Nikel, günlük yaşamımızın temelini oluşturan güçlü, parlak, gümüşi beyaz bir metaldir ve bizim televizyon uzaktan kumanda pilleri her şeyi yapmak için kullanılan paslanmaz çelik kadar her şey mutfak lavaboları.
Özellikleri
- Atom Sembolü: Ni
- Atom Numarası: 28
- Eleman Kategorisi: Geçiş metali
- Yoğunluk: 8,908 g / cm3
- Erime Noktası: 1455 ° C (2651 ° F)
- Kaynama Noktası: 2913 ° C
- Moh’un Sertliği: 4.0
Özellikleri
Saf nikel oksijenle reaksiyona girer ve bu nedenle gezegenimizdeki (ve içindeki) beşinci en bol element olmasına rağmen, nadiren dünya yüzeyinde bulunur. İle bütünlüğünde Demir, nikel son derece kararlıdır, bu da hem demir içeren cevherlerdeki oluşumunu hem de demir ile birlikte paslanmaz çelik yapmak için etkin kullanımını açıklar.
Nikel çok güçlü ve dayanıklı aşınma, metali güçlendirmek için mükemmel kılar alaşımlar. Aynı zamanda çok sünek ve biçimlendirilebilir, birçok alaşımının tel, çubuk, boru ve levha şeklinde şekillendirilmesine izin veren özellikler.
Tarih
Baron Axel Fredrik Cronstedt ilk olarak 1751'de saf nikeli çıkardı, ancak çok daha önce var olduğu biliniyordu. 1500BC civarında Çin belgeleri 'beyaz bakır' (
Baitong) büyük olasılıkla nikel ve gümüş alaşımıdır. Saksonya'daki nikel cevherlerinden bakır çıkarabileceklerine inanan on beşinci yüzyıl Alman madencileri metale kupfernickel'şeytanın bakırı', kısmen cevherden bakır çıkarmak için nafile girişimleri nedeniyle, ama aynı zamanda kısmen cevherdeki yüksek arsenik içeriğinin neden olduğu sağlık etkileri nedeniyle.1889'da James Riley, Büyük Britanya Demir ve Çelik Enstitüsü'ne nikelin tanıtımının geleneksel çelikleri nasıl güçlendirebileceği hakkında bir sunum yaptı. Riley'nin sunumu nikelin faydalı alaşım özellikleri konusunda artan bir farkındalıkla sonuçlandı ve Yeni Kaledonya ve Kanada'da büyük nikel yataklarının keşfedilmesine denk geldi.
20. yüzyılın başlarında, Rusya ve Güney Afrika'daki maden yataklarının keşfi, büyük ölçekli nikel üretimini mümkün kıldı. Çok geçmeden, I. Dünya Savaşı ve II. Dünya Savaşı çelikte ve dolayısıyla nikel talebinde önemli bir artışla sonuçlandı.
Üretim
Nikel esas olarak yaklaşık% 1 içeren nikel sülfitler pentlandit, pirotit ve milleritten çıkarılır. nikel içeriği ve yaklaşık% 4 nikel içeriği içeren demir içeren lateritik cevher limonit ve garnierit. Nikel cevheri 23 ülkede çıkarılırken, nikel 25 farklı ülkede eritilir.
Nikel için ayırma işlemi büyük ölçüde cevher tipine bağlıdır. Kanada Kalkanı ve Sibirya'da bulunanlar gibi nikel sülfürler genellikle yeraltında derinlerde bulunur ve bu da onları emek yoğun ve çıkarılması pahalı hale getirir. Bununla birlikte, bu cevherler için ayırma işlemi, Yeni Kaledonya'da bulunanlar gibi lateritik çeşitlilikten çok daha ucuzdur. Ayrıca, nikel sülfürler genellikle ekonomik olarak ayrılabilen diğer değerli elementlerin safsızlıklarını ihtiva etme yararına sahiptir.
