معدن النيكل | الخصائص والتاريخ والإنتاج والاستخدامات

النيكل هو معدن قوي، لامع، فضي أبيض، وهو عنصر أساسي من حياتنا اليومية، ويمكن العثور عليه في كل شيء من البطاريات التي تعمل على أجهزة التحكم عن بعد التلفزيون إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يستخدم ل جعل المصارف المطبخ لدينا.

الخصائص:

• الرمز الذري: ني
• رقم الذري: 28
• عنصر الفئة: معدن الانتقال
• الكثافة: 8. 908 g / سم ³
• نقطة الانصهار: 2651 ° F (1455 ° C)
• نقطة الغليان: 5275 ° F (2913 ° C)
• مو صلابة: 4. 0

الخصائص:

يتفاعل النيكل النقي مع الأكسجين، ونادرا ما يتم العثور عليه على سطح الأرض، على الرغم من كونه خامس أكثر العناصر وفرة على (وفي) كوكبنا. في تركيبة مع الحديد والنيكل هو مستقر للغاية، مما يفسر كل من حدوثه في الخامات التي تحتوي على الحديد واستخدامها الفعال في تركيبة مع الحديد لجعل الفولاذ المقاوم للصدأ.

النيكل قوي جدا ومقاوم للتآكل، مما يجعله ممتازا لتعزيز السبائك المعدنية. بل هو أيضا الدكتايل جدا ومرنة، والخصائص التي تسمح لها العديد من سبائك لتكون على شكل الأسلاك والقضبان والأنابيب والأوراق.

التاريخ:

تم استخراج النيكل النقي لأول مرة من قبل بارون أكسيل فريدريك كرونستدت في عام 1751، ولكن كان من المعروف أنه موجود قبل ذلك بكثير. الوثائق الصينية من حوالي 1500BC تشير إلى "النحاس الأبيض" ( بايتونغ )، والتي من المرجح جدا سبيكة من النيكل والفضة. القرن الخامس عشر كان عمال المناجم الألمان، الذين يعتقدون أنهم يستطيعون استخراج النحاس من خامات النيكل في ساكسونيا، يشير إلى المعدن على أنه كوبرنيكل - "النحاس الشيطان" - ويرجع ذلك جزئيا إلى محاولاتهم غير المجدية لاستخراج النحاس من خام، ولكن ويرجع ذلك أيضا جزئيا إلى الآثار الصحية الناجمة عن ارتفاع محتوى الزرنيخ في خام.

- 3>>

في عام 1889، قدم جيمس رايلي عرضا لمعهد الحديد والصلب لبريطانيا العظمى حول كيفية إدخال النيكل يمكن أن يعزز الفولاذ التقليدي. وقد أدى عرض رايلي إلى زيادة الوعي بخصائص السبائك المفيدة للنيكل وتزامنت مع اكتشاف رواسب النيكل الكبيرة في كاليدونيا الجديدة وكندا.

بحلول أوائل القرن العشرين، أدى اكتشاف رواسب خام في روسيا وجنوب أفريقيا إلى إنتاج النيكل على نطاق واسع. لم يمض وقت طويل، أدت الحرب العالمية الأولى والحرب العالمية الثانية إلى زيادة كبيرة في الصلب، وبالتالي الطلب على النيكل.

الإنتاج:

يتم استخراج النيكل في المقام الأول من كبريتيدات النيكل بنتلانديت، بيرهوتيت، وميلريت، التي تحتوي على حوالي 1٪ من النيكل، والحديد التي تحتوي على اللامونيت الخامات اللونيت والغارنيريت، التي تحتوي على حوالي 4٪ محتوى النيكل. يتم استخراج خامات النيكل في 23 بلدا، في حين يتم صهر النيكل في 25 بلدا مختلفا.

تعتمد عملية فصل النيكل اعتمادا كبيرا على نوع الخام.وكبريتيدات النيكل، مثل تلك الموجودة في الدرع الكندية وسيبيريا، وجدت عموما عميقة تحت الأرض، مما يجعلها كثيفة العمالة ومكلفة لاستخراج. ومع ذلك، فإن عملية فصل هذه الخامات أرخص بكثير من الصنف اللاحق، مثل تلك الموجودة في كاليدونيا الجديدة. وعلاوة على ذلك، فإن كبريتيدات النيكل غالبا ما تستفيد من احتواء الشوائب من عناصر قيمة أخرى يمكن فصلها اقتصاديا.

يمكن فصل خامات كبريتيد باستخدام تعويم الزبد والعمليات الميتالورجية أو المغناطيسية لإنشاء أكسيد النيكل وأكسيد النيكل.

