ניקל מתכת | מאפיינים, היסטוריה, הפקה ושימושים

ניקל הוא 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 לעשות את הכיורים במטבח שלנו.

מאפיינים:

• אטומית סמל: ני
• מספר אטומי: 28
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 8. 908 g / cm ³
• נקודת התכה: 2651 ° F (1455 ° C)
• נקודת רתיחה: 5275 ° F (2913 ° C)
• קשיות של Moh: 4. 0

-> ->

תכונות:

ניקל טהור מגיב עם חמצן, ולכן, הוא נמצא לעתים נדירות על פני כדור הארץ, למרות היותו האלמנט החמישי ביותר בשפע 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.

היסטוריה:

ניקל טהור הוצא לראשונה על ידי הברון אקסל פרדריק קרונסטדט ב 1751, אבל זה היה ידוע להתקיים הרבה יותר מוקדם. מסמכים סיניים מ 1500BC לעשות התייחסות "נחושת לבן" ( baitong ), אשר היה סביר מאוד סגסוגת של ניקל וכסף. הכורים הגרמניים במאה החמישה-עשר, שהאמינו שיוכלו לחלץ נחושת מחצבי ניקל בסקסוניה, התייחסו אל המתכת כאל "נחושת השטן" - בין השאר בגלל ניסיונותיהם חסרי התוחלת לחלץ נחושת מן עפרות, אך גם סביר בין השאר בשל ההשפעות הבריאותיות הנגרמות על ידי תוכן ארסן גבוהה ב עפרות. ב - 1889, הציג ג'יימס ריילי מצגת למכון הברזל והפלדה של בריטניה על האופן שבו הכנסת ניקל יכולה לחזק פלדות מסורתיות. 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 ודרום 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 הגופרית ניקל pentlandite, pyrrhotite, ו millerite, אשר מכילים כ 1% תוכן ניקל, ואת לימון ברזל המכילים ברזל לימוניט 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 ניקל 40-70, 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 לאטריקיות, לעומת זאת, הן בדרך כלל מותך על ידי שיטות פירו מתכתי בגלל תכולת הברזל הגבוהה שלהם. עפרות Lateritic יש גם תוכן לחות גבוהה (35-40%) הדורש ייבוש בכבשן סיבובית. הוא מייצר תחמוצת ניקל, אשר מופחת לאחר מכן באמצעות תנורים חשמליים בטמפרטורות בין 2480-2930 F ° (1360-1610 C °) ו volatilized לייצר Class I ניקל מתכת ניקל גופרתי. בשל התוכן ברזל טבעי עפרות lateritic, המוצר הסופי של רוב smelters עבודה עם עפרות כאלה הוא ferro-nickel, 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 מזוקקים הם Norilsk ניקל, Vale S. א ', ו Jinchuan קבוצת בע"מ כיום, רק אחוז קטן של ניקל מיוצר מחומרים ממוחזרים.

יישומים:

ניקל הוא אחד המתכות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ. 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.

נירוסטה:

כ 65% מכלל ניקל מיוצר נכנס נירוסטה.

פלדות Austenitic הם 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 ניקל 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).
עקוב אחר Terence ב- Google+

מקורות:

Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944.

מתכות בשירות האדם

_{. מהדורה 11 (1998).}

_{USGS. סיכומי סחורות מינרליים: ניקל (2011). מקור: מינרלים. usgs. gov / מינרלים / פאבים / commodity / nickel / האנציקלופדיה של בריטניקה. ניקל.
מקור: // www. בריטניקה. com / EBchecked / topic / 414238 / nickel-Ni
פרופיל מתכת: ניקל}