Nikiel jest oznaczany przez Ni. Z języka niemieckiego – psotny człowiek, w swoich latach miał złą reputację z powodu arszeniku.
Atomy tej rudy mają metaliczną sieć krystaliczną. Metalowa komórka jest sześcienna, wszystkie atomy znajdują się w wierzchołkach, pośrodku ścian. Konstrukcja jest odporna na ciśnienie. Masa atomowa pierwiastka wynosi 58,69 g/mol. Posiada cztery warstwy elektroniczne, które są całkowicie wypełnione. Promień atomu wynosi 0,124 nm. Dlatego uważa się, że jest nasycony. Częściej tworzy związki na stopniu utlenienia +2, 0.
Jak wszystkie metale
Nikiel to metal. Dlatego ma ogólne właściwości metaliczne:
- Zarabialność;
- Metaliczny połysk;
- Plastyczność;
- Przewodność cieplna (niska);
- Przewodność elektryczna;
- Elastyczny.
Właściwości fizyczne
Jako prosta substancja metal ma genialny, jasnosrebrny odcień. Jest odporny na korozję alkaliczną, wodną, kwasową. Posiadające plastyczność, ciągliwość i właściwości wewnętrzne:
- Temperatura topnienia 1450 °C.
- Temperatura wrzenia 2830 °C.
- Przewodność cieplna 92 W/m
- Gęstość 8,9 kg/dm3.
Właściwości optyczne metalu
Aby określić atomy pierwiastka, stosuje się sól disodową kwasu octowego, kwas antranilowy. Gęstość optyczną mierzy się przez X=1000 µm. Pierwiastek występuje w obecności wapnia, chromu, rtęci, glinu, cyrkonu.
Ale nie można znaleźć z miedzią, żelazem, kobaltem, bizmutem, srebrem. W świetle odbitym ma niebieskawy kolor.
Badania krystalizacji
Ciała krystaliczne to metale, stopy. Ich atomy znajdują się na wierzchołkach sieci krystalicznych. W procesie krystalizacji powstają różne sieci krystaliczne. Ma sześcienny skoncentrowany na twarzy. Tworzy dwie modyfikacje alotropowe:
- a-Ni poniżej 245°C;
- p-Ni.
Zbadano proces krystalizacji ciekłego niklu. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta liczba atomów w cieczy. Stwierdza się, że początkowo element ma luźną strukturę. Następnie grupy atomów są przywracane.
Klasyfikacja
Stopy są podzielone według pewnych kryteriów. Metody produkcji:
- stopy odlewnicze;
- Odkształcalne przedmioty.
Według właściwości stopów:
- odporny na ciepło;
- odporny na ciepło;
- złożony (z niezbędnymi właściwościami).
Według obszaru zastosowania:
- tarcze turbiny gazowej;
- szczegóły komór spalania;
- silniki lotnicze.
Mój wszędzie
Pierwiastek Ni nie występuje w czystej postaci, jedynie w tlenkach, siarczkach i krzemianach. Nikiel wydobywany jest na wszystkich kontynentach, a huty zlokalizowane są w 25 krajach. Na światowy rynek niklu trafiają duże ilości wtórnego, pierwotnego metalu. Nikiel jest przechowywany w znanych złożach. Gdzie wydobywa się nikiel?
Główne obszary wydobycia niklu:
- Kanada
- Rosja
- Australia
- Kuba
- Albania
- Grecja
- Ukraina
Złoża niklu na dnie morza przewyższają zawartość metalu na lądzie. Baza rezerw niklu może utrzymywać Ziemię przez ponad sto lat. Więc zużycie niklu może być wysokie.
Unikalne złoża mają wpływ na rozwój przemysłu wydobywczego. Nikiel wydobywany jest w 410 złożach na świecie. Unikalne złoża w Rosji znajdują się w Norylsku-1, Talnakh i Oktiabrskim. Na świecie są 2 złoża w Kanadzie, 3 w Australii, 1 w Chinach, w Grecji, w Nowej Kaledonii, 2 w Indonezji.
Gdzie wydobywa się nikiel w Rosji? Obecnie kraj posiada bogate zasoby surowca, zajmując pierwsze miejsce na świecie w jego produkcji. Wydobycie niklu w Rosji odbywa się w Obwodzie Tajmyrskim (69%), Obwodzie Murmańskim (17%) i Uralu (11%).
Produkcja niklu w Rosji prowadzona jest:
- OJSC MMC Norilsk Nickel (95%);
- JSC Yuzhural-Nickel;
- OJSC „Ufalei Nickel Plant”;
- CJSC PO Rezhnickel.
Produkcja niklu na świecie:
- Vale Inco Ltd w Kanadzie;
- Western Mining Corp. w Australii;
- Jinchuan Group Co. Ltd” w Chinach;
- Goro Vale w Nowej Kaledonii
Zdobywanie metalu
Syntezę cząstek niklu prowadzi się metodą chemiczną z trudno rozpuszczalnego węglanu przy użyciu środków redukujących. Główne metody otrzymywania niklu: metody wytopowe, piro- i hydrometalurgiczne. Jak wydobywa się nikiel we współczesnym świecie?
Pozyskiwanie niklu dzieli się na kilka etapów:
- Ruda jest poddawana kruszeniu, suszeniu. Nadmiar wilgoci jest usuwany.
- Tworzą się topnik i gips.
- Następnie do produktów dodawany jest koks i stapiany.
- Rezultat jest żużlowy i matowy.
- Mata jest przedmuchiwana przez konwerter.
- Wychodzi biały matowy nikiel.
- Tlenek węgla jest wydobywany z żużla.
- Nikiel matowy jest kruszony, wypalany.
- Azot jest redukowany węglem drzewnym. Pył wraca do pieca.
- Udoskonalanie.
Jest krucha w rękach jubilerów, ale w metalurgów?
Pierwsze użycie metalu zostało wynalezione przez jubilerów. Ruda nie ciemnieje na powietrzu i jest łatwo przetwarzana. Używany w produkcji biżuterii, sprzętów gospodarstwa domowego, monet. Wytopiony w tym czasie metal nie był szlachetny. Jego kruchość była wówczas niewykonalna. Niewielki udział siarki i tlenu w stopie znacznie zmienił właściwości, niszcząc powłokę.
Większość metalu jest wykorzystywana do produkcji stopów z żelazem, chromem i miedzią. Obecnie pilnie rozwijana jest technologia odrzutowa, powstają elektrownie turbin gazowych. Ważne są tutaj żaroodporne stopy rudy niklu. Wykorzystywane są w produkcji reaktorów jądrowych, baterii alkalicznych, powłok antykorozyjnych. Do produkcji blach, rur stosuje się czysty metal.
Dlaczego wysoko cenione
Pierwiastek posiada niesamowite właściwości, które są cenione w produkcji przemysłowej.
Dzięki plastyczności łatwo uzyskać pożądany kształt. Metal jest odporny na agresywne roztwory, nie reaguje z tlenem. Reaguje w stopach z większością metali, których właściwości można poprawić.
Ciekawe fakty dotyczące niklu
- Sto lat temu żywiołem był egzotyczny metal. Z przyrządzanych z niej naczyń korzystały wyłącznie osoby o błękitnej krwi, np. cesarze Austrii.
- Carska Rosja nie miała przemysłu niklowego. Został sprowadzony z zagranicy. Przemysł powstał pod rządami sowieckimi, a pierwszy zakład zaczął działać w 1934 roku.
- Rośliny i mikroorganizmy gromadzą rudę. Nikiel znajduje się w węglu i łupkach. W Anglii popiół węglowy zawiera 78 kg niklu na tonę.
