Nickel Metal: este proprietăți, istorie, producție și utilizări

Nichelul este un metal puternic, lustru, alb-argintiu, care este un element fundamental al vieții noastre de zi cu zi și poate fi găsit în totul, de la bateriile care alimentează telefoanele noastre la telecomanda din oțel inoxidabil, care este folosit pentru a face nostru chiuvete de bucătărie.

• Simbol atomic: Ni
• Număr atomic: 28
• Categorie de elemente: metal de tranziție
• Densitate: 8.908 g / cm³
• Punctul de topire: 1455 ° C
• Punctul de fierbere: 2913 ° C
• Moh's Hardness: 4.0

Nichelul pur reacționează cu oxigenul și, prin urmare, se găsește rar pe suprafața pământului, în ciuda faptului că este al cincilea cel mai abundent element de pe (și în) planeta noastră. In combinatie cu fier, nichelul este extrem de stabil, ceea ce explică atât apariția sa în minereuri care conțin fier, cât și utilizarea eficientă în combinație cu fierul pentru a face oțel inoxidabil.

Nichelul este foarte puternic și rezistent coroziune, ceea ce îl face excelent pentru întărirea metalului aliaje. Este, de asemenea, foarte ductil și

Baronul Axel Fredrik Cronstedt a extras pentru prima dată nichel pur în 1751, dar se știa că există mult mai devreme. Documentele chineze de la aproximativ 1500BC fac referire la „cupru alb” (baitong), care era foarte probabil un aliaj de nichel și argint. Minerii germani din secolul al XV-lea, care credeau că ar putea extrage cupru din minereurile de nichel din Saxonia, au făcut referire la metal ca kupfernickel„cupru diavolului”, în parte datorită încercărilor lor inutile de a extrage cupru din minereu, dar, de asemenea, probabil în parte datorită efectelor asupra sănătății cauzate de conținutul ridicat de arsen în minereu.

În 1889, James Riley a făcut o prezentare la Institutul de fier și oțel din Marea Britanie despre modul în care introducerea nichelului ar putea consolida oțelurile tradiționale. Prezentarea lui Riley a avut ca rezultat o creștere a conștientizării proprietăților benefice de aliere a nichelului și a coincis cu descoperirea depozitelor mari de nichel în Noua Caledonie și Canada.

Până la începutul secolului XX, descoperirea depozitelor de minereu din Rusia și Africa de Sud a făcut posibilă producerea pe scară largă de nichel. 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, la cererea de nichel.

Nichelul este extras în principal din sulfidele de nichel pentlandit, pirotită și millerit, care conțin aproximativ 1% conținut de nichel și limonit și garnierită minereuri lateritice care conțin fier, care conțin aproximativ 4% conținut de nichel. Minereurile de nichel sunt minate în 23 de țări, în timp ce nichelul este topit în 25 de țări diferite.

Procesul de separare pentru nichel depinde foarte mult de tipul de minereu. Sulfurile de nichel, cum ar fi cele găsite în scutul canadian și Siberia, sunt găsite în general în subteran adânc, ceea ce le face consumatoare de forță 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 de a conține impurități ale altor elemente valoroase care pot fi separate economic.

Minereurile de sulf pot fi separate folosind flotarea cu spumă și procedee hidrometalurgice sau magnetice pentru a crea nichel mat și oxid de nichel. Aceste produse intermediare, care conțin de obicei 40-70% nichel, sunt apoi prelucrate în continuare, adesea folosind procedeul Sherritt-Gordon.

Procesul Mond (sau Carbonil) este cea mai comună și eficientă metodă de tratare a sulfurii de nichel. În acest proces, sulfura este tratată cu hidrogen și introdusă într-un cuptor de volatilizare. Aici se întâlnește cu monoxid de carbon la aproximativ 140F° (60C°) pentru a forma gaz carbonil nichel. Gazul carbonil nichel se descompune pe suprafața granulelor de nichel preîncălzite care curg printr-o cameră de căldură până când ating dimensiunea dorită. La temperaturi mai ridicate, acest proces poate fi utilizat pentru a forma pulbere de nichel.

Minereurile lateitice, prin contrast, sunt de obicei topite prin metode piramidale din cauza conținutului ridicat de fier. Minereurile lateitice au, de asemenea, un conținut ridicat de umiditate (35-40%) care necesită uscarea într-un cuptor cuptor rotativ. Produce oxid de nichel, care este apoi redus folosind cuptoare electrice la temperaturi cuprinse între 1360-1610 F ° (1360-1610 C °) și volatilizat pentru a produce metal de nichel clasa I și sulfat de nichel.

Datorită conținutului natural de fier din minereurile lateritice, produsul final al majorității topitorilor care lucrează cu astfel de produse minereurile sunt ferronickel, care poate fi utilizat de producătorii de oțel după impuritățile siliciu, carbon și fosfor sunt îndepărtat.

În funcție de țară, cei mai mari producători de nichel în 2010 au fost Rusia, Canada, Australia și Indonezia. cei mai mari producători de nichel rafinat sunt Norilsk Nickel, Vale S.A. și Jinchuan Group Ltd. În prezent, doar un procent mic de nichel este produs din materiale reciclate.

Nichelul este unul dintre cele mai utilizate metale pe planetă. Potrivit Nickel Institute, metalul este utilizat în peste 300.000 de produse diferite. Cel mai adesea se găsește în oţeluri și aliaje metalice, dar este utilizat și la producția de baterii și permanent magneți.

Oțel inoxidabil
Aproximativ 65% din totalul de nichel produs este din oțel inoxidabil.

Oțeluri austenitice sunt oțeluri inoxidabile nemagnetice care conțin niveluri ridicate de crom și nichel și niveluri scăzute de carbon. Acest grup de oțeluri - clasificate în serie 300 inox - sunt apreciate pentru formabilitatea și rezistența lor la coroziune. Oțelurile austenitice sunt cele mai utilizate pe scară largă din oțel inoxidabil.

Gama austenitică care conține nichel de oțeluri inoxidabile este definită prin cubul lor centrat pe față (FCC) structură de cristal, care are un atom la fiecare colț al cubului și unul la mijlocul fiecăruia față. Această structură de cereale se formează atunci când o cantitate suficientă de nichel este adăugată la aliaj (opt până la zece procente într-un aliaj standard din oțel inox 304).

surse

_{Strada, Arthur. & Alexander, W. O., 1944. Metale în slujba omului. Ediția a 11-a (1998).
USGS. Rezumate Mineral Commodity: Nickel (2011).
Sursă: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Enciclopedia Britannica. Nichel.
Sursă: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Profil metalic: Nichel}