(οι αριθμοί συντονισμού υποδεικνύονται σε παρενθέσεις) Ni 2+ 0,069 nm (4), 0,077 nm (5), 0,083 nm (6).

Μέση περιεκτικότητα σε νικέλιο σε φλοιός της γης 8-10 -3% κατά βάρος, στους ωκεανούς 0,002 mg/l. Γνωστό περίπου. 50 νικέλιο, εκ των οποίων τα σημαντικότερα είναι: πενταλαντίτης (Fe,Ni) 9 S 8, μιλερίτης NiS, γαρνιερίτης (Ni, Mg) 3 Si 4 O 10 (OH) 10. 4H 2 O, revdinskite (non-puite) (Ni, Mg) 3 Si 2 O 5 (OH) 4, νικέλιο NiAs, annabergite Ni 3 (AsO 4) 2 8H 2 O. Το νικέλιο εξορύσσεται κυρίως από θειούχο χαλκό-νικέλιο ( Καναδάς, Αυστραλία, Νότια Αφρική) και από πυριτικά οξειδωμένα (Νέα Καληδονία, Κούβα, Φιλιππίνες, Ινδονησία κ.λπ.). Τα παγκόσμια αποθέματα νικελίου στην ξηρά υπολογίζονται σε 70 εκατομμύρια τόνους.

Ιδιότητες.Νικέλιο-ασημί-λευκό. Κρυσταλλικό. πλέγμα με επίκεντρο το πρόσωπο κυβικά, a = 0,35238 nm, z = 4, διάστημα. ομάδα RT3t. T. pl. 1455 °C. τ. δέμα 2900 °C; σχεδία 8,90 g/cm3; C0 p 26.l J/(. K); DH 0 pl 17,5 kJ/, DH 0 isp 370 kJ/; S 0 298 29,9 JDmol Κ); επίπεδο εξάρτησης από τη θερμοκρασία για στερεό νικέλιο lgp(hPa) = 13,369-23013/T+0,520lgT+0,395T (298-1728K), για υγρό lgp(hPa)=11,742-20830/T+ 0,618 l-T3170 K); συντελεστής θερμοκρασίας γραμμική διαστολή 13.5. 10 -6 Κ-1 (273-373 Κ); 94,1 W/(m x x K) στους 273 K, 90,9 W/(m K) στους 298 K; g 1,74 N/m (1520°C); r 7,5 10 -8 Ohm m, συντελεστής θερμοκρασίας. r 6,75. 10 -3 Κ-1 (298-398 Κ); , 631 Κ. Συντελεστής ελαστικότητας 196-210 GPa; ανάπτυξη s 280-720 MPa. σχετίζεται επιμήκυνση 40-50%; κατά Brinell (ανοπτημένη) 700-1000 MPa. Το καθαρό νικέλιο είναι πολύ όλκιμο, μπορεί να υποστεί καλή επεξεργασία σε κρύες και ζεστές συνθήκες, μπορεί να τυλιχτεί, να τραβήξει και να σφυρηλατηθεί.

Ν Το νικέλιο είναι χημικά ανενεργό, αλλά λεπτώς διασκορπισμένο, λαμβάνεται από ενώσεις νικελίου όταν χαμηλό t-rah, πυροφορικός. Standard Ni 0 /Ni 2+ - 0,23 V. At κανονικά γαμήματαΤο νικέλιο καλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα. Όχι αλληλεπίδραση. με και υγρασία. Όταν θερμαίνεται Η παραγωγή νικελίου ξεκινά στους ~ 800 °C. Το νικέλιο αντιδρά πολύ αργά με υδροχλωρικό, θειικό, φωσφορικό και υδροφθορικό οξύ. Το ξίδι και άλλα org. σε-εσένα, ειδικά σε περίπτωση απουσίας . Αντιδρά καλά με το αρ. HNO3, συζ. Το HNO 3 είναι παθητικοποιημένο. Τα διαλύματα και και, καθώς και το υγρό NH 3, δεν έχουν καμία επίδραση στο νικέλιο. Υδατικά διαλύματα NH 3 παρόν συσχετίζουν το νικέλιο.

Ν Το ικέλιο σε διασκορπισμένη κατάσταση έχει μεγάλες καταλυτικές ιδιότητες. σε συνοικίες,. Χρησιμοποιούν είτε σκελετικό νικέλιο (νικέλιο Raney), που λαμβάνεται με κράμα με Al ή Si με το τελευταίο. , ή νικέλιο σε .

Ν Το ίκελ απορροφά το Η2 και σχηματίζεται μαζί του στερεά διαλύματα. NiH 2 (σταθερό κάτω από 0°C) και πιο σταθερό NiH ελήφθησαν έμμεσα. Σχεδόν δεν απορροφάται από το νικέλιο μέχρι τους 1400 °C, η τιμή pH του N 2 είναι 0,07% στους 450 °C. Το συμπαγές νικέλιο δεν αντιδρά με το διασκορπισμένο νικέλιο NH 3 σχηματίζει νιτρίδιο Ni 3 N με αυτό στους 300-450 °C.

Το τηγμένο νικέλιο διαλύει το C για να σχηματίσει καρβίδιο Ni 3 C, το οποίο αποσυντίθεται με την απελευθέρωση: Το Ni 3 C με τη μορφή γκριζομαύρου (αποσυντίθεται στους ~ 450 ° C) λαμβάνεται με ενανθράκωση του νικελίου σε CO στους 250-400 ° C. Το διεσπαρμένο νικέλιο με CO παράγει πτητικό Ni(CO) 4 . Όταν κραματώνεται με Si, σχηματίζει πυρίτιο. Ni 5 Si 2, Ni 2 Si και NiSi τήκονται ομοίως, αντίστοιχα. στους 1282, 1318 και 992 °C, Ni 3 Si και NiSi 2 - ασύμβατα, αντίστοιχα. στους 1165 και 1125°C, το Ni 3 Si 2 αποσυντίθεται χωρίς να λιώνει στους 845°C. Όταν συντήκεται με το Β δίνει βορίδια: Ni 3 B (mp 1175 ° C), Ni 2 B (1240 ° C), Ni 3 B 2 (1163 ° C), Ni 4 B 3 (1580 ° C), NiB 12 ( 2320 °C), NiB (αποσυντίθεται στους 1600 °C). Με το Se, το νικέλιο σχηματίζει σεληνίδια: NiSe (mp 980 °C), Ni 3 Se 2 και NiSe 2 (αποσυντίθενται στους 800 και 850 ° C, αντίστοιχα), Ni 6 Se 5 και Ni 21 Se 20 (υπάρχει μόνο σε στερεά κατάσταση) . Όταν το νικέλιο κραματώνεται με Te, λαμβάνονται τελλουρίδια: NiTe και NiTe 2 (προφανώς σχηματίζεται μια ευρεία περιοχή στερεών διαλυμάτων μεταξύ τους) κ.λπ.

Arsenate Ni 3 (AsO 4) 2. 8Η2Ο-πράσινο; p-rate 0,022%; to-tami αποσυντίθεται? πάνω από 200 °C αφυδατώνεται, στους ~ 1000 °C αποσυντίθεται. λήψη στερεού.

Silicate Ni 2 SiO 4 - ανοιχτό πράσινο με ρομβικό σχέδιο. σχάρα; πυκνός 4,85 g/cm3; αποσυντίθεται χωρίς τήξη στους 1545°C. σε αδιάλυτο? μεταλλωρύχος Το K-tami αποσυντίθεται αργά όταν θερμαίνεται. Αλουμινικό NiAl 2 O 4 (νικέλιο σπινέλιο) - μπλε με κυβ. σχάρα; σ.τ. 2110°C; πυκνός 4,50 g/cm3; όχι σολ. V ; αργά αποσυντίθεται το-τάμι. .

Οι πιο σημαντικές σύνθετες συνδέσεις. νικέλιο-a m m i n s. Ναΐμπ. Χαρακτηριστικά είναι οι εξααμμίνες και οι υδατοτετραμμίνες, αντίστοιχα. 2+ και 2+. Αυτά είναι μπλε ή βιολετί κρύσταλλοι. in-va, συνήθως sol. σε, σε διαλύματα έντονο μπλε? όταν βράζουν διαλύματα και πότε δράσηαναλύω; σχηματίζονται σε διαλύματα κατά την επεξεργασία αμμωνίας του νικελίου και του κοβαλτίου.

