Lastnosti:
- Atomski simbol: Ni
- Atomska številka: 28
- Element Kategorija: prehodna kovina
- Gostota: 8,908 g / cm3
- Tališče: 2651 ° F (1455 ° C)
- Vrelišče: 5275 ° F (2913 ° C)
- Mohova trdota: 4,0
Karakteristike:
Čisti nikelj reagira s kisikom in ga zato redko najdemo na zemeljski površini, kljub temu, da je peti najobsežnejši element na (in v našem) planetu. V kombinaciji z železom je nikelj izjemno stabilen, kar pojasni tako pojavnost v rudah, ki vsebujejo železo, in njegovo učinkovito uporabo v kombinaciji z železom, da bi izdelali nerjavno jeklo.
Nikelj je zelo močan in odporen proti koroziji , zato je odličen za krepitev kovinskih zlitin . Prav tako je zelo duktilna in temprana , lastnosti, ki omogočajo oblikovanje številnih zlitin v žice, palice, cevi in pločevine.
Zgodovina:
Čistega niklja je prvič izvlekel Baron Axel Fredrik Cronstedt leta 1751, vendar je bilo znano, da obstaja veliko prej. Kitajski dokumenti s približno 1500 BC se sklicujejo na "beli baker" ( baitong ), kar je bilo zelo verjetno zlitina niklja in srebra. Nemški rudarji petnajstega stoletja, ki so verjeli, da bi lahko iz bakra iz rude niklja v Saksoniji izvlekli , so se sklicevali na kovino kot kupfernickel - "hudičev baker" - delno zaradi njihovih nezadovoljnih poskusov za pridobivanje bakra iz rude, a tudi deloma zaradi vpliv na zdravje, ki ga povzroča visoka vsebnost arzena v rudi.
Leta 1889 je James Riley predstavil Inštitutu za železo in jeklo v Veliki Britaniji o tem, kako bi uvedba niklja lahko okrepila tradicionalna jekla. Predstavitev Rileyja je privedla do naraščajoče zavesti o koristnih legirnih lastnostih niklja in je sovpadla z odkritjem velikih zalog niklja v Novi Kaledoniji in Kanadi.
Do začetka 20. stoletja je odkritje rudnih nasadov v Rusiji in Južni Afriki omogočilo obsežno proizvodnjo niklja. Nedolgo kasneje sta prva svetovna vojna in druga svetovna vojna znatno povečali jeklo in posledično povpraševanje po niklju.
Produkcija:
Nikelj se prvenstveno ekstrahira iz pentlandita, pirohotita in mlinita nikljevih sulfidov, ki vsebujejo približno 1% vsebnost niklja in limonit in garnierit, ki vsebujejo železo, ki vsebujeta približno 4% vsebnosti niklja. Nikeljske rude so minirane v 23 državah, medtem ko je nikelj v 25 različnih državah.
Postopek ločevanja niklja je močno odvisen od vrste rude. Nikljevih sulfidov, kot so tisti, ki jih najdemo v kanadskem ščitu in Sibiriji, se navadno nahajajo globoko pod zemljo, zaradi česar so delovno intenzivne in drage za pridobivanje. Vendar pa je postopek ločevanja teh rud je veliko cenejši kot pri latentni sorti, kot so tisti v New Caledoniji. Še več, nikljev sulfidi pogosto koristijo, da vsebujejo nečistoče drugih dragocenih elementov, ki jih je mogoče ekonomično ločiti.
Sulfidne rude lahko ločimo z uporabo pene flotacije in hidrometalurških ali magnetnih procesov, da ustvarimo nikelj-mat in nikelj-oksid.
Ti vmesni izdelki, ki ponavadi vsebujejo 40-70% niklja, nato nadalje obdelujemo, pogosto z uporabo postopka Sherritt-Gordon.
Mond (ali karbonilni) proces je najpogostejša in učinkovita metoda za zdravljenje nikljevega sulfida. V tem postopku sulfid obdelamo z vodikom in ga napolnimo v hlapljalno peč. Tukaj ustreza ogljikovemu monoksidu pri okoli 140 ° C (60 ° C), da se tvori nikelj karbonilni plin. Plinski karbonilni nikelj se razgradi na površini predhodno segretih pelatov niklja, ki tečejo skozi toplotno komoro, dokler ne dosežejo želene velikosti. Pri višjih temperaturah se lahko ta postopek uporabi za oblikovanje prahu iz niklja.
Nasprotno pa lateritske rude običajno izvirajo iz pirometalnih metod zaradi njihove visoke vsebnosti železa. Lateritske rude imajo tudi visoko vsebnost vlage (35-40%), ki zahteva sušenje v peči za rotacijsko peč.
Proizvaja nikelj oksid, ki se nato zmanjša z uporabo električnih peč pri temperaturah med 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) in hlapljivi, da proizvedejo niklja in niklja sulfata razreda I.
Zaradi naravno prisotne vsebnosti železa v lateritnih rudah je končni proizvod večine topil, ki delujejo s takšnimi rudami, feronikel, ki ga lahko proizvajalci jekla odstranijo po silicija , ogljiku in fosfornih nečistočah.
Največji proizvajalci niklja v letu 2010 so bili Rusija, Kanada, Avstralija in Indonezija. Največji proizvajalci rafiniranega niklja so Norilsk Nickel, Vale SA in Jinchuan Group Ltd. Trenutno je le majhen odstotek niklja proizveden iz recikliranih materialov.
Aplikacije:
Nikelj je ena od najbolj razširjenih kovin na planetu. Po Nickelovem inštitutu se kovina uporablja v več kot 300.000 različnih izdelkih. Najpogosteje se nahaja v jeklih in kovinskih zlitinah, vendar se uporablja tudi pri proizvodnji baterij in trajnih magnetov .
Nerjaveče jeklo:
Približno 65% vseh proizvedenih niklja gre v nerjavno jeklo .
Austenitna jekla so nemagnetna nerjavna jekla, ki vsebujejo visoke vsebnosti kroma in niklja ter nizke vsebnosti ogljika. Ta skupina jekel, razvrščena kot nerjavna serija 300, so cenjena zaradi njihove oblike in odpornosti proti koroziji. Austenitics so najbolj razširjeni razred iz nerjavečega jekla .
Avstenitno vrsto nerjavnih jekel, ki vsebujejo nikelj, določa njihova kristalna struktura, osredotočena na obraz, ki ima en atom na vsakem kotu kocke in eno na sredini vsakega obraza. Ta zrna struktura tvori, ko se zlitini doda zadostna količina niklja (osem do deset odstotkov v standardni zlitini iz nerjavnega jekla 304 ).
Viri:
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Kovine v službi človeka . 11. izdaja (1998).
USGS. Povzetki mineralnih surovin: Nikelj (2011).
Vir: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Enciklopedija Britannica. Nikelj.
Vir: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Profil kovin: Nikelj