Metal Profil: Nikel

Nikel, günlük hayatımızın bir parçası olan güçlü, parlak, gümüşi beyaz bir metaldir ve televizyonun uzaktan kumandası ile pillerinden, mutfak lavabolarımızı yapmak için kullanılan paslanmaz çeliğe kadar her şeyde bulunabilir.

Özellikleri:

• Atomik sembolü: ni
• Atom Numarası: 28
• Eleman Kategorisi: Geçiş metali
• Yoğunluk: 8.908 g / cm ³
• Erime Noktası: 2651 ° F (1455 ° C)
• Kaynama Noktası: 5275 ° F (2913 ° C)
• Moh sertlik: 4.0

Özellikleri:

Saf nikel oksijenle reaksiyona girer ve bu nedenle dünya yüzeyinde nadiren yer alır ve gezegenimizdeki (ve) en beşinci elementi olmasına rağmen. Demir ile kombinasyon halinde, nikel, demir içeren cevherlerde ortaya çıkmasını ve bunun demir ile birlikte paslanmaz çeliğin yapımında etkili kullanımını açıklayan son derece kararlıdır.

Nikel, korozyona karşı çok güçlü ve dayanıklı olup, metal alaşımlarının güçlendirilmesi için mükemmeldir. Aynı zamanda çok sünek ve dövülebilir özelliktedir, birçok alaşımının tel, çubuk, boru ve tabaka halinde şekillendirilmesini sağlayan özelliklerdir.

Tarihçe:

Saf nikel ilk olarak 1751'de Baron Axel Fredrik Cronstedt tarafından çıkarıldı, ancak daha önce var olduğu biliniyordu. 1500 bin civarında Çinli belgeler, büyük olasılıkla bir nikel ve gümüş alaşımı olan 'beyaz bakır' ( baitong ) 'a başvurmaktadır . On beşinci asır Alman madenci, Saksonya'daki nikel cevherlerinden bakır çıkarabileceğine inandığında, metale kupfernickel olarak değindiler - 'şeytanın bakır'ı - kısmen de olsa, bakırdan cevherden bakır çıkarma çabaları nedeniyle kısmen de kısmen Cevherdeki yüksek arsenik içeriğin neden olduğu sağlık etkileri.

1889'da James Riley, İngiltere'nin Demir ve Çelik Enstitüsü'ne nikel uygulamasının geleneksel çelikleri nasıl güçlendirebileceğine dair bir sunum yaptı. Riley'nin sunumu, Nickel'in faydalı alaşım özellikleri hakkında artan bir bilinçle sonuçlandı ve Yeni Kaledonya ve Kanada'daki büyük nikel yataklarının keşfiyle çakıştı.

20. yüzyılın başlarına gelindiğinde, Rusya ve Güney Afrika'daki maden yataklarının keşfi, büyük ölçekli nikel üretimi gerçekleştirdi. Çok geçmeden, I. Dünya Savaşı ve II. Dünya Savaşı, çelikte ve dolayısıyla nikel talebinde önemli bir artışa neden oldu.

Üretim:

Nikel esas olarak yaklaşık% 1 oranında nikel içeriği içeren nikel sülfür pentlandit, pirotin ve millerit ve yaklaşık% 4 oranında nikel içeriği içeren demir içeren lateritik cevher limonit ve garnieritten elde edilir. Nikel cevherleri 23 ülkede çıkarılırken, nikel 25 farklı ülkede eritildi.

Nikel için ayırma işlemi yüksek oranda cevher tipine bağlıdır. Kanada Kalkanı ve Sibirya'da bulunanlar gibi nikel sülfitler genellikle yeraltında bulunur ve bu da onları emek yoğun ve pahalı hale getirir. Bununla birlikte, bu cevherler için ayrılma süreci Yeni Kaledonya'da bulunanlar gibi lateritik çeşitlerden çok daha ucuzdur. Ayrıca, nikel sülfitler genellikle ekonomik olarak ayrılabilen diğer değerli elementlerin safsızlıklarını ihtiva etme yararına sahiptir.

