Profilo metallico: nichel

Il nichel è un metallo forte, lucente, bianco-argenteo, che è una base della nostra vita quotidiana e può essere trovato in qualsiasi cosa, dalle batterie che alimentano i nostri telecomandi televisivi all'acciaio inossidabile che viene utilizzato per fare i nostri lavandini della cucina.

Proprietà:

• Simbolo atomico: Ni
• Numero atomico: 28
• Elemento Categoria: metallo di transizione
• Densità: 8,808 g / cm ³
• Punto di fusione: 2651 ° F (1455 ° C)
• Punto di ebollizione: 5275 ° F (2913 ° C)
• Durezza di Moh: 4.0

caratteristiche:

Il nichel puro reagisce con l'ossigeno e, pertanto, si trova raramente sulla superficie terrestre, nonostante sia il quinto elemento più abbondante sul (e nel) nostro pianeta. In combinazione con il ferro , il nichel è estremamente stabile, il che spiega sia la sua presenza in minerali contenenti ferro sia il suo uso efficace in combinazione con il ferro per produrre acciaio inossidabile.

Il nichel è molto resistente e resistente alla corrosione , rendendolo eccellente per il rafforzamento delle leghe metalliche. È anche molto duttile e malleabile , proprietà che consentono di modellare le sue numerose leghe in filo, barre, tubi e fogli.

Storia:

Il nichel puro fu estratto per la prima volta dal barone Axel Fredrik Cronstedt nel 1751, ma si sapeva che esisteva molto prima. I documenti cinesi del 1500 aC fanno riferimento al "rame bianco" ( baitong ), che era molto probabilmente una lega di nichel e argento. I minatori tedeschi del Quattrocento, che credevano di poter estrarre rame dai minerali di nichel in Sassonia, si riferivano al metallo come kupfernickel - "il rame del diavolo" - in parte a causa dei loro inutili tentativi di estrarre rame dal minerale, ma probabilmente anche in parte a causa di gli effetti sulla salute causati dall'elevato contenuto di arsenico nel minerale.

Nel 1889, James Riley fece una presentazione all'Istituto di ferro e acciaio della Gran Bretagna su come l'introduzione del nickel potesse rafforzare gli acciai tradizionali. La presentazione di Riley ha portato a una crescente consapevolezza delle benefiche proprietà leganti del nichel e ha coinciso con la scoperta di grandi depositi di nichel in Nuova Caledonia e in Canada.

All'inizio del XX secolo, la scoperta di giacimenti minerari in Russia e in Sud Africa rese possibile la produzione su larga scala di nichel. Non molto tempo dopo, la prima e la seconda guerra mondiale hanno provocato un aumento significativo dell'acciaio e, di conseguenza, della domanda di nichel.

Produzione:

Il nichel viene principalmente estratto dai solfuri di nichel pentlandite, pirrotite e millerite, che contengono circa l'1% di contenuto di nichel, e la limonite e la garnierite di minerali lateritici contenenti ferro, contenenti circa il 4% di contenuto di nichel. I minerali di nichel sono estratti in 23 paesi, mentre il nichel è fuso in 25 paesi diversi.

Il processo di separazione per il nichel dipende in larga misura dal tipo di minerale. I solfuri di nichel, come quelli trovati nello Scudo canadese e in Siberia, si trovano generalmente in profondità, rendendoli così laboriosi e costosi da estrarre. Tuttavia, il processo di separazione per questi minerali è molto più economico che per la varietà lateritica, come quelli trovati in Nuova Caledonia. Inoltre, i solfuri di nichel hanno spesso il vantaggio di contenere impurità di altri elementi preziosi che possono essere separati economicamente.

I minerali di solfuro possono essere separati mediante flottazione della schiuma e processi idrometallurgici o magnetici per creare nickel opaco e ossido di nichel.

Questi prodotti intermedi, che di solito contengono il 40-70% di nichel, vengono quindi ulteriormente elaborati, spesso utilizzando il processo Sherritt-Gordon.

Il processo Mond (o carbonilico) è il metodo più comune ed efficace per trattare il solfuro di nichel. In questo processo, il solfuro viene trattato con idrogeno e alimentato in un forno di volatilizzazione. Qui incontra monossido di carbonio a circa 140F ° (60 ° C) per formare gas carbonilico di nichel. Il gas carbonilico di nichel si decompone sulla superficie delle pastiglie di nichel preriscaldate che fluiscono attraverso una camera di calore fino a raggiungere la dimensione desiderata. A temperature più elevate, questo processo può essere utilizzato per formare polvere di nichel.

I minerali lateritici, al contrario, sono solitamente fusi con metodi pirro-metallici a causa del loro alto contenuto di ferro. I minerali lateritici hanno anche un alto contenuto di umidità (35-40%) che richiede l'essiccazione in un forno rotativo.

Produce ossido di nichel, che viene poi ridotto utilizzando forni elettrici a temperature tra 2480-2930 F ° (1360-1610 C °) e volatilizzato per produrre metallo di nichel di Classe I e solfato di nichel.

A causa del contenuto di ferro naturale nei minerali lateritici, il prodotto finale della maggior parte delle fonderie che lavorano con tali minerali è il ferronichel, che può essere utilizzato dai produttori di acciaio dopo la rimozione di impurità di silicio , carbonio e fosforo.

Per paese, i maggiori produttori di nichel nel 2010 sono stati la Russia, il Canada, l'Australia e l'Indonesia. I maggiori produttori di nichel raffinato sono Norilsk Nickel, Vale SA e Jinchuan Group Ltd. Attualmente solo una piccola percentuale di nichel viene prodotta con materiali riciclati.

applicazioni:

Il nichel è uno dei metalli più usati sul pianeta. Secondo il Nickel Institute, il metallo è utilizzato in oltre 300.000 prodotti diversi. Il più delle volte si trova negli acciai e nelle leghe metalliche, ma viene anche utilizzato nella produzione di batterie e magneti permanenti.

Acciaio inossidabile:
Circa il 65% di tutto il nichel prodotto è destinato all'acciaio inossidabile .

Gli acciai austenitici sono acciai inossidabili non magnetici che contengono alti livelli di cromo e nichel e bassi livelli di carbonio. Questo gruppo di acciai - classificati come serie 300 inossidabile - è apprezzato per la loro formabilità e resistenza alla corrosione. Gli austenitici sono il grado più usato di acciaio inossidabile .

La gamma austenitica di acciai inossidabili contenente nichel è definita dalla loro struttura cristallina cubica (FCC) centrata sul fronte, che ha un atomo in ciascun angolo del cubo e uno nel mezzo di ciascuna faccia. Questa struttura a grana si forma quando alla lega viene aggiunta una quantità sufficiente di nichel (da otto a dieci percento in una lega di acciaio inossidabile 304 standard).

fonti:

_{Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metalli al servizio dell'uomo . 11a edizione (1998).
USGS. Riassunti delle materie prime minerali: Nickel (2011).
Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Enciclopedia Britannica. Nichel.
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Profilo metallico: nichel}