Ejendomme:
- Atomisk symbol: Ni
- Atomisk nummer: 28
- Element Kategori: Overgangsmetal
- Tæthed: 8,908 g / cm3
- Smeltepunkt: 2651 ° F (1455 ° C)
- Kogepunkt: 5275 ° F (2913 ° C)
- Mohs hårdhed: 4.0
Egenskaber:
Ren nikkel reagerer med ilt og er derfor sjældent fundet på jordens overflade, på trods af at det er det femte mest overflødige element på (og i) vores planet. I kombination med jern er nikkel ekstremt stabil, hvilket forklarer både dets forekomst i jernholdige malme og dets effektive anvendelse i kombination med jern til fremstilling af rustfrit stål.
Nikkel er meget stærk og korrosionsbestandig , hvilket gør den fremragende til at styrke metallegeringer . Det er også meget duktilt og formbar , egenskaber, der gør det muligt for sine mange legeringer at blive formet til ledninger, stænger, rør og plader.
Historie:
Ren nikkel blev først udtaget af Baron Axel Fredrik Cronstedt i 1751, men det var kendt at eksistere meget tidligere. Kinesiske dokumenter fra omkring 1500BC henviser til "hvidt kobber" ( baitong ), hvilket sandsynligvis var en legering af nikkel og sølv. Femtende århundrede tyske minearbejdere, der troede at de kunne udvinde kobber fra nikkelmalme i Sachsen, henviste til metallet som kupfernickel - "Djævelens kobber" - dels på grund af deres forgæves forsøg på at udvinde kobber fra malmen, men også sandsynligvis delvis på grund af de sundhedsmæssige virkninger forårsaget af høj arsenindhold i malmen.
I 1889 fremlagde James Riley en præsentation til Iron and Steel Institute of Great Britain om, hvordan indførelsen af nikkel kunne styrke traditionelle stål. Rileys præsentation resulterede i en voksende bevidsthed om nikkelets gavnlige legeringsegenskaber og faldt sammen med opdagelsen af store nikkelaflejringer i Ny Kaledonien og Canada.
Ved begyndelsen af det 20. århundrede gjorde opdagelsen af malmaflejringer i Rusland og Sydafrika stor produktion af nikkel mulig. Ikke længe efter førte Første Verdenskrig og Anden Verdenskrig til en betydelig stigning i stål og dermed efterspørgslen efter nikkel.
Produktion:
Nikkel er primært ekstraheret fra nikkel sulfider pentlandit, pyrrhotite og millerite, som indeholder ca. 1% nikkelindhold, og den jernholdige lateritiske malm limonit og garnierit, som indeholder ca. 4% nikkelindhold. Nikkelmalme udvides i 23 lande, mens nikkel smelter i 25 forskellige lande.
Adskillelsesprocessen for nikkel er stærkt afhængig af typen af malm. Nikkel sulfider, som dem, der findes i canadiske skild og sibirien, findes generelt dybt under jorden, hvilket gør dem arbejdskrævende og dyre at udvinde. Adskillelsesprocessen for disse malme er imidlertid meget billigere end for den lateritiske sort, som dem, der findes i Ny Kaledonien. Endvidere har nikkel sulfider ofte fordelene ved at indeholde urenheder af andre værdifulde elementer, der kan være økonomisk adskilte.
Sulphidmalm kan adskilles under anvendelse af skumflotation og hydrometallurgiske eller magnetiske processer til dannelse af nikkelmatte og nikkeloxid.
Disse mellemprodukter, der sædvanligvis indeholder 40-70% nikkel, behandles derefter yderligere, ofte under anvendelse af Sherritt-Gordon-processen.
Mund (eller Carbonyl) -processen er den mest almindelige og effektive metode til behandling af nikkelsulfid. I denne proces behandles sulfidet med hydrogen og indføres i en fordampningsovn. Her møder det carbonmonoxid ved ca. 140F ° (60 ° C) for at danne nikkelcarbonylgas. Nikkelcarbonylgassen dekomponerer på overfladen af forvarmede nikkelpellets, som strømmer gennem et varmekammer, indtil de når den ønskede størrelse. Ved højere temperaturer kan denne proces bruges til at danne nikkelpulver.
Lateritære malme bliver derimod normalt smeltet af pyrometalliske metoder på grund af deres høje jernindhold. Lateritiske malmer har også et højt fugtindhold (35-40%), der kræver tørring i en ovnovn.
Det producerer nikkeloxid, som derefter reduceres ved hjælp af elektriske ovne ved temperaturer mellem 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) og fordampes til fremstilling af klasse I nikkelmetal og nikkelsulfat.
På grund af det naturligt forekommende jernindhold i lateritiske malmer er slutproduktet fra de fleste smelteværker, der arbejder med sådanne malme, ferronickel, som kan anvendes af stålproducenter efter at silicium , kulstof og fosfor urenheder er fjernet.
Efter land var de største producenter af nikkel i 2010 Rusland, Canada, Australien og Indonesien. De største producenter af raffineret nikkel er Norilsk Nickel, Vale SA og Jinchuan Group Ltd. På nuværende tidspunkt produceres kun en lille procentdel af nikkel fra genanvendte materialer.
Applikationer:
Nikkel er et af de mest anvendte metaller på planeten. Ifølge Nickel Institute, er metallet brugt i over 300.000 forskellige produkter. Oftest findes den i stål og metallegeringer, men den bruges også til fremstilling af batterier og permanente magneter .
Rustfrit stål:
Omkring 65% af alt produceret nikkel går i rustfrit stål .
Austenitiske stål er ikke-magnetiske rustfrit stål, der indeholder høje niveauer af krom og nikkel og lavt indhold af kulstof. Denne gruppe af stål - klassificeret som 300-serien rustfri - er værdsat for deres formbarhed og korrosionsbestandighed. Austenitik er den mest udbredte klasse af rustfrit stål .
Det nikkelholdige austenitiske sortiment af rustfrit stål defineres af deres ansigtscentrerede kubiske (FCC) krystalstruktur, som har et atom i hvert hjørne af terningen og en i midten af hvert ansigt. Denne kornstruktur dannes, når en tilstrækkelig mængde nikkel tilsættes legeringen (otte til ti procent i en standard 304 rustfri stållegering ).
Kilder:
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metaller i Service of Man . 11. udgave (1998).
USGS. Mineral Commodity Summaries: Nickel (2011).
Kilde: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Encyclopedia Britannica. Nikkel.
Kilde: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Metalprofil: Nikkel