Στα σύμπλοκα Ni(III) και Ni(IV), ο συντονισμός Ο αριθμός του νικελίου είναι 6. Παραδείγματα είναι το ιώδες K 3 και το κόκκινο K 2, που σχηματίζονται από τη δράση του F 2 σε ένα μείγμα NiCl 2 και KCl. ισχυρός. Άλλοι τύποι ετερο-πολυοξέων είναι γνωστοί, για παράδειγμα. (NH 4) 6 H 7. 5H 2 O, μεγάλος αριθμόςενδοσύνθετες συνδέσεις Ni(II). Βλέπε επίσης Οργανικές ενώσεις νικελίου.

Παραλαβή.επεξεργάζονται πυρο- και υδρομεταλλικά υλικά. τρόπος. Για οξειδωμένα με πυριτικά (δεν μπορεί να εμπλουτιστεί) χρησιμοποιήστε έναν από τους δύο μειωτήρες. τήξη για την παραγωγή σιδηρονικελίου, το οποίο στη συνέχεια υποβάλλεται σε καθαρισμό σε μετατροπέα με σκοπό τον εμπλουτισμό ή τήξη για ματ που περιέχει θείο (FeS 2 ή CaSO 4). Το προκύπτον ματ εμφυσάται σε έναν μετατροπέα για να αφαιρεθεί ο Fe, και στη συνέχεια συνθλίβεται και ψήνεται για να μειωθεί το NiO από το προκύπτον υλικό. Το μεταλλικό νικέλιο λαμβάνεται με τήξη. Τα συμπυκνώματα νικελίου που λαμβάνονται από τον εμπλουτισμό συμπυκνωμάτων σουλφιδίου τήκονται σε ματ με το τελευταίο. καθαρισμός στον μετατροπέα. Από το ματ χαλκού-νικελίου, μετά την αργή ψύξη του, απομονώνεται το συμπύκνωμα Ni 3 S 2, το οποίο, παρόμοια με τα οξειδωμένα ματ, πυροδοτείται και ανάγεται.

Ένας από τους τρόπους υδροεπεξεργασίας των οξειδωμένων μεταλλευμάτων είναι η αναγωγή ή η ανάμειξη Η 2 και Ν 2 με το τελευταίο. διάλυμα NH 3 και CO 2 με καθαρισμό. Το διάλυμα καθαρίζεται από Co. Κατά την αποσύνθεση του διαλύματος με την απόσταξη του NH 3, κατακρημνίζεται υδροξοανθρακικό νικέλιο, το οποίο είτε πυρώνεται και ανάγεται από το προκύπτον NiO. Το νικέλιο λαμβάνεται με τήξη ή με επαναδιάλυση. στο διάλυμα NH 3 και μετά την απόσταξη του NH 3 από τον πολτό H 2, λαμβάνεται νικέλιο. Ο Δρ. τρόπο - οξειδωμένο θειικό οξύ σε. Από το προκύπτον διάλυμα, μετά τον καθαρισμό του, το νικέλιο εναποτίθεται κάτω και το προκύπτον συμπύκνωμα NiS επεξεργάζεται σαν ματ.

Η υδροεπεξεργασία υλικών θειούχου νικελίου (συμπυκνώματα, ματ) ανάγεται σε οξείδωση σε αυτόκλειστο. είτε διαλύματα NH 3 (σε χαμηλή περιεκτικότητα σε Co) είτε H 2 SO 4. Από διαλύματα αμμωνίας, μετά τον διαχωρισμό του CuS, το νικέλιο καθιζάνει κάτω. Για τον χωρισμό Ni,Το Co και το Cu από διαλύματα αμμωνίας χρησιμοποιούνται επίσης ως εκχυλιστές. μεθόδους που χρησιμοποιούν, πρώτα απ' όλα, χηλικά εκχυλιστικά.

Η οξείδωση σε αυτόκλειστο για την παραγωγή θειικών διαλυμάτων χρησιμοποιείται τόσο για εμπλουτισμένα υλικά (ματ) με μεταφορά νικελίου κ.λπ. στο διάλυμα, όσο και για φτωχά συμπυκνώματα πυρροτίου Fe 7 S 8. Στην τελευταία περίπτωση, το κυρίαρχο οξειδώνεται. πυρροτίτης, που καθιστά δυνατή την απομόνωση του στοιχειακού S και του συμπυκνώματος σουλφιδίου, το οποίο τήκεται περαιτέρω σε νικέλιο ματ.

Θέση στον περιοδικό πίνακα:

Το νικέλιο είναι στοιχείο της δέκατης ομάδας, τέταρτης περιόδου Περιοδικός Πίνακαςχημικά στοιχεία Δ.Ι. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 28. Συμβολίζεται με το σύμβολο Ni (lat. Niccolum).

Ατομική δομή:

Διαμόρφωση των εξωτερικών φλοιών ηλεκτρονίων του ατόμου 3s23p63d84s2 ενέργεια ιονισμού Ni0 3048-4.jpgNi+ 3048-5.jpgNi2+3048-6.jpgNi3+ 7.634, 18.153 και 35.17; Ηλεκτραρνητικότητα Pauling 1,80; ατομική ακτίνα 0,124 nm, ιοντική ακτίνα (οι αριθμοί συντονισμού υποδεικνύονται σε παρένθεση) Ni2+ 0,069 nm (4), 0,077 nm (5), 0,083 nm (6)

Καταστάσεις οξείδωσης: Σχηματίζει ενώσεις πιο συχνά σε κατάσταση οξείδωσης +2 (σθένος II), λιγότερο συχνά σε κατάσταση οξείδωσης +3 (σθένος III) και πολύ σπάνια σε καταστάσεις οξείδωσης +1 και +4 (σθένος I και IV, αντίστοιχα) .

Το νικέλιο είναι μια απλή ουσία

Κατανομή στη φύση:

Το νικέλιο είναι αρκετά κοινό στη φύση - η περιεκτικότητά του στον φλοιό της γης είναι περίπου. 0,01% (μάζα). Βρίσκεται στον φλοιό της γης μόνο σε δεσμευμένη μορφή οι μετεωρίτες σιδήρου περιέχουν αυτοφυές νικέλιο (έως 8%). Η περιεκτικότητά του στα υπερμαφικά πετρώματα είναι περίπου 200 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στα όξινα πετρώματα (1,2 kg/t και 8 g/t). Στα υπερμαφικά πετρώματα, η κυρίαρχη ποσότητα νικελίου σχετίζεται με ολιβίνες που περιέχουν 0,13 - 0,41% Ni. Αντικαθιστά ισομορφικά το σίδηρο και το μαγνήσιο. Ένα μικρό μέρος του νικελίου υπάρχει με τη μορφή σουλφιδίων. Το νικέλιο παρουσιάζει σιδεροφιλικές και χαλκοφιλικές ιδιότητες. Με αυξημένη περιεκτικότητα σε θείο στο μάγμα, τα σουλφίδια του νικελίου εμφανίζονται μαζί με τα μέταλλα της ομάδας χαλκού, κοβαλτίου, σιδήρου και πλατίνας. Στην υδροθερμική διεργασία, μαζί με το κοβάλτιο, το αρσενικό και το θείο και μερικές φορές με το βισμούθιο, το ουράνιο και τον άργυρο, το νικέλιο σχηματίζει αυξημένες συγκεντρώσεις με τη μορφή αρσενιδίων και σουλφιδίων του νικελίου. Το νικέλιο βρίσκεται συνήθως σε θειούχα και αρσενικά μεταλλεύματα χαλκού-νικελίου.

• - νικέλιο (κόκκινος νικελοπυρίτης, κυπελλονικέλιο) NiAs,
• - χλωραντίτης (λευκός νικελοπυρίτης) (Ni, Co, Fe) As2,
• - γαρνιερίτης (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O και άλλα πυριτικά,
• - μαγνητικός πυρίτης (Fe, Ni, Cu) S,
• - λάμψη αρσενικού-νικελίου (gersdorffite) NiAsS,
• - πεντλανδίτης (Fe, Ni) 9S8.

