Nikkel metaal | Eigenschappen, Geschiedenis, Productie & Gebruik

Nikkel is een sterk, glanzend, zilverwit metaal dat een stukje van ons dagelijks leven vormt en te vinden is in alles van de batterijen die onze televisie-afstandsbediening aan het roestvast staal bedienen maak onze keuken wastafels.

Eigenschappen:

• Atoombeeld: Ni
• Atoomgetal: 28
• Element Categorie: Overgangsmetaal
• Dichtheid: 8. 908 g / cm ³
• Smeltpunt: 2651 ° F (1455 ° C)
• Kookpunt: 5275 ° F (2913 ° C)
• Moh's Hardheid: 4. 0

- 9 ->

Kenmerken:

Zuivere nikkel reageert met zuurstof en wordt daarom zelden op het oppervlak van de aarde gevonden, ondanks dat het de vijfde meest voorkomende element op (en in) onze planeet is. In combinatie met ijzer is nikkel extreem stabiel, wat zowel de aanwezigheid ervan in ijzerhoudende ertsen verklaart en het effectieve gebruik ervan in combinatie met ijzer om roestvrij staal te maken.

Nikkel is zeer sterk en bestand tegen corrosie, waardoor het uitstekend is voor het versterken van metaallegeringen. Het is ook zeer flexibel en smeebaar, eigenschappen die zijn veel legeringen in de vorm van draad, staven, buizen en lakens kunnen vormen.

Geschiedenis:

Pure nikkel werd eerst in 1751 door Baron Axel Fredrik Cronstedt geëxtraheerd, maar het was al eerder bekend dat er vroeger was. Chinese documenten van ongeveer 1500BC verwijzen naar 'wit koper' ( baitong ), die waarschijnlijk een legering van nikkel en zilver was. Vijftiende-eeuwse Duitse mijnwerkers, die geloofden dat ze koper uit nikkelertsen in Saksen zouden kunnen onttrekken, verwijzen naar het metaal als kupfernickel - 'het koper van de duivel' - mede door hun nutteloze pogingen om koper uit het erts uit te trekken, maar waarschijnlijk ook gedeeltelijk door de gezondheidseffecten veroorzaakt door het hoge arseengehalte in de erts.

In 1889 maakte James Riley een presentatie aan het Iron and Steel Institute of Great Britain over hoe de introductie van nikkel de traditionele staal kon versterken. De presentatie van Riley leidde tot een groeiend besef van de gunstige legeringseigenschappen van nikkel en kwam overeen met de ontdekking van grote nikkelafzettingen in Nieuw-Caledonië en Canada.

In de vroege 20ste eeuw maakte de ontdekking van ertsafzettingen in Rusland en Zuid-Afrika grootschalige productie van nikkel mogelijk. Niet lang daarna resulteerde de Eerste Wereldoorlog en de Tweede Wereldoorlog in een aanzienlijke toename van het staal en derhalve de nikkelvraag.

Productie:

Nikkel wordt voornamelijk geëxtraheerd uit de nikkel-sulfiden pentlandiet, pyrrhotiet en milleriet, die ongeveer 1% nikkel bevat, en de ijzerhoudende lateritische ertslimoniet en garnieriet, die ongeveer 4% nikkel bevatten. Nikkelertsen worden in 23 landen ontgonnen, terwijl nikkel in 25 verschillende landen smelt.

Het scheidingsproces voor nikkel is sterk afhankelijk van het type erts.Nikkelzulfiden, zoals die in het Canadese Schild en Siberië worden gevonden, worden over het algemeen diep ondergronds gevonden, waardoor ze arbeidsintensief en duur zijn om te extraheren. Het scheidingsproces voor deze ertsen is echter veel goedkoper dan voor de lateritische verscheidenheid, zoals die gevonden in Nieuw-Caledonië. Bovendien hebben nikkelzwaviden vaak de voordelen van het bevatten van onzuiverheden van andere waardevolle elementen die economisch gescheiden kunnen zijn.

