gordon.
Procesul Mond (sau carbonil) este metoda cea mai comună și mai eficientă pentru tratarea sulfurii de nichel. În acest procedeu, sulfura este tratată cu hidrogen și alimentată într-un cuptor de volatilizare. Aici se întâlnește monoxid de carbon la aproximativ 140 ° C (60 ° C) pentru a forma gaz carbonilic de nichel. Gazul carbonilic de nichel se descompune pe suprafața peletelor de nichel preîncălzite care curg printr-o cameră de încălzire până când ajung la dimensiunea dorită. La temperaturi mai ridicate, acest proces poate fi folosit pentru a forma pulberea de nichel.
În schimb, minereurile din minerit sunt, de obicei, topite prin metode piro-metale datorită conținutului ridicat de fier. Lucrările minerale au, de asemenea, un conținut ridicat de umiditate (35-40%), care necesită uscare într-un cuptor rotativ al cuptorului.
Produce oxid de nichel, care este apoi redus utilizând cuptoare electrice la temperaturi între 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) și este volatilizat pentru a produce nichel metalic de clasă I și sulfat de nichel.
Datorită conținutului de fier care există în mod natural în minelele laterale, produsul finit al celor mai multe fabrici care lucrează cu astfel de minereuri este feronicel, care poate fi utilizat de producătorii de oțel după îndepărtarea impurităților de siliciu , carbon și fosfor.
Pe țări, în 2010, cei mai mari producători de nichel au fost Rusia, Canada, Australia și Indonezia. Cei mai mari producători de nichel rafinat sunt Norilsk Nickel, Vale SA și Jinchuan Group Ltd. În prezent, doar un mic procent de nichel este produs din materiale reciclate.
Aplicații:
Nichelul este unul dintre cele mai utilizate metale de pe planetă. Potrivit Institutului de Nichel, metalul este utilizat în peste 300.000 de produse diferite. Cel mai des se găsește în oțeluri și aliaje metalice, dar este de asemenea utilizat în producția de baterii și magneți permanenți.
Oţel inoxidabil:
Aproximativ 65% din totalul de nichel produs se introduce în oțel inoxidabil .
Oțelurile austenitice sunt oțeluri inoxidabile nemagnetice care conțin niveluri ridicate de crom și nichel și niveluri scăzute de carbon. Acest grup de oțeluri - clasificate ca inox din seria 300 - sunt evaluate pentru formabilitatea și rezistența la coroziune. Austeniții sunt cel mai utilizat grad de oțel inoxidabil .
Gama austenitică a oțelurilor inoxidabile care conține nichel este definită de structura cristalină cubică (FCC) centrat pe față, care are un atom la fiecare colț al cubului și unul în mijlocul fiecărei fețe. Această structură de cereale se formează atunci când o cantitate suficientă de nichel este adăugată la aliaj (opt până la zece la sută într-un aliaj standard din oțel inoxidabil 304 ).
surse:
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metalele în serviciul omului . Ediția a 11-a (1998).
USGS. Rezumatele minerale ale mărfurilor: nichel (2011).
Sursa: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Enciclopedia Britannica. Nichel.
Sursa: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Profile metalice: nichel