Πολλά είναι ήδη γνωστά για το νικέλιο στους οργανισμούς. Έχει διαπιστωθεί, για παράδειγμα, ότι η περιεκτικότητά του στο ανθρώπινο αίμα αλλάζει με την ηλικία, ότι στα ζώα αυξάνεται η ποσότητα του νικελίου στο σώμα και, τέλος, ότι υπάρχουν ορισμένα φυτά και μικροοργανισμοί - «συγκεντρωτές» νικελίου, που περιέχουν χιλιάδες και μάλιστα εκατοντάδες χιλιάδες φορές περισσότερο νικέλιο, από το περιβάλλον.

Ιστορικό ανακάλυψης:

Το νικέλιο (αγγλικά, γαλλικά και γερμανικά νικέλιο) ανακαλύφθηκε το 1751. Ωστόσο, πολύ πριν από αυτό, οι Σάξονες ανθρακωρύχοι γνώριζαν καλά το μετάλλευμα, το οποίο έμοιαζε με χαλκό και χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή γυαλιού για να χρωματίσει το γυαλί σε πράσινο χρώμα. Όλες οι προσπάθειες για την απόκτηση χαλκού από αυτό το μετάλλευμα ήταν ανεπιτυχείς, και ως εκ τούτου τέλη XVII V. Το μετάλλευμα ονομάστηκε Kupfernickel, που σημαίνει χονδρικά «χάλκινος διάβολος». Αυτό το μετάλλευμα (κόκκινος πυρίτης νικελίου NiAs) μελετήθηκε από τον Σουηδό ορυκτολόγο Kronstedt το 1751. Κατάφερε να αποκτήσει πράσινο οξείδιο και, μειώνοντας το τελευταίο, ένα νέο μέταλλο που ονομάζεται νικέλιο. Όταν ο Bergman έλαβε το μέταλλο σε καθαρότερη μορφή, διαπίστωσε ότι οι ιδιότητες του μετάλλου ήταν παρόμοιες με το σίδηρο. Το νικέλιο έχει μελετηθεί λεπτομερέστερα από πολλούς χημικούς, ξεκινώντας από τον Προυστ. Το Nikkel είναι μια βρώμικη λέξη στη γλώσσα των ανθρακωρύχων. Σχηματίστηκε από μια παραφθορά του Nicolaus, μια γενική λέξη που είχε πολλές σημασίες. Αλλά κυρίως η λέξη Nicolaus χρησίμευε για να χαρακτηρίσει τους διπρόσωπους ανθρώπους. Επιπλέον, σήμαινε «άτακτο μικρό πνεύμα», «παραπλανητικό αργόσχολο» κ.λπ. Στη ρωσική λογοτεχνία αρχές XIX V. χρησιμοποιήθηκαν τα ονόματα Nikolan (Scherer, 1808), Nikolan (Zakharov, 1810), nicol και nickel (Dvigubsky, 1824).

Φυσικές ιδιότητες:

Το νικέλιο είναι ένα εύπλαστο και όλκιμο μέταλλο. Διαθέτει προσωποκεντρικό κυβικό κρυσταλλικό πλέγμα (παράμετρος = 0,35238 nm). Σημείο τήξεως 1455°C, σημείο βρασμού περίπου 2900°C, πυκνότητα 8,90 kg/dm3. Το νικέλιο είναι σιδηρομαγνητικό, το σημείο Κιουρί είναι περίπου 358°C.

Ηλεκτρική ειδική αντίσταση 0,0684 μOhm m.

Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής b=13,5?10?6 K?1 στους 0 °C.

Συντελεστής ογκομετρικής θερμικής διαστολής = 38--39?10?6 K?1.

Συντελεστής ελαστικότητας 196--210 GPa.

Χημικές ιδιότητες:

Τα άτομα νικελίου έχουν εξωτερική διαμόρφωση ηλεκτρονίων 3d84s2. Η πιο σταθερή κατάσταση οξείδωσης για το νικέλιο είναι το Ni(II) που σχηματίζει ενώσεις με καταστάσεις οξείδωσης +1, +2, +3 και +4. Ταυτόχρονα, οι ενώσεις νικελίου με κατάσταση οξείδωσης +4 είναι σπάνιες και ασταθείς. Το οξείδιο του νικελίου Ni2O3 είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Το νικέλιο χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή στη διάβρωση - σταθερό στον αέρα, το νερό, τα αλκάλια και μια σειρά από οξέα. Η χημική αντοχή οφείλεται στην τάση του για παθητικοποίηση - το σχηματισμό ενός πυκνού φιλμ οξειδίου στην επιφάνειά του, το οποίο έχει προστατευτική δράση. Το νικέλιο διαλύεται ενεργά σε αραιό νιτρικό οξύ: (3 Ni + 8 HNO_3 (30%) 3 Ni(NO_3)_2 + 2 NO + 4 H_2O) και σε θερμό πυκνό θειικό οξύ: (Ni + 2 H_2SO_4 NiSO_4 + SO_2 + 2 H_2O)

Με υδροχλωρικό και αραιό θειικό οξύ, η αντίδραση προχωρά αργά. Το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ παθητικοποιεί το νικέλιο, αλλά όταν θερμαίνεται, η αντίδραση εξακολουθεί να εμφανίζεται (το κύριο προϊόν της αναγωγής του αζώτου είναι το NO2, το νικέλιο σχηματίζει εύκολα πτητικό και πολύ τοξικό καρβονύλιο Ni(CO)4. αυτοαναφλέγεται στον αέρα) .Το νικέλιο καίγεται μόνο σε μορφή σκόνης. Σχηματίζει δύο οξείδια NiO και Ni2O3 και, κατά συνέπεια, δύο υδροξείδια Ni(OH)2 και Ni(OH)3. Τα πιο σημαντικά διαλυτά άλατα νικελίου είναι το οξικό, το χλωριούχο, το νιτρικό και το θειικό. Υδατικά διαλύματατα άλατα είναι συνήθως πράσινα και τα άνυδρα είναι κίτρινα ή καστανοκίτρινα. Τα αδιάλυτα άλατα περιλαμβάνουν οξαλικό και φωσφορικό (πράσινο), τρία σουλφίδια: NiS (μαύρο), Ni3S2 (κιτρινωπό-χάλκινο) και Ni3S4 (ασημί-λευκό). Το νικέλιο σχηματίζει επίσης πολυάριθμες ενώσεις συντονισμού και πολύπλοκων ενώσεων. Για παράδειγμα, το διμεθυλογλυκοξιμικό νικέλιο Ni(C4H6N2O2)2, το οποίο δίνει ένα καθαρό κόκκινο χρώμα σε όξινο περιβάλλον, χρησιμοποιείται ευρέως στην ποιοτική ανάλυση για την ανίχνευση του νικελίου. Ένα υδατικό διάλυμα θειικού νικελίου έχει πράσινο χρώμα. Τα υδατικά διαλύματα αλάτων νικελίου (II) περιέχουν ιόν εξαακουανικελίου (II) 2+.

