Vlastnosti:
- Atomový symbol: Ni
- Atomové číslo: 28
- Prvek Kategorie: Přechodový kov
- Hustota: 8,908 g / cm3
- Bod tání: 2651 ° F (1455 ° C)
- Bod varu: 5275 ° F (2913 ° C)
- Moh 's tvrdost: 4.0
Vlastnosti:
Čistý nikl reaguje s kyslíkem, a proto se zřídka nachází na zemském povrchu, přestože je pátým nejhojnějším prvkem na naší planetě. V kombinaci se železem je nikl extrémně stabilní, což vysvětluje jeho výskyt v rudách obsahujících železo a jeho účinné použití v kombinaci se železem k výrobě nerezové oceli.
Nikl je velmi silný a odolný proti korozi , což je vynikající pro zpevnění slitin kovů. To je také velmi tvárné a tvárné , vlastnosti, které dovolí jeho mnoho slitin být tvarován do drátu, pruty, trubky a listy.
Dějiny:
Čistý nikl byl nejprve vytěžen baronem Axelem Fredrikem Cronstedtem v roce 1751, ale bylo známo, že existuje mnohem dříve. Čínské dokumenty z doby kolem roku 1500 přenesly odkaz na "bílou měď" ( baitong ), která byla velmi pravděpodobné slitinou niklu a stříbra. Němečtí horníci z patnáctého století, kteří věřili, že mohou vyžívat měď z niklových rud v Sasku, označovali kov jako kupfernickel - "ďáblova měď" - částečně kvůli jejich zbytečným pokusům o získání mědi z rudy, ale pravděpodobně zčásti kvůli účinky na zdraví způsobené vysokým obsahem arsenu v rudě.
V roce 1889 vystoupil James Riley na Institutu železné a ocelové ve Velké Británii o tom, jak by zavedení niklu mohlo posílit tradiční oceli. Rileyova prezentace měla za následek rostoucí povědomí o výhodných slitinových vlastnostech niklu a shodovala se s objevením velkých depozit niklu v Nové Kaledonii a Kanadě.
Počátkem 20. století objev rudních ložisek v Rusku a Jihoafrické republice umožnil vyrábět nikl ve velkém měřítku. Nedlouho poté, první světová válka a druhá světová válka vedly k významnému nárůstu ocelové a následně i niklové poptávky.
Výroba:
Nikl se primárně extrahuje ze sulfidů niklu, pentanditu, pyrrotitátu a milleritu, které obsahují asi 1% obsahu niklu, a lateritické rudy limonit a garnierit obsahující železo, které obsahují asi 4% obsah niklu. Niklové rudy se těží v 23 zemích, zatímco nikl se taví v 25 různých zemích.
Způsob separace niklu závisí na druhu rudy. Siliky niklu, jako jsou ty, které se nacházejí v kanadském štítu a na Sibiři, jsou obecně hluboko pod zemí, takže je těžké pracovat a dražit je extrahovat. Postup separace těchto rud je však mnohem levnější než u lateritických odrůd, jako jsou ty, které se nacházejí v Nové Kaledonii. Kromě toho mají sulfidy niklu často výhodu, že obsahují nečistoty jiných cenných prvků, které mohou být ekonomicky odděleny.
Sulfidové rudy mohou být odděleny použitím pěnové flotace a hydrometalurgických nebo magnetických procesů, aby se vytvořila niklová matná a oxid niklu.
Tyto meziprodukty, které obvykle obsahují 40 až 70% niklu, se dále zpracovávají, často používají Sherritt-Gordonův proces.
Proces Mond (nebo karbonyl) je nejobvyklejší a nejúčinnější způsob zpracování sulfidu niklu. Při tomto způsobu se sulfid zpracovává vodíkem a přivádí se do volatile pece. Zde splňuje oxid uhelnatý při teplotě asi 140 ° C (60 ° C) za vzniku karbonylového niklu. Niklový karbonylový plyn se rozkládá na povrchu předehřátých niklových pelet, které protékají tepelnou komorou, dokud nedosáhnou požadované velikosti. Při vyšších teplotách lze tento proces použít k vytvoření niklového prášku.
Laterské rudy jsou naopak obvykle taveny pyro-kovovými metodami kvůli jejich vysokému obsahu železa. Lateritické rudy mají také vysoký obsah vlhkosti (35-40%), který vyžaduje sušení v rotační peci.
Vyrábí oxid niklu, který se pak redukuje pomocí elektrických pecí při teplotách mezi 2480-2930 ° C (1360-1610 ° C) a vypařuje se tak, aby se vytvořil nikl nikl třídy I a síran niklu.
Vzhledem k přirozenému obsahu železa v lateritických rudách je konečným produktem většiny tavidel pracujících s takovýmito rudy feronikel, který mohou výrobci oceli používat po odstranění nečistot z křemíku , uhlíku a fosforu.
Podle země byly největšími výrobci niklu v roce 2010 Rusko, Kanada, Austrálie a Indonésie. Největšími výrobci rafinovaného niklu jsou Norilsk Nickel, Vale SA a Jinchuan Group Ltd. V současné době se z recyklovaných materiálů vyrábí jen malé množství niklu.
Aplikace:
Nikl je jedním z nejrozšířenějších kovů na planetě. Podle Institutu niklu se kov používá ve více než 300 000 různých produktech. Nejčastěji se vyskytuje v ocelích a slitinách kovů, ale také se používá při výrobě baterií a permanentních magnetů .
Nerezová ocel:
Přibližně 65% veškerého vyrobeného niklu jde do nerezové oceli .
Austenitické oceli jsou nemagnetické nerezové oceli, které obsahují vysoké úrovně chromu a niklu a nízké množství uhlíku. Tato skupina ocelí - klasifikovaná jako nerezová řada 300 - je ceněna pro svou tvarovatelnost a odolnost proti korozi. Austenitické materiály jsou nejčastěji používanou jakostí nerezové oceli .
Austenitická oblast nerezavějících ocelí obsahující nikl je definována krystalovou strukturou krystalizovanou na obličej (FCC), která má jeden atom v každém rohu krychle a jeden v polovině každého obličeje. Tato struktura zrna se vytváří, když do slitiny je přidáno dostatečné množství niklu (osm až deset procent ve standardní slitině z nerezavějící oceli 304 ).
Zdroje:
Street, Arthura. & Alexander, WO 1944. Kovy v službě člověka . 11. vydání (1998).
USGS. Minerální souhrny komodit: nikl (2011).
Zdroj: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Encyklopedie Britannica. Nikl.
Zdroj: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Profil kovu: nikl