פרופיל מתכת: ניקל

ניקל היא מתכת חזקה, מבריקה, כסוף לבן כי הוא מרכיב עיקרי של חיי היומיום שלנו ניתן למצוא בכל דבר, החל הסוללות כי הכוח שלנו remotes טלוויזיה נירוסטה המשמש לייצור כיורים במטבח שלנו.

נכסים:

• סמל אטומי: ניקל
• מספר אטומי: 28
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 8.908 גרם / ס"מ ³
• נקודת התכה: 2651 ° F (1455 ° C)
• נקודת רתיחה: 5275 ° F (2913 ° C)
• קשיותו של מוה: 4.0

מאפיינים:

ניקל טהור מגיב עם חמצן, ולכן, הוא נמצא לעתים נדירות על פני כדור הארץ, למרות היותו האלמנט החמישי הנפוץ ביותר על (ב) כוכב הלכת שלנו. בשילוב עם ברזל , ניקל יציב מאוד, מה שמסביר הן את המופע שלה ברזל המכילים עפרות ושימוש יעיל שלה בשילוב עם ברזל כדי להפוך נירוסטה.

ניקל הוא חזק מאוד ועמיד בפני קורוזיה , מה שהופך אותו מצוין לחיזוק סגסוגות מתכת. זה גם רקיע מאוד חמקן , מאפיינים המאפשרים סגסוגות רבות שלה להיות בצורת חוט, מוטות, צינורות, סדינים.

הִיסטוֹרִיָה:

ניקל טהור הוצא לראשונה על ידי הברון אקסל פרדריק קרונסטדט בשנת 1751, אך ידוע כי היה קיים הרבה קודם לכן. מסמכים סיניים מ 1500BC לעשות התייחסות "לבן נחושת" ( baitong ), אשר היה סביר מאוד סגסוגת של ניקל וכסף. הכורים הגרמניים במאה ה -15, שהאמינו כי הם יכולים לחלץ נחושת מחצבי ניקל בסקסוניה, התייחסו למתכת כ"קופרניקל "-" נחושת השטן "- בין השאר בשל ניסיונותיהם חסרי התוחלת לחלץ נחושת מן עפרות, אך גם בין היתר בשל את ההשפעות הבריאותיות הנגרמות על ידי תוכן ארסן גבוהה של עפרות.

בשנת 1889, עשה ג 'יימס Riley מצגת על ברזל ופלדה המכון של בריטניה על אופן כניסתה של ניקל יכול לחזק פלדות המסורתית. המצגת של ריילי גרמה המודעות הגוברת של תכונות ניקל של נתוך מועיל ו בקנה אחד עם גילוי פיקדונות ניקל גדול קלדוניה החדשה וקנדה.

בתחילת המאה ה -20, גילוי של פיקדונות עפרות ברוסיה ובדרום אפריקה עשה בקנה מידה גדול הייצור של ניקל אפשרי. זמן לא רב לאחר מכן, מלחמת העולם הראשונה ומלחמת העולם השנייה גרמו לעלייה משמעותית פלדה, וכתוצאה מכך, הביקוש ניקל.

הפקה:

ניקל מופק בעיקר מן גופרניט ניקל pentlandite, pyrrhotite, ו millerite, המכילים על 1% ניקל תוכן, ואת ברזל המכילים ברזל לימוניט limonicite ו garnierite, אשר מכילים כ 4% תוכן ניקל. עפרות ניקל ממוקש ב 23 מדינות, בעוד ניקל הוא נמרח ב 25 מדינות שונות.

תהליך ההפרדה של ניקל תלוי מאוד בסוג עפרות. גפרתי ניקל, כמו אלה שנמצאו במגן הקנדי וסיביר, נמצאים בדרך כלל מתחת לפני הקרקע, מה שהופך אותם לעבודה אינטנסיבית ויקר לחלץ. עם זאת, תהליך ההפרדה של עפרות אלה הוא הרבה יותר זול מאשר מגוון lateritic, כגון אלה שנמצאו קלדוניה החדשה. יתר על כן, גופרתי ניקל לעתים קרובות יש את היתרון של זיהומים המכילים של אלמנטים יקרי ערך אחרים שניתן להפריד מבחינה כלכלית.