Sulphide ertsen kunnen worden gescheiden met behulp van schuimflotatie en hydrometallurgische of magnetische processen om nikkel mat en nikkeloxide te creëren.

Deze intermediaire producten, die gewoonlijk 40-70% nikkel bevatten, worden vervolgens verder verwerkt, vaak met behulp van het Sherritt-Gordon-proces.

Het Mond (of Carbonyl) Proces is de meest voorkomende en efficiënte methode om nikkelzwavel te behandelen. In dit proces wordt het sulfide behandeld met waterstof en gevoed in een vervluchtingsoven. Hier ontmoet het koolmonoxide bij ongeveer 140F ° (60C ° ) om nikkelcarbonylgas te vormen. Het nikkelcarbonylgas ontleedt op het oppervlak van voorverwarmde nikkelpellets die door een warmtekamer stromen tot ze de gewenste grootte bereiken. Bij hogere temperaturen kan dit proces gebruikt worden om nikkelpoeder te vormen.

Lateritische ertsen worden daarentegen door pyrometale methoden doorgaans gegeten vanwege hun hoge ijzergehalte. Lateritaire ertsen hebben ook een hoge vochtgehalte (35-40%) die droogt in een roterende ovenoven.

Het produceert nikkeloxide, dat vervolgens wordt verminderd met behulp van elektrische ovens bij temperaturen tussen 2480-2930 F ° (1360-1610 ° C) en vervluchtigd voor het produceren van klasse I nikkelmetaal en nikkelsulfaat.

Vanwege het natuurlijk voorkomende ijzergehalte in lateritaire ertsen, is het eindproduct van de meeste smelters die met dergelijke ertsen werken, ferro-nikkel, die door staalproducenten gebruikt kan worden na het verwijderen van silicium-, koolstof- en fosforzuiverheden.

Per land, de grootste producenten van nikkel in 2010 waren Rusland, Canada, Australië en Indonesië. De grootste producenten van geraffineerde nikkel zijn Norilsk Nickel, Vale S. A. en Jinchuan Group Ltd. Op dit moment wordt slechts een klein percentage nikkel vervaardigd uit gerecycleerde materialen.

Toepassingen:

Nikkel is een van de meest gebruikte metalen op de planeet. Volgens het Nickel Institute wordt het metaal gebruikt in meer dan 300.000 verschillende producten. Meestal komt het in staal en metaallegeringen voor, maar wordt ook gebruikt bij de productie van batterijen en permanente magneten.

Roestvrij staal:
Ongeveer 65% van alle geproduceerde nikkel gaat in roestvrij staal.

Austenitische stalen zijn niet-magnetische roestvrije stalen die hoge niveaus van chroom en nikkel bevatten en lage koolstofgehalten. Deze groep staal - geclassificeerd als 300 serie roestvrij - wordt gewaardeerd voor hun vormbaarheid en weerstand tegen corrosie. Austenitics zijn de meest gebruikte graad van roestvrij staal.

Het nikkelhoudende austenitische assortiment roestvaststaal wordt bepaald door hun gezichtgesentreerde kubieke (FCC) kristalstructuur, die één atoom heeft in elke hoek van de kubus en één in het midden van elk gezicht.Deze graanstructuur vormt wanneer een voldoende hoeveelheid nikkel aan de legering wordt toegevoegd (acht tot tien procent in een standaard 304 roestvrijstalen legering).

Volg Terence op Google+

_Bronnen:

_{Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metalen in de Dienst van de Mens . 11e editie (1998).
USGS. Minerale Commodity Samenvattingen: Nikkel (2011).
Bron: // mineralen. USGS. gov / mineralen / pubs / commodity / nickel /
Encyclopedia Britannica. Nikkel.
Bron: // www. britannica. com / EBchecked / topic / 414238 / nickel-Ni
Metaalprofiel: Nickel}