Sülfür cevherleri, köpük yüzdürme ve hidrometalurjik veya manyetik işlemler kullanılarak nikel mat ve nikel oksit oluşturmak için ayrılabilir. Genellikle% 40-70 nikel içeren bu ara ürünler daha sonra, genellikle Sherritt-Gordon Süreci kullanılarak işlenir.
Mond (veya Karbonil) Prosesi, nikel sülfürün tedavisinde en yaygın ve etkili yöntemdir. Bu işlemde, sülfür hidrojen ile muamele edilir ve bir buharlaşma fırınına beslenir. Burada yaklaşık 140F'de karbon monoksit ile buluşuyor° (60C°) nikel karbonil gazı oluşturmak için. Nikel karbonil gazı, bir ısı odasından istenen boyuta ulaşana kadar akan önceden ısıtılmış nikel peletlerinin yüzeyinde ayrışır. Daha yüksek sıcaklıklarda, bu işlem nikel tozu oluşturmak için kullanılabilir.
Lateritik cevherler, aksine, yüksek demir içerikleri nedeniyle genellikle piro-metalik yöntemlerle eritilir. Lateritik cevherler ayrıca bir döner fırın fırında kurutma gerektiren yüksek bir nem içeriğine (% 35-40) sahiptir. Nikel oksit üretir; daha sonra 2480-2930 ° C (1360-1610 ° C) arasındaki sıcaklıklarda elektrikli fırınlar kullanılarak indirgenir ve Sınıf I nikel metal ve nikel sülfat üretmek üzere uçucu hale gelir.
Afteritik cevherlerdeki doğal olarak oluşan demir içeriği nedeniyle, bu tür ile çalışan çoğu eriticinin son ürünü cevherler, silikon, karbon ve fosfor safsızlıklarından sonra çelik üreticileri tarafından kullanılabilen ferronickel'dir. çıkarıldı.
Ülkeye göre, 2010 yılında en büyük nikel üreticileri Rusya, Kanada, Avustralya ve Endonezya idi. en büyük rafine nikel üreticileri Norilsk Nickel, Vale S.A. ve Jinchuan Group Ltd. Günümüzde geri dönüştürülmüş malzemelerden çok az miktarda nikel üretilmektedir.
Uygulamalar
Nikel, gezegendeki en yaygın kullanılan metallerden biridir. Nikel Enstitüsü'ne göre, metal 300.000'den fazla farklı üründe kullanılmaktadır. Çoğu zaman içinde bulunur çelikler ve metal alaşımları, ama aynı zamanda pil ve kalıcı üretiminde kullanılır mıknatıslar.
Paslanmaz çelik
Üretilen tüm nikelin yaklaşık% 65'i paslanmaz çeliktir.
Östenitik çelikler yüksek seviyelerde manyetik olmayan paslanmaz çeliklerdir. krom ve nikel ve düşük karbon seviyeleri. 300 serisi paslanmaz olarak sınıflandırılan bu çelik grubu şekillendirilebilirlikleri ve korozyona karşı dirençleri ile değerlenir. Östenitik çelikler en yaygın kullanılan paslanmaz çelik kalitesidir.
Nikel içeren östenitik paslanmaz çelik serisi, yüz merkezli kübikleriyle tanımlanır Küpün her köşesinde bir atom ve her birinin ortasında bir atom bulunan (FCC) kristal yapı yüzü. Bu tahıl yapısı, alaşıma yeterli miktarda nikel eklendiğinde (standart 304 paslanmaz çelik alaşımında yüzde sekiz ila on) oluşur.
Kaynaklar
Sokak Arthur. & Alexander, W. O., 1944. İnsanın Hizmetinde Metaller. 11. Baskı (1998).
USGS. Maden Emtia Özetleri: Nikel (2011).
Kaynak: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Britanika Ansiklopedisi. Nikel.
Kaynak: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Metal Profil: Nikel