עפרות עפרות ניתן להפריד באמצעות הקצפה קצף ו hydrometallurgical או תהליכים מגנטיים כדי ליצור ניקל מט ו תחמוצת ניקל.

מוצרים אלה ביניים, אשר בדרך כלל מכילים 40-70% ניקל, מעובדים עוד יותר, לעתים קרובות באמצעות תהליך שריט גורדון.

תהליך המונד (או Carbonyl) הוא השיטה הנפוצה והיעילה ביותר לטיפול בגופרית ניקל. בתהליך זה, גופרתי מטופל במימן מוזן לתוך כבשן volatilization. כאן הוא פוגש פחמן חד חמצני בסביבות 140F ° (60C ° ) כדי ליצור גז ניקל carbonyl. גז ניקל carbonyl decomposes על פני השטח של מראש כדורי ניקל מחוממים הזורמים דרך תא חום עד שהם מגיעים לגודל הרצוי. בטמפרטורות גבוהות יותר, תהליך זה יכול לשמש כדי ליצור אבקת ניקל.

עפרות לעומת זאת, לעומת זאת, הם בדרך כלל נמס על ידי שיטות פירו מתכתי בגלל תכולת הברזל הגבוהה שלהם. עפרות Lateritic יש גם תוכן לחות גבוהה (35-40%) הדורש ייבוש בכבשן סיבובית.

זה מייצר תחמוצת ניקל, אשר לאחר מכן מופחת באמצעות תנורים חשמליים בטמפרטורות בין 2480-2930 F ° (1360-1610 C °) ו volatilized לייצר Class I ניקל מתכת ניקל גופרתי.

בשל התוכן ברזל באופן טבעי עפרות lateritic, המוצר הסופי של רוב smelters עבודה עם עפרות כאלה הוא ferronickel, אשר ניתן להשתמש על ידי יצרני פלדה לאחר סיליקון , פחמן, וזיהום זרחן יוסרו.

לפי המדינה, המפיקים הגדולים של ניקל בשנת 2010 היו רוסיה, קנדה, אוסטרליה ואינדונזיה. המפיקים הגדולים של ניקל מזוקק הם Norilsk ניקל, Vale SA, ו Jinchuan קבוצת בע"מ כיום, רק אחוז קטן של ניקל מיוצר מחומרים ממוחזרים.

יישומים:

ניקל הוא אחד המתכות הנפוצות ביותר על הפלנטה. לדברי המכון ניקל, המתכת משמש למעלה מ 300,000 מוצרים שונים. לרוב זה נמצא פלדות וסגסוגות מתכת, אבל זה משמש גם בייצור של סוללות מגנטים קבועים.

פלדת אל - חלד:
כ 65% מכלל ניקל מיוצר נכנס נירוסטה .

פלדות Austenitic הם לא פלדות אל חלד מגנטי המכילים רמות גבוהות של כרום וניקל, רמות נמוכות של פחמן. קבוצה זו של פלדות - מסווגים כמו סדרה 300 נירוסטה - מוערכים formability שלהם והתנגדות קורוזיה. Austenitics הם הכיתה הנפוצה ביותר של נירוסטה .

ניקל המכיל מגוון austenitic נירוסטה של ​​פלדות אל חלד מוגדר על ידי הפנים שלהם מרוכז מעוקב (FCC) מבנה גביש, אשר יש אטום אחד בכל פינה של הקוביה ואחד באמצע כל פרצוף. זה מבנה התבואה יוצר כאשר כמות מספקת של ניקל מתווסף סגסוגת (שמונה עד עשרה אחוזים תקן 304 סגסוגת נירוסטה ).

מקורות:

_{רחוב, ארתור. אלכסנדר, 1944. מתכות בשירות האדם . מהדורה 11 (1998).
USGS. סיכומי סחורות מינרליים: ניקל (2011).
מקור: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
אנציקלופדיה בריטניקה. ניקל.
מקור: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
פרופיל מתכת: ניקל}