Nickelmetall | Egenskaper, historia, produktion och användningsområden

Nickel är en stark, glansig, silvervit metall som är en häft i våra dagliga liv och kan hittas i allt från batterierna som driver våra TV-fjärrkontroller till det rostfria stål som används för att gör våra diskbänkar.

Egenskaper:

• Atomic Symbol: Ni
• Atomnummer: 28
• Element Kategori: Övergångsmetall
• Densitet: 8. 908 g / cm ³
• Smältpunkt: 2651 ° F (1455 ° C)
• Kokpunkt: 5275 ° F (2913 ° C)
• Mohs hårdhet: 4. 0

- 9 ->

Egenskaper:

Ren nickel reagerar med syre och finns därför sällan på jordens yta, trots att den är den femte rikaste delen på (och i) vår planet. I kombination med järn är nickel extremt stabil, vilket förklarar både dess förekomst i järnhaltiga malmer och dess effektiva användning i kombination med järn för att tillverka rostfritt stål.

Nickel är mycket stark och korrosionsbeständig, vilket gör den utmärkt för att stärka metalllegeringar. Det är också mycket duktil och formbar, egenskaper som gör att dess många legeringar kan formas till tråd, stavar, rör och lakan.

Historia:

Ren nickel extraherades först av Baron Axel Fredrik Cronstedt år 1751, men det var känt att det fanns mycket tidigare. Kinesiska dokument från 1500BC hänvisar till "vit koppar" ( baitong ), vilket var mycket sannolikt en legering av nickel och silver. Femtonde århundradet tyska gruvarbetare, som trodde att de kunde ta ut koppar från nickelmalm i Sachsen, hänvisade till metallen som " -" Djävulens koppar "- delvis på grund av deras fula försök att ta bort koppar från malmen, men sannolikt troligen delvis på grund av de hälsoeffekter som orsakas av hög arsenhalt i malmen.

I 1889 presenterade James Riley en presentation till Iron and Steel Institute of Great Britain om hur införandet av nickel skulle kunna stärka traditionella stål. Rileys presentation resulterade i en ökande medvetenhet om nickelns fördelaktiga legeringsegenskaper och sammanföll med upptäckten av stora nickelfyndigheter i Nya Kaledonien och Kanada.

I början av 1900-talet gjorde upptäckten av malmfyndigheter i Ryssland och Sydafrika storskalig produktion av nickel. Inte långt efter resulterade första världskriget och andra världskriget i en betydande ökning av stål och därmed nickelbehov.

Produktion:

Nickel extraheras huvudsakligen från nickelsulfiderna pentlandit, pyrrhotite och millerite, som innehåller ca 1% nickelhalt och den järninnehållande lateritiska malmlimoniten och garnieriten, som innehåller ca 4% nickelhalt. Nickelmalm bryts i 23 länder, medan nickel smälts i 25 olika länder.

Separationsprocessen för nickel är mycket beroende av typen av malm.Nickelsulfider, som de som finns i den kanadensiska skölden och Sibirien, finns allmänt djupa underjordiska, vilket gör dem arbetsintensiva och dyra att extrahera. Separationsprocessen för dessa malmer är emellertid mycket billigare än för den senare sorten, såsom de som finns i Nya Kaledonien. Dessutom har nickelsulfider ofta fördelen med att innehålla föroreningar av andra värdefulla element som kan vara ekonomiskt separerade.

Sulfidmalmer kan separeras med användning av skumflotation och hydrometallurgiska eller magnetiska processer för att skapa nickelmat och nickeloxid.

Dessa intermediära produkter, som vanligen innehåller 40-70% nickel, bearbetas sedan vidare, ofta med Sherritt-Gordon-processen.

Munnen (eller Carbonyl) -processen är den vanligaste och mest effektiva metoden för behandling av nickelsulfid. I denna process behandlas sulfiden med väte och matas in i en förgasningsugn. Här möter den kolmonoxid vid ca 140F

°

(60C ° ) för att bilda nickelkarbonylgas. Nickelkarbonylgasen sönderdelas på ytan av förvärmda nickelpellets som strömmar genom en värmekammare tills de når önskad storlek. Vid högre temperaturer kan denna process användas för att bilda nickelpulver. Lateritiska malmer är däremot vanligtvis smälta av pyrometalliska metoder på grund av deras höga järnhalt. Lateritiska malmer har också en hög fuktighet (35-40%) som kräver torkning i en roterugnugn. Det producerar nickeloxid, som sedan reduceras med hjälp av elektriska ugnar vid temperaturer mellan 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) och förflyktas för att producera klass I nickelmetall och nickelsulfat. På grund av det naturligt förekommande järninnehållet i lateritiska malm är slutprodukten från de flesta smältverk som arbetar med sådana malmer ferro-nickel, som kan användas av stålproducenter efter att kisel-, kol- och fosforföroreningar avlägsnats.

Enligt land var de största tillverkarna av nickel 2010 Ryssland, Kanada, Australien och Indonesien. De största tillverkarna av raffinerat nickel är Norilsk Nickel, Vale S. A. och Jinchuan Group Ltd. För närvarande produceras endast en liten procentandel nickel av återvunnet material.

Tillämpningar:

Nickel är en av de mest använda metallerna på planeten. Enligt Nickel Institute används metallen i över 300, 000 olika produkter. Oftast finns det i stål och metalllegeringar, men används även vid tillverkning av batterier och permanenta magneter.

Rostfritt stål:

Omkring 65% av all tillverkad nickel går i rostfritt stål.

Austenitiska stål är icke-magnetiska rostfria stål som innehåller höga halter av krom och nickel och låga halter kol. Denna grupp av stål - klassificerad som 300-serien rostfritt - värderas för deras formbarhet och korrosionsbeständighet. Austenitics är den mest använda klassen av rostfritt stål.

Det nickelinnehållande austenitiska sortimentet av rostfria stål definieras av sin kristallstruktur med ansiktscentrerad kubik (FCC), som har en atom vid varje kubhörk och en i mitten av varje ansikte.Denna kornstruktur bildas när en tillräcklig mängd nickel tillsätts legeringen (åtta till tio procent i en standard 304 rostfri stållegering).
Följ Terence på Google+

Källor:

Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944.

Metaller i tjänsten av mannen

_{. 11: e upplagan (1998).}

_{USGS. Mineralvaror Sammanfattningar: Nickel (2011). Källa: // mineraler. usgs. gov / mineraler / pubar / råvara / nickel / Encyclopedia Britannica. Nickel.
Källa: // www. Annica. com / EBchecked / topic / 414238 / nickel-Ni
Metallprofil: Nickel}