นิกเกิลโลหะ | คุณสมบัติประวัติความเป็นมาการผลิตและการใช้สมบัติ

นิกเกิลเป็นโลหะที่แข็งแรงและเป็นประกายสีเงินสีขาวซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักในชีวิตประจำวันของเราและสามารถพบได้ในทุกอย่างตั้งแต่แบตเตอรี่ที่ใช้รีโมทคอนโทรลโทรทัศน์ของเราไปจนถึงเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้ ทำให้ห้องครัวของเราจมลง

สมบัติ:

• สัญลักษณ์อะตอม: Ni
• จำนวนอะตอม: 28
• หมวดหมู่รายการ: Transition metal 999 ความหนาแน่น: 8. 908 g / cm
• 3 ^{จุดหลอมเหลว: 2651 ° F (1455 ° C)}
• จุดเดือด: 5275 ° F (2913 ° C)
• ความแข็งของ Moh: 4. 0

ลักษณะ:

นิกเกิลบริสุทธิ์ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและดังนั้นจึงไม่ค่อยพบบนพื้นผิวของโลกแม้ว่าจะเป็นธาตุที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในโลกที่ห้า เมื่อผสมกับเหล็กนิกเกิลมีความเสถียรมากซึ่งจะอธิบายถึงการเกิดแร่เหล็กและการใช้งานที่มีประสิทธิภาพร่วมกับเหล็กเพื่อทำสแตนเลส

นิกเกิลมีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนทำให้ดีเยี่ยมสำหรับการเสริมแรงโลหะผสม นอกจากนี้ยังเป็นคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นและยืดหยุ่นสูงซึ่งช่วยให้โลหะผสมหลายชนิดมีรูปร่างเป็นลวดแท่งท่อและแผ่นได้

ประวัติ:

นิกเกิลบริสุทธิ์ถูกสกัดครั้งแรกโดย Baron Axel Fredrik Cronstedt ในปี ค.ศ. 1751 แต่เป็นที่รู้กันดีว่ามีอยู่ก่อนหน้านี้มาก เอกสารจากจีนประมาณ 1500 BC อ้างอิงถึง 'white copper' (

baitong ) ซึ่งเป็นโลหะผสมของนิกเกิลและเงิน ชาวเยอรมันที่เชื่อว่าพวกเขาสามารถแยกแร่ทองแดงออกจากแร่นิกเกิลในแซกโซนีอ้างถึงโลหะเป็นทองแดงของปีศาจส่วนหนึ่งเป็นเพราะความพยายามที่ไร้ประโยชน์ของพวกเขาในการสกัดทองแดงจากแร่ แต่ นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มเป็นส่วนหนึ่งเนื่องจากผลกระทบด้านสุขภาพที่เกิดจากสารหนูในแร่สูง ในปีพ. ศ. 2432 เจมส์ไรลีย์ได้นำเสนอต่อสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าของอังกฤษว่าการแนะนำนิกเกิลสามารถเสริมสร้างเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างไร การนำเสนอของไรลีย์ทำให้เกิดความตระหนักถึงคุณสมบัติของโลหะผสมที่เป็นประโยชน์ของนิกเกิลและใกล้เคียงกับการค้นพบเงินฝากนิเกิลขนาดใหญ่ในนิวแคลิโดเนียและแคนาดา ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การค้นพบแร่เงินในรัสเซียและแอฟริกาใต้ทำให้การผลิตนิกเกิลเป็นไปได้มาก ไม่นานหลังจากนั้นสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและสงครามโลกครั้งที่สองส่งผลให้เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและความต้องการนิกเกิล การผลิต:

นิกเกิลส่วนใหญ่สกัดจากนิกเกิลซัลไฟด์ pentlandite, pyrrhotite และ millerite ซึ่งมีปริมาณนิกเกิลประมาณ 1% และแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กประกอบด้วยแร่ลิออนและ garnierite ซึ่งมีนิกเกิลประมาณ 4% แร่นิกเกิลถูกขุดขึ้นใน 23 ประเทศในขณะที่นิกเกิลมีการหลอมใน 25 ประเทศ

กระบวนการแยกนิกเกิลขึ้นอยู่กับชนิดของแร่นิกเกิลซัลไฟด์เช่นที่พบในแคนาดาโล่และไซบีเรียมักพบใต้ดินลึกทำให้แรงงานเข้มข้นและมีราคาแพงเพื่อแยก อย่างไรก็ตามกระบวนการแยกแร่เหล่านี้มีราคาถูกกว่าพันธุ์ lateritic เช่นที่พบในนิวแคลิโดเนีย นอกจากนี้นิกเกิลซัลไฟด์มักมีประโยชน์ในการบรรจุสิ่งสกปรกต่างๆที่มีค่าซึ่งสามารถแบ่งแยกออกทางเศรษฐกิจได้

