Egenskaper:
- Atomisk symbol: Ni
- Atomisk nummer: 28
- Element Kategori: Overgangsmetall
- Tetthet: 8,908 g / cm3
- Smeltepunkt: 2651 ° F (1455 ° C)
- Kokepunkt: 5275 ° F (2913 ° C)
- Mohs hardhet: 4.0
Kjennetegn:
Ren nikkel reagerer med oksygen og er derfor sjelden funnet på jordens overflate, til tross for at den er den femte mest overflødige elementet på (og i) vår planet. I kombinasjon med jern er nikkel ekstremt stabil, noe som forklarer både forekomsten i jernholdige malmer og effektiv bruk i kombinasjon med jern for å lage rustfritt stål.
Nikkel er veldig sterk og motstandsdyktig mot korrosjon , noe som gjør den utmerket til å styrke metalllegeringer . Det er også svært fleksible og formbare egenskaper som gjør at mange legeringer kan formes til ledninger, stenger, rør og ark.
Historie:
Ren nikkel ble først hentet av Baron Axel Fredrik Cronstedt i 1751, men det var kjent å eksistere mye tidligere. Kinesiske dokumenter fra rundt 1500BC refererer til "hvitt kobber" ( baitong ), som sannsynligvis var en legering av nikkel og sølv. Femtende århundre tyske gruvearbeidere, som trodde at de kunne trekke kobber fra nikkelmalm i Sachsen, refererte til metallet som kupfernickel - "djevelenes kobber" - delvis på grunn av deres uhåndterlige forsøk på å trekke kobber fra malmen, men også sannsynligvis delvis på grunn av Helseeffekter forårsaket av høy arseninnhold i malmen.
I 1889 gjorde James Riley en presentasjon til Iron and Steel Institute of Great Britain om hvordan introduksjonen av nikkel kunne styrke tradisjonell stål. Rileys presentasjon resulterte i en økende bevissthet om nikkelets fordelaktige legeringsegenskaper og sammenfalt med oppdagelsen av store nikkelavsetninger i Ny-Caledonia og Canada.
Ved begynnelsen av det 20. århundre gjorde oppdagelsen av malmforekomster i Russland og Sør-Afrika stor produksjon av nikkel. Ikke lenge etter, førte verdenskrig og andre verdenskrig til en betydelig økning i stål og dermed nikkel etterspørsel.
Produksjon:
Nikkel er primært ekstrahert fra nikkel sulfider pentlanditt, pyrrhotite og millerite, som inneholder ca 1% nikkelinnhold, og den jernholdige laterittmalm limonitt og garnieritt, som inneholder ca 4% nikkelinnhold. Nikkelmalm er utvunnet i 23 land, mens nikkel smelter i 25 forskjellige land.
Separasjonsprosessen for nikkel er svært avhengig av typen malm. Nikkel sulfider, som de som finnes i det kanadiske skjoldet og sibirien, er vanligvis funnet dypt under jorden, noe som gjør dem arbeidskrevende og kostbare å trekke ut. Imidlertid er separasjonsprosessen for disse malmene mye billigere enn for den lateritiske variasjonen, som de som finnes i Ny-Caledonia. Dessuten har nikkel sulfider ofte fordelen av å inneholde urenheter av andre verdifulle elementer som kan være økonomisk skilt.
Sulfidmalm kan separeres ved bruk av skumflotasjon og hydrometallurgiske eller magnetiske prosesser for å lage nikkelmat og nikkeloksid.
Disse mellomprodukter, som vanligvis inneholder 40-70% nikkel, blir deretter viderebehandlet, ofte ved hjelp av Sherritt-Gordon-prosessen.
Munnprosessen (eller karbonyl) er den vanligste og mest effektive metoden for å behandle nikkel sulfid. I denne prosessen blir sulfidet behandlet med hydrogen og matet inn i en fordampningsovn. Her møter det karbonmonoksid ved ca. 140F ° (60 ° C) for å danne nikkelkarbonylgass. Nikkelkarbonylgassen dekomponerer på overflaten av forvarmede nikkelpellets som strømmer gjennom et varmekammer til de når ønsket størrelse. Ved høyere temperaturer kan denne prosessen brukes til å danne nikkelpulver.
Laterittiske malmer, derimot, smelter vanligvis ved pyrometalliske metoder på grunn av deres høye jerninnhold. Laterittiske malmer har også et høyt fuktighetsinnhold (35-40%) som krever tørking i en roterende ovnovn.
Det produserer nikkel oksid, som deretter reduseres ved hjelp av elektriske ovner ved temperaturer mellom 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) og fordampes for å produsere klasse I nikkelmetall og nikkel sulfat.
På grunn av det naturlig forekommende jerninnholdet i lateritiske malmer er sluttproduktet til de fleste smelteverk som arbeider med slike malm, ferronickel, som kan brukes av stålprodusenter etter at silisium , karbon og fosforforurensninger er fjernet.
Etter land var de største produsentene av nikkel i 2010 Russland, Canada, Australia og Indonesia. De største produsentene av raffinert nikkel er Norilsk Nickel, Vale SA og Jinchuan Group Ltd. For tiden er bare en liten prosentandel nikkel produsert av resirkulert materiale.
Applikasjoner:
Nikkel er en av de mest brukte metaller på planeten. Ifølge Nickel Institute, brukes metallet i over 300.000 forskjellige produkter. Oftest er det funnet i stål og metall legeringer, men det brukes også til produksjon av batterier og permanente magneter .
Rustfritt stål:
Om lag 65% av alt produsert nikkel produseres i rustfritt stål .
Austenittiske stål er ikke-magnetiske rustfritt stål som inneholder høye nivåer av krom og nikkel og lave karbonnivåer. Denne gruppen av stål - klassifisert som 300-serien rustfritt - er verdsatt for formbarhet og korrosjonsbestandighet. Austenitikk er den mest brukte klasse av rustfritt stål .
Det nikkelholdige austenitiske sortimentet av rustfritt stål er definert av deres krystallstruktur med ansikts-sentrert kubikk (FCC), som har ett atom i hvert hjørne av terningen og en i midten av hvert ansikt. Denne kornstrukturen dannes når en tilstrekkelig mengde nikkel tilsettes til legeringen (åtte til ti prosent i en standard 304 rustfritt stållegering ).
kilder:
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metaller i menneskets tjeneste . 11. utgave (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
Metallprofil: Nikkel