Nikl je silný, lesklý, stříbřitě bílý kov, který je základem našeho každodenního života a lze jej nalézt v vše od baterií, které napájejí naše televizní dálkové ovladače, až po nerezovou ocel, která se používá k výrobě našich kuchyňské dřezy.
Vlastnosti
- Atomový symbol: Ni
- Atomové číslo: 28
- Kategorie prvku: Přechodový kov
- Hustota: 8,908 g / cm3
- Teplota tání: 1451 ° C
- Bod varu: 2913 ° C
- Mohova 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 (a v ní). V kombinaci s žehlička, nikl je extrémně stabilní, což vysvětluje jak jeho výskyt v rudách obsahujících železo, tak jeho účinné použití v kombinaci se železem pro výrobu nerezové oceli.
Nikl je velmi silný a odolný vůči koroze, což je vynikající pro posílení kovu slitiny. Je také velmi tažný a poddajný, vlastnosti, které umožňují jeho mnoho slitin tvarovat do drátu, prutů, trubek a listů.
Dějiny
Baron Axel Fredrik Cronstedt nejprve extrahoval čistý nikl v roce 1751, ale bylo známo, že existuje mnohem dříve. Čínské dokumenty z přibližně 1500BC odkazují na „bílou měď“ (
baitong), což byla velmi pravděpodobně slitina niklu a stříbra. Němečtí horníci z patnáctého století, kteří věřili, že mohou extrahovat měď z niklových rud v Sasku, označovali tento kov jako kupfernickel„ďáblova měď“ částečně kvůli jejich marným pokusům vytěžit měď z rudy, ale pravděpodobně také částečně kvůli zdravotním účinkům způsobeným vysokým obsahem arsenu v rudě.V roce 1889 představil James Riley Institutu železné a oceli Velké Británie, jak by zavedení niklu mohlo posílit tradiční oceli. Rileyho prezentace měla za následek rostoucí povědomí o prospěšných legovacích vlastnostech niklu a shodovala se s objevem velkých ložisek niklu v Nové Kaledonii a Kanadě.
Počátkem 20. století objevy rudných ložisek v Rusku a Jižní Africe umožnily výrobu niklu ve velkém měřítku. Krátce nato vyústila první a druhá světová válka k významnému nárůstu poptávky po oceli a následně i niklu.
Výroba
Nikl se primárně extrahuje ze sulfidů niklu, pentlanditu, pyrrhotitu a milleritu, které obsahují asi 1% obsah niklu a lateritické rudy obsahující limonit a garnierit obsahující železo, které obsahují asi 4% niklu. Niklové rudy se těží ve 23 zemích, zatímco nikl se taví ve 25 různých zemích.
Proces oddělování niklu je vysoce závislý na typu rudy. Sulfidy niklu, jako jsou ty, které se nacházejí na kanadském štítu a na Sibiři, se obecně nacházejí hluboko pod zemí, což je činí náročnými na práci a jejich těžba je těžba. Proces oddělování těchto rud je však mnohem levnější než u lateritických odrůd, jako jsou ty, které se nacházejí v Nové Kaledonii. Sulfidy niklu mají navíc často výhodu, že obsahují nečistoty jiných cenných prvků, které lze ekonomicky oddělit.
Sulfidové rudy mohou být separovány pomocí pěnové flotace a hydrometalurgických nebo magnetických procesů za vzniku matného niklu a oxidu niklu. Tyto meziprodukty, které obvykle obsahují 40-70% niklu, se potom dále zpracovávají, často za použití Sherritt-Gordonova procesu.
Mond (nebo karbonyl) proces je nejběžnějším a nejúčinnějším způsobem léčby sulfidu niklu. Při tomto postupu se sulfid zpracuje s vodíkem a zavede do těkavé pece. Zde se setkává s oxidem uhelnatým při asi 140 ° C° (60C°) za vzniku plynného 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.
Naproti tomu lateritické rudy jsou 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. Produkuje oxid niklu, který se potom redukuje pomocí elektrických pecí při teplotách mezi 1380 - 1610 ° C (1380-1610 ° C) a těkavý se získá za vzniku niklu třídy I a síranu niklu I. třídy.
Vzhledem k přirozeně se vyskytujícímu obsahu železa v lateritických rudách je konečným produktem většiny hutí, které s nimi pracují rudy je feronikel, který mohou výrobci oceli použít po znečištění křemíkem, uhlíkem a fosforem odstraněn.
Podle zemí byly v roce 2010 největšími producenty niklu Rusko, Kanada, Austrálie a Indonésie. největší výrobci rafinovaného niklu jsou Norilsk Nickel, Vale S.A., a Jinchuan Group Ltd. V současné době se z recyklovaných materiálů vyrábí pouze malé procento niklu.
Aplikace
Nikl je jedním z nejrozšířenějších kovů na planetě. Podle Nickel Institute se kov používá ve více než 300 000 různých výrobcích. Nejčastěji se vyskytuje v oceli a kovové slitiny, ale také se používá při výrobě baterií a permanentních magnety.
Nerezová ocel
Asi 65% veškerého vyrobeného niklu jde do nerezové oceli.
Austenitické oceli jsou nemagnetické nerezové oceli, které obsahují vysoké úrovně chrom a nikl a nízké hladiny uhlíku. Tato skupina ocelí - klasifikovaných jako nerezová řada 300 - je oceňována pro svou tvárnost a odolnost proti korozi. Austenitické oceli jsou nejčastěji používanou třídou nerezové oceli.
Austenitický sortiment nerezových ocelí obsahujících nikl je definován jejich kubickou tváří zaměřenou na tvář (FCC) krystalová struktura, která má jeden atom v každém rohu krychle a jeden uprostřed každého z nich tvář. Tato struktura zrn se vytvoří, když je do slitiny přidáno dostatečné množství niklu (osm až deset procent ve standardní slitině z nerezové oceli 304).
Zdroje
Ulice, Arthure. & Alexander, W. O., 1944. Kovy ve službě člověka. 11. vydání (1998).
USGS. Shrnutí minerálních komodit: Nickel (2011).
Zdroj: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Encyklopedie Britannica. Nikl.
Zdroj: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Kovový profil: Nickel