Παραλαβή:

Τα συνολικά αποθέματα νικελίου σε μεταλλεύματα στις αρχές του 1998 υπολογίζονται σε 135 εκατομμύρια τόνους, συμπεριλαμβανομένων των αξιόπιστων αποθεμάτων 49 εκατομμυρίων τόνων. Τα κύρια μεταλλεύματα νικελίου - νικέλιο (kupfernickel) NiAs, μιλερίτης NiS, πενταλαντίτης (FeNi)9S8 - περιέχουν επίσης αρσενικό, σίδηρο και θείο. Ο πυριγενής πυρροτίτης περιέχει επίσης εγκλείσματα πενταλαντίτη. Άλλα μεταλλεύματα από τα οποία εξορύσσεται επίσης Ni περιέχουν ακαθαρσίες Co, Cu, Fe και Mg. Το νικέλιο είναι μερικές φορές το κύριο προϊόν της διεργασίας διύλισης, αλλά πιο συχνά λαμβάνεται ως υποπροϊόν σε άλλες διεργασίες μετάλλων. Από τα αξιόπιστα αποθέματα, σύμφωνα με διάφορες πηγές, από 40 έως 66% του νικελίου βρίσκεται σε «οξειδωμένα μεταλλεύματα νικελίου» (ONR), 33% σε θειούχα μεταλλεύματα, 0,7% σε άλλα. Από το 1997, το μερίδιο του νικελίου που παράγεται από την επεξεργασία OHP ήταν περίπου το 40% της παγκόσμιας παραγωγής. Σε βιομηχανικές συνθήκες, το OHP χωρίζεται σε δύο τύπους: μαγνήσιο και σιδηρούχο. Τα πυρίμαχα μεταλλεύματα μαγνησίου, κατά κανόνα, υποβάλλονται σε ηλεκτροτήξη σε σιδηρονικέλιο (5-50% Ni + Co, ανάλογα με τη σύνθεση των πρώτων υλών και τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά Τα πιο σιδηρούχα μεταλλεύματα λατερίτη επεξεργάζονται με υδρομεταλλουργικές μεθόδους με χρήση αμμωνίας). ανθρακική έκπλυση ή έκπλυση με θειικό οξύ σε αυτόκλειστο . Ανάλογα με τη σύνθεση των πρώτων υλών και τα υλικά που χρησιμοποιούνται τεχνολογικά σχήματαΤα τελικά προϊόντα αυτών των τεχνολογιών είναι: οξείδιο του νικελίου (76-90% Ni), πυροσυσσωμάτωση (89% Ni), συμπυκνώματα θειούχων διαφόρων συνθέσεων, καθώς και μεταλλικό ηλεκτρολυτικό νικέλιο, σκόνες νικελίου και κοβάλτιο. Λιγότερο σιδηρούχα - τα μεταλλεύματα nontronite τήκονται σε ματ. Σε επιχειρήσεις πλήρους κύκλου, το πρόγραμμα περαιτέρω επεξεργασίας περιλαμβάνει μετατροπή, ματ ψήσιμο και ηλεκτρική τήξη οξειδίου του νικελίου για την παραγωγή μεταλλικού νικελίου. Στην πορεία, το ανακτηθέν κοβάλτιο απελευθερώνεται με τη μορφή μετάλλου ή/και αλάτων. Μια άλλη πηγή νικελίου: στην τέφρα άνθρακα της Νότιας Ουαλίας στην Αγγλία - έως και 78 κιλά νικελίου ανά τόνο. Η αυξημένη περιεκτικότητα σε νικέλιο σε ορισμένους άνθρακα, πετρέλαιο και σχιστόλιθο υποδηλώνει την πιθανότητα συγκέντρωσης νικελίου σε απολιθώματα οργανική ύλη. Οι λόγοι αυτού του φαινομένου δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί.

Εφαρμογή:

Το νικέλιο είναι η βάση των περισσότερων υπερκράματα - ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική βιομηχανία για εξαρτήματα σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Μέταλλο Monel (65 - 67% Ni + 30 - 32% Cu + 1% Mn), ανθεκτικό στη θερμότητα έως 500 °C, πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση. λευκός χρυσός (για παράδειγμα, το πρότυπο 585 περιέχει 58,5% χρυσό και ένα κράμα (σύνδεση) αργύρου και νικελίου (ή παλλαδίου), ένα κράμα νικελίου και χρωμίου (60% Ni + 40% Cr). μόνιμο κράμα (76% Ni + 17% Fe + 5% Cu + 2% Cr), έχει υψηλή μαγνητική επιδεκτικότητα με πολύ χαμηλές απώλειες υστέρησης. invar (65% Fe + 35% Ni), σχεδόν δεν διαστέλλεται όταν θερμαίνεται. Επιπλέον, τα κράματα νικελίου περιλαμβάνουν χάλυβες νικελίου και χρωμίου-νικελίου, νικέλιο ασήμι και διάφορα κράματα αντίστασης, όπως η σταθερά, το νικέλιο και η μαγγανίνη.

Χημική Τεχνολογία.

Σε πολλές χημικές τεχνολογικές διεργασίες, το νικέλιο Raney χρησιμοποιείται ως καταλύτης.

Τεχνολογίες ακτινοβολίας.

Το νουκλίδιο 63Ni, το οποίο εκπέμπει β-σωματίδια, έχει χρόνο ημιζωής 100,1 χρόνια και χρησιμοποιείται σε κρυτρόνια, καθώς και σε ανιχνευτές σύλληψης ηλεκτρονίων (ECDs) στην αέρια χρωματογραφία.

Φάρμακο.

Χρησιμοποιείται στην κατασκευή συστημάτων βραχιόνων (νικελίδιο τιτανίου).

Προσθετική.

Νομισματοκοπία.

Το νικέλιο χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή νομισμάτων σε πολλές χώρες. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το νόμισμα των 5 λεπτών είναι γνωστό στην καθομιλουμένη ως νικέλιο.

Το νικέλιο είναι ένα όλκιμο ασημί-λευκό μέταλλο με χαρακτηριστική λάμψη. Αναφέρεται σε βαρέα μη σιδηρούχα μέταλλα. Το νικέλιο είναι ένα πολύτιμο πρόσθετο κράματος. Το νικέλιο δεν βρίσκεται στη φύση στην καθαρή του μορφή. Το καθαρό νικέλιο (Nickel/Nickel), Nickel 200 και Nickel 201, εξορύσσονται με χρήση ειδικών τεχνολογιών.

Όταν συνδυάζεται με άλλα μέταλλα, το νικέλιο είναι ικανό να σχηματίζει σκληρά και ανθεκτικά κράματα νικελίου:

• κράμα νικελίου-χαλκού (Monel)– κράμα με βάση τον χαλκό με νικέλιο ως πρόσθετο κράματος. Η σύνθεση περιέχει συνήθως έως και 67% νικέλιο και έως 38% χαλκό. Αυτή η ομάδα κραμάτων περιλαμβάνει: Monel 400, Monel 401, Monel 404, Monel R-405, Monel K-500 κ.λπ.
• κράμα νικελίου-χρωμίου (Inconel)– ωστενιτικό κράμα ανθεκτικό στη θερμότητα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 617, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Inconel 725, Inconel X-750 κ.λπ.
• κράμα νικελίου-σιδήρου-χρωμίου (Inconloy/Incoloy)– είναι δυνατή η προσθήκη μολυβδαινίου, χαλκού, τιτανίου στο κράμα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: Incoloy 20, Incoloy 800, Incoloy 800H, Incoloy 800HT, Incoloy 825, Incoloy 925 κ.λπ.
• κράμα νικελίου-μολυβδαινίου (Hastelloy/Hastelloy)– πιθανή παρουσία χρωμίου, σιδήρου και άνθρακα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: Hastelloy C-4, Hastelloy C-22, Hastelloy C-276, Hastelloy B-2, κ.λπ.

Ιδιότητες νικελίου

Το νικέλιο είναι σιδηρομαγνήτης, σημείο Κιουρί – 358°C, σημείο τήξεως – 1455°C, σημείο βρασμού – 2730-2915°C. Πυκνότητα - 8,9 g/cm 3, συντελεστής θερμικής διαστολής -13,5∙10 −6 K −1. Στον αέρα, το συμπαγές νικέλιο είναι σταθερό, ενώ το νικέλιο υψηλής διασποράς είναι πυροφορικό.

Το νικέλιο έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

• πλαστικότητα και ελατότητα.
• αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
• αντοχή στην οξείδωση στο νερό και τον αέρα.
• σκληρότητα και επαρκές ιξώδες.
• υψηλή αντοχή στη διάβρωση.
• Σιδηρομαγνητικό?
• καλός καταλύτης?
• γυαλίζει καλά.