هذه المنتجات الوسيطة، التي عادة ما تحتوي على النيكل 40-70٪، يتم بعد ذلك معالجة أخرى، وغالبا ما تستخدم عملية شيريت غوردون.

عملية موند (أو كاربونيل) هي الطريقة الأكثر شيوعا وكفاءة لعلاج كبريتيد النيكل. في هذه العملية، يتم التعامل مع الكبريتيد مع الهيدروجين وتغذية في فرن التطاير. هنا يلتقي أول أكسيد الكربون في حوالي 140F ° (60C ° ) لتشكيل غاز النيكل كربونيل. يتحلل غاز الكربونيل النيكل على سطح حبيبات النيكل مسبقة التسخين التي تتدفق من خلال غرفة حرارة حتى تصل إلى الحجم المطلوب. في درجات حرارة أعلى، هذه العملية يمكن استخدامها لتشكيل مسحوق النيكل.

على النقيض من ذلك، عادة ما تصهر الخامات اللاهوائية بالطرق البيرولية المعدنية بسبب ارتفاع محتوى الحديد. الخامات اللاهوائية لديها أيضا نسبة الرطوبة العالية (35-40٪) التي تتطلب التجفيف في فرن الفرن الدوار.

وتنتج أكسيد النيكل، الذي يتم بعد ذلك خفض باستخدام الأفران الكهربائية في درجات حرارة بين 2480-2930 F ° (1360-1610 C °) وتطاير لإنتاج الدرجة الأولى النيكل المعادن وكبريتات النيكل.

بسبب محتوى الحديد الطبيعي في الخامات اللاصقة، فإن المنتج النهائي لمعظم المصاهر التي تعمل مع هذه الخامات هو فيرو النيكل، والذي يمكن استخدامه من قبل منتجي الصلب بعد إزالة السيليكون والكربون وشوائب الفوسفور.

كانت أكبر الدول المنتجة للنيكل في عام 2010 هي روسيا وكندا وأستراليا وإندونيسيا. أكبر منتجي النيكل المكرر هو نوريلسك نيكيل، فيل S. A.، و جينشوان غروب Ltd. في الوقت الحاضر، يتم إنتاج نسبة صغيرة فقط من النيكل من المواد المعاد تدويرها.

التطبيقات:

النيكل هي واحدة من المعادن الأكثر استخداما على نطاق واسع على كوكب الأرض. وفقا لمعهد النيكل، ويستخدم المعدن في أكثر من 300، 000 المنتجات المختلفة. في معظم الأحيان يتم العثور عليها في الفولاذ وسبائك المعادن، ولكنها تستخدم أيضا في إنتاج البطاريات والمغناطيس الدائم.

الفولاذ المقاوم للصدأ:
حوالي 65٪ من جميع النيكل المنتجة يذهب إلى الفولاذ المقاوم للصدأ.

الفولاذ الأوستنيتي هي الفولاذ غير المغنطيسي المقاوم للصدأ التي تحتوي على مستويات عالية من الكروم والنيكل، ومستويات منخفضة من الكربون. يتم تقدير هذه المجموعة من الفولاذ - المصنفة على أنها سلسلة من الفولاذ المقاوم للصدأ - من أجل قابليتها للتشكيل ومقاومتها للتآكل. أوستنيتيكش هي الأكثر استخداما على نطاق واسع من الفولاذ المقاوم للصدأ.

يتم تعريف مجموعة الأوستنيتي الفولاذية المحتوية على النيكل بواسطة التركيب البلوري المكعب بالوجه (فك) الذي يحتوي على ذرة واحدة في كل زاوية من المكعب وواحدة في وسط كل وجه.ويشكل هذا الهيكل الحبوب عندما يتم إضافة كمية كافية من النيكل إلى سبيكة (ثمانية إلى عشرة في المئة في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 304 القياسية).

اتبع تيرينس على جوجل

_{المصادر:}

_{شارع، آرثر. & أليكساندر، W. O. 1944. المعادن في خدمة الإنسان . 11th إديتيون (1998).
USGS. ملخصات السلع المعدنية: النيكل (2011).
المصدر: هتب: // مينيرالس. هيئة المسح الجيولوجي الامريكية. غوف / مينيرالس / بوبس / كوموديتي / نيكل /
موسوعة بريتانيكا. النيكل.
المصدر: هتب: // شبكة الاتصالات العالمية. بريتانيكا. كوم / إبشيكيد / توبيك / 414238 / نيكل-ني
المعادن الملف الشخصي: النيكل}