鎳—未來的金屬?

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鎳—未來的金屬?
Nickel. 圖片: Antoine2k | Dreamstime
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Ni表示。來自德語 – 一個淘氣的人,在他的歲月裡,他因為砒霜而聲名狼藉。

A.F. Cronstedt 於 1751 年首次在一種看起來像銅但無法從中提取銅的礦石中與砷結合發現金屬,後來將其稱為 kupfernickel。他遭受了許多質疑,最終在 1804 年獲得批准。I. 里希特收到了純金屬,這是現在地球上最常見的五種元素之一。

這種礦石的原子具有金屬晶格。金屬單元是立方的,所有原子都位於頂點,即面的中心。該結構是耐壓的。元素的原子質量為 58.69 g/mol。它有四個完全填充的電子層。原子半徑為 0.124 nm。因此,它被認為是飽和的。更常見的是形成氧化態 +2, 0 的化合物。

像所有金屬一樣

鎳是一種金屬。因此,它具有一般的金屬特性:

  • 可偽造性;
  • 金屬光澤;
  • 可塑性;
  • 導熱係數(低);
  • 導電率;
  • 彈性。

物理特性

作為一種簡單的物質,金屬具有明亮的淺銀色色調。耐鹼、水、酸腐蝕。具有可塑性、延展性和內在特性:

  • 熔點 1450 °C。
  • 沸點 2830 °C。
  • 導熱係數 92 W/m
  • 密度 8.9 kg/dm3。
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金屬的光學特性

為了確定元素的原子,使用乙酸的二鈉鹽,鄰氨基苯甲酸。通過 X=1000 µm 測量光密度。該元素存在於鈣、鉻、汞、鋁、鋯中。

Nickel
Nickel. 圖片: Vvoevale | Dreamstime

但用銅、鐵、鈷、鉍、銀是不可能找到的。在反射光下,它呈藍色。

結晶研究

結晶體是金屬、合金。它們的原子位於晶格的頂點。在結晶過程中,形成不同的晶格。它有一個面心立方。它形成兩種同素異形體:

  • a-Ni 低於 245°C;
  • 對鎳。
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研究了液態鎳的結晶過程。液體中的原子數隨著溫度的降低而增加。得出的結論是,最初該元素具有鬆散的結構。然後原子組被恢復。

分類

合金根據一些標准進行劃分。製作方法:

  • 鑄造合金;
  • 可變形工件。

根據合金的性質:

  • 耐熱;
  • 耐熱;
  • 複雜(具有必要的屬性)。

按應用領域:

  • 燃氣輪機盤;
  • 燃燒室的細節;
  • 飛機發動機。

到處都是我的

元素 Ni 不以其純形式存在,僅以氧化物、硫化物和矽酸鹽形式存在。鎳在各大洲都有開採,冶煉廠分佈在 25 個國家。大量的二級、一級金屬進入世界鎳市場。鎳儲存在已知的礦床中。鎳在哪裡開採?

Nickel
Nickel. 圖片: Adwo | Dreamstime

主要鎳礦區:

  • 加拿大
  • 俄羅斯
  • 澳大利亞
  • 古巴
  • 阿爾巴尼亞
  • 希臘
  • 烏克蘭
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海底的鎳沉積物超過了陸地上的金屬含量。鎳儲備基地可以支撐地球一百多年。所以鎳的消耗量可能很高。

獨特的礦床對採礦業的發展產生影響。世界上有 410 個礦床開採鎳。俄羅斯獨特的礦床位於 Norilsk-1、Talnakh 和 Oktyabrsky。全世界有加拿大2個,澳大利亞3個,中國1個,希臘,新喀裡多尼亞,印度尼西亞2個。

俄羅斯哪裡有鎳礦?目前,該國資源儲量豐富,產量居世界第一。俄羅斯的鎳礦開採位於泰米爾區 (69%)、摩爾曼斯克州 (17%) 和烏拉爾 (11%)。

俄羅斯的鎳生產進行:

  • OJSC MMC 諾里爾斯克鎳 (95%);
  • JSC Yuzhural-Nickel;
  • OJSC“烏法雷鎳廠”;
  • CJSC PO Rezhnickel。
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世界鎳產量:

  • 加拿大淡水河谷有限公司;
  • 澳大利亞西部礦業公司;
  • 金川集團有限公司”在中國;
  • 新喀裡多尼亞的 Goro Vale

獲取金屬

鎳顆粒的合成是通過化學方法從微溶碳酸鹽使用還原劑進行的。獲得鎳的主要方法:冶煉法、火法冶金法和濕法冶金法。現代世界如何開採鎳?

Nickel
Nickel. 圖片: Björn Wylezich | Dreamstime

獲得鎳分為幾個階段:

  • 礦石經過破碎、乾燥。去除多餘的水分。
  • 形成熔劑和石膏。
  • 然後,將焦炭添加到產品中並熔化。
  • 結果是熔渣和無光澤。
  • 磨砂吹過轉換器。
  • 白鎳啞光面世。
  • 從爐渣中提取一氧化碳。
  • 鎳磨砂被壓碎、燒製。
  • 用木炭還原亞硝酸鹽。粉塵返回窯爐。
  • 精煉。

在珠寶商手中易碎,但在冶金學家手中?

金屬的第一次使用是由珠寶商發明的。礦石在空氣中不會變黑,易於加工。用於製造首飾、家用器皿、硬幣。當時冶煉的金屬並不貴重。它的脆弱性在當時是行不通的。合金中少量的硫和氧極大地改變了性能,破壞了薄膜。

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大多數金屬用於生產與鐵、鉻和銅的合金。現在噴氣技術正在努力開發,燃氣輪機工廠正在建造中。鎳礦石的耐熱合金在這裡很重要。它們用於生產核反應堆、鹼性電池、防腐塗料。純金屬用於製造板材、管材。

為什麼高度重視

該元素具有在工業生產中受到重視的驚人特性。

由於可塑性,很容易獲得所需的形狀。該金屬耐腐蝕性溶液,不與氧氣發生反應。與大多數可改善性能的金屬在合金中發生反應。

有趣的鎳事實

  • 一百年前,這種元素是一種奇異的金屬。用它製作的菜餚只供有血統的人使用,例如奧地利的皇帝。
  • 沙皇俄國沒有鎳工業。它是從海外帶來的。工業是在蘇維埃政權下創建的,第一家工廠於 1934 年開始運營。
  • 植物和微生物會積聚礦石。鎳存在於煤和頁岩中。在英格蘭,每噸煤灰中含有 78 公斤鎳。
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