Η επιφάνεια του νικελίου είναι επικαλυμμένη με ένα λεπτό στρώμα οξειδίου του NiO, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από την οξείδωση.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα κύρια πλεονεκτήματα του νικελίου και των κραμάτων είναι η αντοχή στη θερμότητα, η αντοχή στη θερμότητα και η αυξημένη μηχανική αντοχή (πίεση έως 440 MPa). Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν επίσης τη λειτουργία σε θερμά συμπυκνωμένα αλκαλικά και όξινα διαλύματα. Επιπλέον, το νικέλιο μπορεί να συγκρατηθεί μαγνητικές ιδιότητεςσε χαμηλές θερμοκρασίες.

Το κύριο μειονέκτημα του νικελίου είναι η σημαντική μείωση των τιμών thermoEMF κατά την ταχεία ψύξη μετά την ανόπτηση (έως 600°C). Ένα άλλο μειονέκτημα του νικελίου είναι το γεγονός ότι το καθαρό νικέλιο δεν υπάρχει στη φύση. Λαμβάνεται μέσω ακριβών τεχνολογιών, γεγονός που επηρεάζει το κόστος του.

Περιοχή εφαρμογής

Ο κύριος τομέας εφαρμογής του νικελίου είναι η μεταλλουργία. Σε αυτό, ασχολείται με την παραγωγή ανοξείδωτων χάλυβων υψηλής κραματοποίησης. Με την προσθήκη νικελίου σε λιωμένο σίδηρο, οι μεταλλουργοί αποκτούν ισχυρά και όλκιμα κράματα που έχουν αυξημένη αντοχή στη διάβρωση και αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα κράματα νικελίου διατηρούν τις ιδιότητές τους υπό επαναλαμβανόμενη παρατεταμένη θέρμανση.

Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, χρησιμοποιείται ανοξείδωτος και ανθεκτικός στη θερμότητα χάλυβας νικελίου:

• στο φαγητό και χημική βιομηχανία;
• στην πετροχημική βιομηχανία και τις κατασκευές·
• στην ιατρική και τα φαρμακευτικά προϊόντα·
• στην αεροπορία και τη μηχανολογία·
• στην κατασκευή υποθαλάσσιων καλωδίων·
• στην κατασκευή θερμαντικών στοιχείων για βιομηχανικό εξοπλισμό.
• στην παραγωγή μόνιμων μαγνητών.
• στην παραγωγή εργαλειομηχανών και ειδικού εξοπλισμού·
• στην παραγωγή εσωτερικών στοιχείων κτιρίων.
• στη βιομηχανία επίπλων?
• στην κατασκευή οικιακών συσκευών και οικιακών σκευών·

Λόγω της ολκιμότητας και της ευκολίας σφυρηλάτησης, το νικέλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή πολύ λεπτών προϊόντων, όπως λωρίδες, λωρίδες και φύλλα νικελίου. Το νικέλιο χρησιμοποιείται επίσης ενεργά στην παραγωγή σύρματος και ράβδων.

Το νικέλιο είναι ένα στοιχείο της ομάδας 10 του πίνακα D.I. Μεντελέεφ. Γνωστό σχετικά πρόσφατα, χρησιμοποιείται επίσης πρόσφατα στη βιομηχανία. Το νικέλιο πήρε το όνομά του από το όνομα του κακού καλικάντζαρο, ο οποίος αντ' αυτού πέταξε το ορυκτό νικέλιο, το οποίο περιλαμβάνει νικέλιο και αρσενικό, στους ανθρακωρύχους. Σε εκείνους τους αρχαίους χρόνους δεν ήξεραν πώς να χρησιμοποιούν το νικέλιο, έτσι το "ψεύτικο" μέταλλο άρχισε να αποκαλείται "κακό" από το γερμανικό νικέλιο.

Και σήμερα θα δούμε τις φυσικές και χημικές ιδιότητες και τις χρήσεις του νικελίου, δώστε του γενικά χαρακτηριστικά, ας μελετήσουμε κράματα και ποιότητες νικελίου.

Είναι μεταβατικό μέταλλο, δηλαδή εμφανίζει τόσο όξινες όσο και αλκαλικές ιδιότητες. Έχει ασημί-λευκή λάμψη, όλκιμο, εύπλαστο, αλλά σκληρό. Μοριακή μάζαείναι μικρό - 28, άρα ανήκει στις ελαφριές ουσίες.

Αυτό το βίντεο θα σας πει για τα χαρακτηριστικά του νικελίου ως μετάλλου:

Έννοια και χαρακτηριστικά

Από χημική άποψη, το νικέλιο είναι ένα πολύ ενδιαφέρον και ασυνήθιστο μέταλλο. Από τη μια πλευρά, είναι σε θέση να αντιδράσει τόσο με οξέα όσο και με αλκάλια, αλλά από την άλλη είναι χημικά αδρανές και αρνείται ακόμη και να αντιδράσει με συμπυκνωμένα αλκάλια και οξέα. Επιπλέον, αυτή η ιδιότητα είναι τόσο έντονη που το νικέλιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή διαφόρων ανθεκτικών στα οξέα εξοπλισμού και δεξαμενών για αλκάλια.

Το μέταλλο λιώνει και στη συνέχεια χρησιμοποιείται με τη μορφή ράβδων, φύλλων και ούτω καθεξής. Και σε αυτή την κατάσταση εκθέτει τα συνηθισμένα μεταλλικές ιδιότητεςανενεργή ουσία. Αλλά το νικέλιο που μετατρέπεται σε πολύ λεπτή σκόνη γίνεται πυροφορικό και είναι ικανό να αυτοαναφλέγεται στον αέρα.

Το μυστικό είναι ότι μια συνηθισμένη ουσία στον αέρα, όπως το αλουμίνιο, για παράδειγμα, καλύπτεται με μια μεμβράνη οξειδίου και αυτή η μεμβράνη λειτουργεί ως ένα πολύ ισχυρό προστατευτικό στρώμα.

Αυτή η ποιότητα καθορίζει μια από τις παλαιότερες χρήσεις μετάλλου - επινικελίωσης, δηλαδή την εφαρμογή του λεπτότερου στρώματος νικελίου στην επιφάνεια των αντικειμένων. Αυτό το στρώμα προστατεύει πλήρως τον χάλυβα, το χυτοσίδηρο, το μαγνήσιο, το αλουμίνιο και ούτω καθεξής από τη διάβρωση.

Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από καθαρό νικέλιο είναι σπάνια και χρησιμοποιούνται μόνο σε ιδιαίτερα κρίσιμες περιοχές. Η χρήση του στη βιομηχανία οφείλεται σε μια άλλη μοναδική ποιότητα: στο κράμα, το νικέλιο προσδίδει στο υλικό την ίδια εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση που έχει το ίδιο. Οι περισσότεροι ανοξείδωτοι και δομικοί χάλυβες περιλαμβάνουν το νικέλιο ως κράμα. Είναι αυτό που εξασφαλίζει την αντοχή του χάλυβα και την αντοχή του.

Τα κράματα με βάση το νικέλιο είναι πολύ διαφορετικά και διακρίνονται από αξιοσημείωτες ιδιότητες: αντοχή, αντοχή στη θερμότητα, ικανότητα αντοχής σε φορτία υψηλής ισχύος σε υψηλή θερμοκρασία, αντοχή στη φθορά, αναισθησία σε χημικά επιθετικές ουσίες και ούτω καθεξής. Από τον συνολικό όγκο της εξαγόμενης ουσίας, περίπου το 9% χρησιμοποιείται στην καθαρή της μορφή. Ένα άλλο 7% δαπανάται για την επινικελίωση και το υπόλοιπο δαπανάται για την παραγωγή κραμάτων.

Το νικέλιο σχηματίζει την τριάδα του σιδήρου με το σίδηρο και το κοβάλτιο. Η ομάδα περιλαμβάνει επίσης πλατίνα - όσμιο, πλατίνα, ρόδιο. Ωστόσο, παρά τη σχετική εγγύτητά τους, οι ιδιότητες των μετάλλων διαφέρουν σημαντικά. Όσον αφορά την αντοχή, το νικέλιο δεν είναι πολύ κατώτερο από το σίδηρο, έχει ακόμη μεγαλύτερη πυκνότητα, αλλά σε αντίθεση με το τελευταίο είναι πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση, ενώ ο σίδηρος διαβρώνεται γρήγορα στον αέρα και ειδικά όταν έρχεται σε επαφή με το νερό.