Sülfit cevherleri, nikel mat ve nikel oksit oluşturmak için köpük flotasyon ve hidrometalurjik veya manyetik prosesler kullanılarak ayrılabilir.

Genellikle% 40-70 oranında nikel içeren bu ara ürünler, daha sonra Sherritt-Gordon Süreci kullanılarak daha fazla işlenir.

Mond (veya Karbonil) Prosesi, nikel sülfitin tedavisinde en yaygın ve etkili yöntemdir. Bu işlemde, sülfür hidrojen ile işlenir ve bir uçucu hale getirme fırınına beslenir. Burada nikel karbonil gazı oluşturmak için karbon monoksit yaklaşık 140F ° (60C ° ) ile buluşur. Nikel karbonil gazı, önceden ısıtılmış nikel peletlerinin yüzeyinde, istenen boyuta ulaşana kadar bir ısı bölmesinden akar. Daha yüksek sıcaklıklarda, bu işlem nikel tozu oluşturmak için kullanılabilir.

Lateritik cevherler, aksine, yüksek demir içeriği nedeniyle genellikle piro-metalik yöntemlerle eritilirler. Lateritik cevherler ayrıca döner fırın fırınında kurutma gerektiren yüksek nem içeriğine (% 35-40) sahiptir.

Nikel oksit üretir, daha sonra 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) arasındaki sıcaklıklarda elektrikli fırınlar kullanılarak indirgenir ve Sınıf I nikel metal ve nikel sülfat üretmek için uçucu hale getirilir.

Lateritik cevherlerde doğal olarak oluşan demir içeriğine bağlı olarak, bu tür cevherlerle çalışan çoğu çürüğün son ürünü ferronickel olup, silisyum , karbon ve fosfor katışkıları giderildikten sonra çelik üreticileri tarafından kullanılabilir.

Ülkeye göre, 2010 yılında en büyük nikel üreticileri Rusya, Kanada, Avustralya ve Endonezya'dır. En büyük rafine nikel üreticileri Norilsk Nickel, Vale SA ve Jinchuan Group Ltd'dir. Şu anda, geri dönüştürülmüş malzemelerden sadece az miktarda nikel üretilmektedir.

Uygulamalar:

Nikel, gezegendeki en yaygın kullanılan metallerden biridir. Nikel Enstitüsü'ne göre, metal 300.000'den fazla farklı ürün kullanılıyor. Çoğunlukla çeliklerde ve metal alaşımlarında bulunur, fakat aynı zamanda pillerin ve daimi mıknatısların üretiminde de kullanılır.

Paslanmaz çelik:
Üretilen tüm nikellerin yaklaşık% 65'i paslanmaz çeliğe girmektedir.

Östenitik çelikler , yüksek seviyelerde krom ve nikel ve düşük karbon seviyeleri içeren manyetik olmayan paslanmaz çeliklerdir. 300 serisi paslanmaz olarak sınıflandırılan bu çelik grubu, şekillendirilebilirlikleri ve korozyona karşı dayanıklılığı açısından değerlidir. Östenitikler en çok kullanılan paslanmaz çelik kalitesidir.

Nikel içeren östenitik paslanmaz çelikler aralığı, küpün her köşesinde bir atomu olan ve her yüzün ortasında bulunan yüz merkezli kübik (FCC) kristal yapısı ile tanımlanır. Bu tane yapısı, alaşımına yeterli miktarda nikel eklendiğinde oluşur (standart 304 paslanmaz çelik alaşımında yüzde sekiz ila on oranında).

Kaynaklar:

_{Sokak Arthur. & Alexander, WO 1944. İnsanın Hizmetindeki Metaller . 11. Baskı (1998).
USGS. Mineral 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}