แร่ซัลไฟด์สามารถแยกออกได้โดยการใช้ฟองลอยและกระบวนการไฮโดรเจนเทอร์ลิเทอร์หรือแม่เหล็กเพื่อสร้างนิกเกิลแมทและนิกเกิลออกไซด์

ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางเหล่านี้ซึ่งมักมีนิกเกิล 40-70% จะถูกประมวลผลต่อไปโดยมักใช้กระบวนการ Sherritt-Gordon

กระบวนการ Mond (หรือ Carbonyl) เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปและมีประสิทธิภาพในการรักษานิกเกิลซัลไฟด์ ในกระบวนการนี้ซัลไฟด์จะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและนำไปเผาในเตาเผาที่ระเหยกลายเป็นไอ นี่เป็นก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์ที่ประมาณ 140F (60C

) เพื่อสร้างก๊าซนิกเกิลคาร์บอลิล ก๊าซนิกเกิลคาร์บอลิลจะสลายตัวลงบนพื้นผิวของเม็ดนิกเกิลที่ผ่านการเผาแล้วซึ่งไหลผ่านห้องความร้อนจนกว่าจะถึงขนาดที่ต้องการ ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นกระบวนการนี้สามารถใช้เป็นผงนิกเกิล

แร่อลูมิเนียมตรงกันข้ามมักถูกถลุงด้วยวิธีไพโรเมทริกเนื่องจากปริมาณเหล็กสูง แร่อลูมิเนียมยังมีความชื้นสูง (35-40%) ที่ต้องอบแห้งในเตาเผาเตาเผาแบบโรตารี่ ผลิตนิกเกิลออกไซด์ซึ่งลดลงเมื่อใช้เตาไฟฟ้าที่อุณหภูมิระหว่าง 2480-2930 F ° (1360-1610 องศาเซลเซียส) และหลอมละลายเพื่อผลิตนิกเกิลโลหะ Class I และนิกเกิลซัลเฟต เนื่องจากปริมาณแร่เหล็กที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่อลูมิเนียมส่วนใหญ่ของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากโรงหลอมส่วนใหญ่ที่ทำงานร่วมกับแร่ดังกล่าวคือเหล็กนิกเกิลซึ่งสามารถใช้กับผู้ผลิตเหล็กได้หลังจากที่มีการกำจัดสิ่งสกปรกจากซิลิคอนคาร์บอนและฟอสฟอรัส ตามประเทศผู้ผลิตนิกเกิลรายใหญ่ที่สุดในปี 2010 คือรัสเซียแคนาดาออสเตรเลียและอินโดนีเซีย ผู้ผลิตนิกเกิลรายใหญ่ที่สุดคือ Norilsk Nickel, Vale S. A และ Jinchuan Group Ltd. ในปัจจุบันมีเพียงนิกเกิลเพียงเล็กน้อยที่ผลิตจากวัสดุรีไซเคิล การใช้งาน:

นิกเกิลเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดในโลก ตามที่สถาบันนิกเกิลโลหะถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันกว่า 300,000 รายการ ส่วนใหญ่มักพบในเหล็กและอัลลอยด์โลหะ แต่ยังใช้ในการผลิตแบตเตอรี่และแม่เหล็กถาวร

เหล็กกล้าไร้สนิม:

ประมาณ 65% ของนิกเกิลที่ผลิตทั้งหมดจะเข้าสู่สแตนเลส

เหล็กกล้า Austenitic เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ไม่ใช่แม่เหล็กที่มีโครเมียมและนิกเกิลในระดับสูงและมีคาร์บอนต่ำ กลุ่มเหล็กชนิดนี้ - จำแนกเป็นสเตนเลสแบบ 300 ชุด - มีความคุ้มค่าสำหรับความสามารถในการขึ้นรูปและความทนทานต่อการกัดกร่อน Austenitics เป็นเกรดสเตนเลสที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด

ช่วงเหล็กสเตนเลสของ austenitic ที่มีนิกเกิลมีการกำหนดโดยโครงสร้างผลึกของ FCC ซึ่งมีอะตอมหนึ่งที่แต่ละมุมของลูกบาศก์และอยู่ตรงกลางของแต่ละหน้าโครงสร้างเม็ดนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเติมนิกเกิลลงในโลหะผสม (แปดถึงสิบเปอร์เซ็นต์ในโลหะผสมสแตนเลสมาตรฐาน 304)

ติดตาม Terence บน Google+

แหล่งที่มา:
ถนน Arthur & Alexander, W. O. 1944.

โลหะในการบริการของมนุษย์

ฉบับที่ 11 (พ.ศ. 2541)

USGS บทสรุปโภคภัณฑ์แร่: นิกเกิล (2011)

_{ที่มา: // แร่ธาตุ USGS gov / minerals / pubs / commodity / nickel /}

_{สารานุกรม Britannica นิกเกิล. ที่มา: // www. Britannica com / EBchecked / topic / 414238 / nickel-Ni รายละเอียดโลหะ: นิกเกิล}