Σε σύγκριση με τα μέταλλα πλατίνας, το νικέλιο είναι πολύ πιο ελαφρύ, πολύ φθηνότερο και πολύ πιο ενεργό: η πλατίνα, το όσμιο και άλλα είναι μεταξύ των ευγενή μέταλλα, τα οποία έχουν θετικό δυναμικό ηλεκτροδίου και είναι εξαιρετικά αδρανή.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Σχεδόν όλες οι ιδιότητες του νικελίου σε σχέση με Εθνική οικονομίαείναι πλεονεκτήματα. Το μόνο μειονέκτημα του μετάλλου είναι η παρουσία του στη φύση. Το νικέλιο θεωρείται κοινό στοιχείο, αλλά βρίσκεται μόνο σε δεμένη μορφή. Το εγγενές νικέλιο φτάνει στη γη μόνο ως μέρος των μετεωριτών. Κατά συνέπεια, το μέταλλο λαμβάνεται χρησιμοποιώντας πιο ακριβές τεχνολογίες.

• Το νικέλιο έχει καλή αντοχή και σκληρότητα, ενώ διατηρεί την ικανότητα σφυρηλάτησης και υψηλή σκληρότητα: μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή των πιο λεπτών φύλλων και ράβδων.
• Το μέταλλο έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση. Επιπλέον, μεταφέρει αυτή την ποιότητα σε κράματα, τα οποία περιέχει ως στοιχείο κράματος.
• Τα κράματα με βάση το νικέλιο είναι πολύ διαφορετικά και έχουν εξαιρετικές ιδιότητες. Έτσι, τα ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα σιδήρου-νικελίου χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μερών πυρηνικών αντιδραστήρων και κινητήρων αεριωθουμένων. Μέχρι σήμερα, έχουν περιγραφεί και χρησιμοποιηθεί περίπου 3.000 διαφορετικά κράματα νικελίου.
• Η επίστρωση νικελίου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ενεργά όχι μόνο στην κατασκευή οργάνων και εργαλειομηχανών, αλλά και στην καθημερινή ζωή και στις κατασκευές. Τα επινικελωμένα πιάτα, μαχαιροπίρουνα, αξεσουάρ κ.λπ. δεν είναι μόνο αισθητικά ελκυστικά, αλλά και απολύτως υγιεινά, ακίνδυνα και εξαιρετικά ανθεκτικά. Η αδράνεια και η υγιεινή του μετάλλου καθορίζει τη χρήση του στη βιομηχανία τροφίμων.
• Το νικέλιο είναι ένας σιδηρομαγνήτης, δηλαδή μια ουσία επιρρεπής σε αυθόρμητη μαγνήτιση. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει στο μέταλλο να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μόνιμων μαγνητών.
• Το μέταλλο είναι σχετικά φθηνό στην απόκτηση και έχει καλά χαρακτηριστικάαπό την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το νικέλιο αντικαθιστά το ακριβό ασήμι ή στην παραγωγή μπαταριών.

Δομή και χημική σύνθεσηνικέλιο συζητούνται παρακάτω.

Δομή και σύνθεση

Το νικέλιο, όπως και άλλα καθαρά μέταλλα, έχει μια ομοιογενή, καλά οργανωμένη δομή, η οποία παρέχει σε αυτές τις ουσίες την ικανότητα να μεταφέρουν ρεύμα. Ωστόσο, η σύνθεση φάσης του υλικού μπορεί να είναι διαφορετική, γεγονός που επηρεάζει τις ιδιότητές του.

• Υπό κανονικές συνθήκες, αντιμετωπίζουν τη β-τροποποίηση του νικελίου. Χαρακτηρίζεται από ένα επικεντρωμένο κυβικό πλέγμα και καθορίζει τις συνήθεις ιδιότητες του μετάλλου - ελατότητα, ολκιμότητα, ικανότητα μηχανική κατεργασία, σιδηρομαγνητισμός και ούτω καθεξής.
• Υπάρχει επίσης ένα άλλο είδος υλικού. Το νικέλιο που υποβάλλεται σε εκτόξευση καθόδου σε ατμόσφαιρα υδρογόνου δεν αντιδρά, αλλά αλλάζει επίσης τη δομή του, μετατρέποντας σε α-τροποποίηση. Το τελευταίο έχει ένα πυκνό εξαγωνικό πλέγμα. Όταν θερμαίνεται στους 200 C, η α-φάση μετατρέπεται σε β-φάση. Στη βιομηχανία, ασχολούνται με την β-τροποποίηση του νικελίου.

Αυτό το βίντεο θα σας πει πώς να μετατρέψετε μόνοι σας μια μπαταρία νικελίου-καδμίου σε μπαταρία ιόντων λιθίου:

Ιδιότητες και χαρακτηριστικά

Τα χαρακτηριστικά της β-φάσης, ως κύριας, παρουσιάζουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον, αφού η ίδια η ύπαρξη της α-φάσης είναι περιορισμένη. Οι ιδιότητες του μετάλλου είναι:

• πυκνότητα σε κανονική θερμοκρασία – 8,9 g/cu. εκ;
• Σημείο τήξης – 1453 C;
• σημείο βρασμού - 3000 C;
• Πολύ χαμηλό συντελεστήθερμική διαστολή – 13,5∙10 −6 K −1
• μέτρο ελαστικότητας – 196–210 GPa.
• Το όριο ελαστικότητας είναι 80 MN/sq. Μ;
• ισχύς διαρροής – 120 MN/τετρ. Μ:
• όριο εφελκυσμού 40–50 kgf/sq. mm;
• ειδική θερμοχωρητικότητα της ουσίας – 0,440 kJ/(kg K);
• θερμική αγωγιμότητα – 90,1 W/(m K);
• ειδική ηλεκτρική αντίσταση – 0,0684 µOhm∙m.

Το νικέλιο είναι σιδηρομαγνητικό, το σημείο Κιουρί του είναι 358 C.

Θα μιλήσουμε για την κατασκευή και τον κατασκευαστή κραμάτων νικελίου παρακάτω.

Παραγωγή

Το νικέλιο θεωρείται αρκετά κοινό - 13ο μεταξύ των μετάλλων. Ωστόσο, η κατανομή του είναι κάπως συγκεκριμένη. Δεν είναι για τίποτε που το μέταλλο ονομάζεται στοιχείο των βάθους της γης, αφού στα υπερμαφικά πετρώματα είναι 200 ​​φορές πιο άφθονο από ό,τι στα όξινα πετρώματα. Σύμφωνα με μια κοινή θεωρία, ο πυρήνας της γης αποτελείται από σίδηρο νικελίου.

Το εγγενές νικέλιο δεν υπάρχει στη Γη.Σε δεσμευμένη μορφή, υπάρχει σε μεταλλεύματα χαλκού-νικελίου - που περιέχουν αρσενικό και σουλφίδιο. Αυτό είναι το νικέλιο - κόκκινος νικελοπυρίτης, ο ίδιος που πήραν οι ανθρακωρύχοι για τον πυρίτη, τον χλωραντίτη - τον λευκό νικελοπυρίτη, τον γαρνιερίτη, τον χαλκοπυρίτη κ.λπ.

Η πρώτη ύλη είναι συνήθως θειούχο μετάλλευμα, το οποίο περιλαμβάνει τόσο νικέλιο όσο και νικέλιο, επομένως περιλαμβάνονται πρόσθετα βήματα για τον διαχωρισμό των μετάλλων.

• Τα θειούχα μεταλλεύματα περιέχουν συνήθως πολλή υγρασία και αργιλικές ουσίες. Για να απαλλαγούμε από αυτά, το μετάλλευμα συνθλίβεται, ξηραίνεται και μπρικετοποιείται. Εάν η περιεκτικότητα του μεταλλεύματος σε θείο είναι πολύ υψηλή, ψήνεται.
• Η ματ τήξη πραγματοποιείται σε φούρνους φρεατίων ή αντηχήσεων. Λαμβάνεται ένα κράμα νικελίου και θειούχου σιδήρου, συμπεριλαμβανομένης μιας μικρής ποσότητας χαλκού.
• Διαχωρισμός νικελίου και χαλκού.
• Καβούρδισμα συμπυκνώματος νικελίου, τήξη αναγωγής και εξευγενισμός με ηλεκτρόλυση.

