属性:
- 原子符号:Ni
- 原子序数:28
- 元素类别:过渡金属
- 密度:8.908g / cm 3
- 熔点:2651°F(1455°C)
- 沸点:5275°F(2913°C)
- 莫氏硬度:4.0
特点:
纯镍与氧气发生反应,因此在地球表面很少发现,尽管它是地球上(和地球上)第五多的元素。 与铁结合,镍非常稳定,这解释了它在含铁矿石中的存在,以及它与铁结合使用以制造不锈钢的有效用途。
镍非常坚固并且耐腐蚀 ,因此非常适合加强金属合金 。 它也非常具有延展性和延展性 ,可以将许多合金成型为线材,棒材,管材和片材。
历史:
纯镍是在1751年由Baron Axel Fredrik Cronstedt首次提炼出来的,但它早已存在。 1500BC左右的中国文献提到了“白铜”( 白铜 ),这很可能是镍和银的合金。 十五世纪的德国矿工们相信他们可以从萨克森的镍矿石中提炼出铜,他们称这种金属为铜 - “恶魔的铜” - 部分原因是他们从矿石中提取铜的徒劳尝试,也可能部分归因于矿石中砷含量高导致的健康影响。
1889年,James Riley向英国钢铁协会介绍了镍的引进如何加强传统钢材。 赖利的介绍使人们越来越意识到镍的有益合金特性,并且同时发现了新喀里多尼亚和加拿大的大型镍矿床。
到20世纪初,俄罗斯和南非矿床的发现使得大规模生产镍成为可能。 不久之后,第一次世界大战和第二次世界大战导致钢铁大量增加,从而导致镍需求大幅增加。
生产:
镍主要是从镍含量约1%的镍硫化物镍黄铁矿,磁黄铁矿和米勒铁矿以及含有约4%镍含量的含铁红土铁矿褐铁矿和白铁矿中提取的。 镍矿在23个国家开采,而镍则在25个不同的国家进行冶炼。
镍的分离过程高度依赖于矿石的类型。 通常在加拿大盾牌和西伯利亚发现硫化镍,这些硫化镍通常在地下深处发现,这使得它们劳动强度大,而且成本昂贵。 然而,这些矿石的分离过程比红土矿种更便宜,例如新喀里多尼亚的矿石。 而且,硫化镍通常具有含有可以经济分离的其他有价值元素的杂质的益处。
硫化矿石可以使用泡沫浮选和湿法冶金或磁性工艺来分离,以产生镍锍和氧化镍。
这些中间产品通常含有40-70%的镍,然后进一步加工,通常使用Sherritt-Gordon工艺。
Mond(或羰基)工艺是处理硫化镍最常用和最有效的方法。 在这个过程中,硫化物用氢处理并送入挥发窑。 在此它在约140 ° F(60 ℃ ) 下遇到一氧化碳而形成羰基镍气体。 羰基镍气体在流过加热室的预热镍粒的表面上分解,直至达到所需尺寸。 在较高的温度下,这个过程可以用来形成镍粉。
相比之下,红土矿石通常由热金属方法冶炼,因为它们的铁含量高。 红土矿石也具有高水分含量(35-40%),需要在回转窑炉中进行干燥。
它生产氧化镍,然后使用电炉在2480-2930°F(1360-1610℃)之间的温度下还原并挥发以生产I类镍金属和硫酸镍。
由于红土矿中天然存在的铁含量,大多数与这些矿石一起工作的冶炼厂的最终产品是镍铁,在硅 ,碳和磷杂质被去除后,钢铁生产商可以使用这种镍铁。
按国家来看,2010年最大的镍生产国是俄罗斯,加拿大,澳大利亚和印度尼西亚。 最大的精炼镍生产商是诺里尔斯克镍业公司,淡水河谷公司和金川集团有限公司。目前,只有很小比例的镍是由回收材料生产的。
应用:
镍是地球上使用最广泛的金属之一。 根据镍协会的资料,该金属被用于超过30万种不同的产品。 大多数情况下,它出现在钢铁和金属合金中,但它也用于生产电池和永磁体 。
不锈钢:
所有生产的镍中约有65%进入不锈钢 。
奥氏体不锈钢是非磁性不锈钢,含有高含量的铬和镍,以及低含量的碳。 这组钢 - 分类为300系列不锈钢 - 因其成型性和抗腐蚀性而受到重视。 奥氏体不锈钢是使用最广泛的等级。
含镍奥氏体范围的不锈钢由其面心立方(FCC)晶体结构定义,该结构在立方体的每个角处具有一个原子,在每个面的中间具有一个原子。 当足够量的镍添加到合金中时形成这种晶粒结构(标准304不锈钢合金中的百分之八到百分之十)。
资料来源:
街,亚瑟。 &Alexander,WO 1944. 金属在人的服务 。 第11版(1998)。
美国地质勘探局。 矿物商品摘要:镍(2011)。
资料来源:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
大英百科全书。 镍。
资料来源:http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
金属外形:镍