Η μέθοδος λήψης νικελίου από οξειδωμένο μετάλλευμα φαίνεται κάπως διαφορετική.

• Το μετάλλευμα υποβάλλεται σε τήξη θειούχου με μερική αναγωγή.
• Λήψη ματ - το λιωμένο ματ φυσάται με αέρα στους μετατροπείς.
• Ο Feinstein πυροδοτείται και καθαρίζεται από χαλκό.
• Στη συνέχεια το νικέλιο μειώνεται ή το καμένο νικέλιο τήκεται σε σιδηρονικέλιο.

Πόσο κοστίζει 1 κιλό νικέλιο; Οι τιμές για τέτοιο μέταλλο καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από την επιτυχία της εκμετάλλευσης των κοιτασμάτων. Έτσι, το 2013, η Κίνα αύξησε την παραγωγή χυτοσιδήρου που περιέχει νικέλιο, γεγονός που οδήγησε σε αισθητή πτώση των τιμών των μετάλλων. Το φθινόπωρο του 2016, το κόστος ενός τόνου μετάλλου ήταν 10.045 δολάρια.

Περιοχή εφαρμογής

Το ίδιο το νικέλιο χρησιμοποιείται σπάνια. Η περιοχή είναι πολύ ευρύτερη.

• Στην καθημερινή ζωή, οι άνθρωποι συναντούν πιο συχνά επινικελωμένα προϊόντα - βρύσες, μίξερ, εξαρτήματα επίπλων. Τα μεταλλικά μέρη των επίπλων είναι συχνά επικαλυμμένα με ένα στρώμα ασημιού, που δεν αμαυρώνει. Το ίδιο ισχύει και για τα μαχαιροπίρουνα και τα σερβίτσια.
• Μια άλλη γνωστή χρήση είναι ο λευκός χρυσός. Αποτελείται από χρυσό συγκεκριμένου προτύπου και κράμα νικελίου.
• Οι κάθοδοι νικελίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική. Πολλές μπαταρίες είναι νικελίου-καδμίου. Το νικέλιο, το σίδηρο-νικέλιο και ούτω καθεξής ανταγωνίζονται την μπαταρία και είναι πολύ πιο ασφαλή.

Ωστόσο, ο κύριος καταναλωτής νικελίου είναι η μη σιδηρούχα και η σιδηρούχα μεταλλουργία: το 67% του συνόλου των εξορυχθέντων μετάλλων χρησιμοποιείται για την παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα. Και 17% - για την παραγωγή άλλων κραμάτων μη σιδήρου.

• Ο δομικός και ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιούνται κυριολεκτικά παντού: κατασκευές και μηχανολογία, ηλεκτρολογία και κατασκευή αγωγών, κατασκευή οργάνων και κατασκευή φέροντα κουφώματα. Είναι το νικέλιο που δίνει στους χάλυβες την αντοχή τους στη διάβρωση.
• Τα κράματα νικελίου-χαλκού χρησιμοποιούνται συχνότερα για την κατασκευή εξοπλισμού ανθεκτικού στα οξέα και διαφόρων εξαρτημάτων που πρέπει να λειτουργούν σε επιθετικά χημικά περιβάλλοντα.
• Τα κράματα νικελίου και χρωμίου είναι διάσημα για την αντοχή τους στη θερμότητα και την αντοχή τους σε αλκάλια και οξέα. Χρησιμοποιούνται σε φούρνους, πυρηνικούς αντιδραστήρες, κινητήρες και ούτω καθεξής.
• Τα κράματα νικελίου, χρωμίου και σιδήρου, επιπλέον, παραμένουν ανθεκτικά σε υψηλά φορτία σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες - έως και 900 C. Αυτό είναι ένα απαραίτητο υλικό για αεριοστρόβιλους.

Το νικέλιο είναι ένα μέταλλο με . Ανθεκτικό, ελατό, ανθεκτικό σε οξέα και αλκάλια και ικανό να προσδώσει αυτές τις ιδιότητες σε σχεδόν οποιοδήποτε κράμα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το νικέλιο χρησιμοποιείται τόσο ευρέως.

Ένας απλός και αξιόπιστος τρόπος για την αποκατάσταση των μπαταριών νικελίου-καδμίου συζητείται στο παρακάτω βίντεο:

Οι ιδιότητες του νικελίου είναι σημαντικές παράμετροι για την αναζήτηση, την επεξεργασία και τις εφαρμογές του μετάλλου. Λαμβάνονται υπόψη όταν σχηματίζονται συνθέσεις με άλλα υλικά.

Οι ιδιότητες του νικελίου καθορίζουν τη χρήση του στην παραγωγή

Το νικέλιο είναι ένα μέταλλο με χαρακτηριστικό ασημί-λευκό χρώμα. Σε θερμοκρασία 1453 °C μετατρέπεται σε υγρή κατάστασηκαι βράζει στους 2732 °C. Το νικέλιο είναι όλκιμο και μπορεί εύκολα να υποστεί επεξεργασία υπό πίεση.

Η χημική ιδιότητα του νικελίου χαρακτηρίζεται από την ικανότητα να σχηματίζει ενώσεις με ποικίλους βαθμούς οξείδωσης. Υπό φυσικές συνθήκες, εμφανίζεται ένα λεπτό φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου.

Το μέταλλο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό στη διάβρωση. Το νικέλιο δεν αντιδρά με τα κοντινά συμπυκνωμένα οξέακαι αλκάλια, αλλά διαλύεται ενεργά σε αραιό νιτρικό οξύ.

Όταν το νικέλιο εισέρχεται σε χημικές αντιδράσεις, σχηματίζει πτητικά μέταλλα και διαλυτά/αδιάλυτα άλατα

Δεν αντιδρούν με το νικέλιο:

• αδρανή αέρια.
• λίθιο;
• κάλιο;
• νάτριο;
• καίσιο;
• ρουβίνιο;
• στρόντιο;
• βάριο;
• ιρίδιο;
• καίσιο.

Με μια ένωση άνθρακα, το νικέλιο σχηματίζει καρβονύλιο, ένα πτητικό μέταλλο μετάπτωσης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία παραγωγής υλικών υψηλής καθαρότητας. Η σκόνη νικελίου μπορεί να αναφλεγεί αυθόρμητα όταν έρθει σε επαφή με τον αέρα, σχηματίζοντας οξείδια.

Το νικέλιο παράγει μια σειρά από διαλυτά και αδιάλυτα άλατα. Για παράδειγμα, ένα διάλυμα θειικού μετάλλου δίνει στο υγρό πράσινο χρώμα. Τα αδιάλυτα άλατα έχουν συνήθως βαθύ κίτρινο χρώμα.

Μορφές εμφάνισης μετάλλων

Υπό φυσικές συνθήκες, το νικέλιο βρίσκεται σε συνδυασμό με μια σειρά από χημικά στοιχεία, και με τη μορφή ψήγματα βρίσκεται σε μετεωρίτες σιδήρου.

Υπό υδροθερμικές συνθήκες, το νικέλιο σχηματίζει ενώσεις με αρσενικό, κοβάλτιο και άργυρο. Οι αυξημένες συγκεντρώσεις του μετάλλου σχετίζονται με ορυκτούς σχηματισμούς - αρσενίδια και σουλφίδια.

Στη φύση, το νικέλιο βρίσκεται συνήθως σε ενώσεις με άλλα στοιχεία

Οι πρώτες ύλες για την εξόρυξη του πολύτιμου συστατικού είναι θειούχα, μεταλλεύματα χαλκού-νικελίου που περιέχουν αρσενικό:

• νικέλιο - μια ένωση με αρσενικό.
• Χλωαντίτης - λευκός πυρίτης που περιέχει κοβάλτιο και σίδηρο.
• γαρνιερίτης - πυριτικό πέτρωμα που περιέχει μαγνήσιο.
• μαγνητικός πυρίτης - μια ένωση θείου με σίδηρο και χαλκό.
• gersdorfit - λάμψη αρσενικού-νικελίου.
• Ο πεντλαντίτης είναι μια ένωση θείου, σιδήρου και νικελίου.

Η περιεκτικότητα σε μέταλλα στους ζωντανούς οργανισμούς εξαρτάται από τις συνθήκες και το περιβάλλον. Ορισμένοι εκπρόσωποι της χλωρίδας και της πανίδας είναι ικανοί να συγκεντρώνουν μέταλλο.

Τα κύρια κοιτάσματα μεταλλεύματος βρίσκονται στον Καναδά, Ρωσική Ομοσπονδία, Αλβανία, Νότια Αφρική, Κούβα, Ελλάδα.

Η διαδικασία εξόρυξης μετάλλου από μεταλλεύματα περιλαμβάνει τη χρήση τεχνολογιών ανάλογα με τον τύπο της πρώτης ύλης. Μερικές φορές το νικέλιο είναι ένα δευτερεύον υλικό για τον εμπλουτισμό του βράχου.

Τα πυρίμαχα μεταλλεύματα που περιέχουν μαγνήσιο υποβάλλονται σε ηλεκτρική τήξη. Τα μεταλλεύματα λατερίτη που περιέχουν σίδηρο επεξεργάζονται με την υδρομεταλλουργική μέθοδο και ακολουθεί επεξεργασία με αλκαλικά διαλύματα.

Ο βράχος με λιγότερη περιεκτικότητα σε σίδηρο λιώνει, ψήνεται και λιώνει ηλεκτρικά. Στην πορεία ανακτάται μεταλλικό κοβάλτιο ή τα άλατά του. Αυξημένη περιεκτικότητα σε μέταλλα παρατηρείται στην τέφρα άνθρακα στην Αγγλία. Το γεγονός αυτό συνδέεται με τη δραστηριότητα των μικροοργανισμών που συγκεντρώνουν το νικέλιο.

Πλαστικότητα και άλλα φυσικές ιδιότητεςΟι συνθέσεις νικελίου εξαρτώνται από την καθαρότητα του υλικού. Μια ελαφριά πρόσμιξη θείου κάνει το μέταλλο εύθραυστο. Η προσθήκη μαγνησίου στο λιωμένο υλικό καθαρίζει το μείγμα από μικρές ακαθαρσίες για να σχηματιστεί μια ένωση με θείο.

Εφαρμογές Νικελίου

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του μετάλλου καθορίζουν τη χρήση του:

• στην παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα.
• για το σχηματισμό κραμάτων που δεν περιέχουν σίδηρο.
• για σκοπούς εφαρμογής προστατευτικών επικαλύψεων σε προϊόντα με γαλβανική μέθοδο·
• για την παραγωγή χημικών αντιδραστηρίων·
• στη μεταλλουργία σκόνης.

Το μέταλλο χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπαταριών, με τη βοήθειά του συμβαίνουν καταλυτικές διεργασίες. χημικές αντιδράσειςστη βιομηχανική παραγωγή. Τα κράματα τιτανίου είναι εξαιρετικά υλικά για την κατασκευή οδοντοστοιχιών και συσκευών ανόρθωσης δοντιών.

Με βάση τη σύνθεση χημικό στοιχείοΤο Νο 28 είναι μια πρώτη ύλη για την κοπή νομισμάτων και την κατασκευή πηνίων για ηλεκτρονικά τσιγάρα. Χρησιμοποιείται για να κουρδίζει τις χορδές των μουσικών οργάνων.

Στην κατασκευή πυρήνων για ηλεκτρομαγνήτες, χρησιμοποιούνται συνθέσεις - μόνιμο κράμα, συμπεριλαμβανομένου 20–60% σιδήρου. Το νικέλιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων και εξοπλισμού για τη χημική βιομηχανία.

Τα οξείδια μετάλλων χρησιμοποιούνται στην παραγωγή γυαλιού, υαλοπινάκων και κεραμικών. Η σύγχρονη παραγωγή ειδικεύεται στην παραγωγή μιας ποικιλίας προϊόντων έλασης: σύρμα, ταινία, φύλλο, σωλήνες.

Το νικέλιο έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών από επικαλύψεις έως χημικά

Η αντίσταση σε επιθετικά περιβάλλοντα επιτρέπει τη χρήση ελασματοποιημένου νικελίου για τη μεταφορά αλκαλίων στη χημική βιομηχανία.

Τα όργανα από κράμα με βάση το νικέλιο χρησιμοποιούνται στην ιατρική και σε επιστημονική έρευνα. Το μέταλλο χρησιμοποιείται για τη δημιουργία οργάνων ακριβείας για τηλεχειριστήριοδιεργασίες στην πυρηνική ενέργεια, εγκαταστάσεις ραντάρ.

Χαρακτηριστικά κραμάτων νικελίου

Οι συνθέσεις συνδυάζουν το μέταλλο κυρίως με σίδηρο και κοβάλτιο. Χρησιμοποιείται ως συστατικό κράματος για την παραγωγή διαφόρων δομικών τύπων χάλυβα, μαγνητικών και μη μαγνητικών κραμάτων.

Τα κράματα μετάλλων με βάση το χημικό στοιχείο Νο. 28 έχουν αντοχή, αντοχή σε θερμοκρασίες, παραμόρφωση και περιβαλλοντικές επιδράσεις. Ο αριθμός τους φτάνει τις πολλές χιλιάδες. Οι πιο κοινές συνθέσεις είναι συνδυασμοί με χρώμιο, μολυβδαίνιο, αλουμίνιο, τιτάνιο και βηρύλλιο.

Το μέταλλο θεωρείται συστατικό απολίνωσης του χρυσού, δίνοντας στα κοσμήματα το χαρακτηριστικό λευκό χρώμα και τη δύναμή τους. Σε σχέση με αυτή τη σύνθεση, υπάρχουν απόψεις για την αλλεργική επίδραση του νικελίου στο δέρμα.

Σε συνδυασμό με το χρώμιο, σχηματίζεται μια ένωση νιχρώμου, η οποία έχει αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, ελάχιστο συντελεστή ηλεκτρικής αντίστασης και ολκιμότητα.

Χρησιμοποιείται για την κατασκευή συσκευών θέρμανσης, εξαρτημάτων και ως επίστρωση. Η υψηλή αντοχή της σύνδεσης της επιτρέπει να υποβληθεί σε μηχανική κατεργασία, τόρνευση, συγκόλληση και σφράγιση.

Τα κράματα νικελίου έχουν υψηλή αντοχή, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή

Μια ειδική ομάδα σχηματίζεται από κράματα που περιλαμβάνουν χαλκό. Μεταξύ αυτών τα πιο δημοφιλή είναι:

• Monel?
• ορείχαλκος;
• μπρούντζος;
• νικέλιο ασήμι.

Πριν από περισσότερο από έναν αιώνα, διαπιστώθηκε ότι η σύνθεση σιδήρου-νικελίου, που περιέχει 28% του περιγραφόμενου μετάλλου, χάνει τις ιδιότητες μαγνήτισής της. Τα κράματα που περιέχουν νικέλιο 36% χαρακτηρίζονται από έναν ασήμαντο γραμμικό ρυθμό διαστολής, ο οποίος τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται στην κατασκευή οργάνων και εργαλείων ακριβείας.

Αυτή η σύνθεση, η οποία ονομάζεται FeNi36, ονομάζεται invar, δηλαδή «αμετάβλητη». Το κράμα Kovar, που περιέχει 29% νικέλιο, 17% κοβάλτιο και 54% σίδηρο, έχει βρει ευρεία χρήση στην παραγωγή.

Έχει υψηλή πρόσφυση στο λιωμένο γυαλί, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση της σύνθεσης για την κατασκευή ηλεκτρικών καλωδίων που διέρχονται από αυτήν την ουσία.