金屬外形:鎳

鎳是一種強烈而光亮的銀白色金屬,它是我們日常生活中的主食,可以從電視遙控器的電池到用於製作廚房水槽的不銹鋼中找到

屬性:

特點:

純鎳與氧氣發生反應,因此在地球表面很少發現,儘管它是地球上(和地球上)第五多的元素。 與結合,鎳非常穩定,這解釋了它在含鐵礦石中的存在,以及它與鐵結合使用以製造不銹鋼的有效用途。

鎳非常堅固並且耐腐蝕 ,因此非常適合加強金屬合金 。 它也非常具有延展性和延展性 ,可以將許多合金成型為線材,棒材,管材和片材。

歷史:

純鎳是在1751年由Baron Axel Fredrik Cronstedt首次提煉出來的,但它早已存在。 1500BC左右的中國文獻提到了“白銅”( 白銅 ),這很可能是鎳和銀的合金。 十五世紀的德國礦工們相信他們可以從薩克森的鎳礦石中提煉出銅,他們稱這種金屬為 - “惡魔的銅” - 部分原因是他們從礦石中提取銅的徒勞嘗試,也可能部分歸因於礦石中砷含量高導致的健康影響。

1889年,James Riley向英國鋼鐵協會介紹了鎳的引進如何加強傳統鋼材。 賴利的介紹使人們越來越意識到鎳的有益合金特性,並且同時發現了新喀裡多尼亞和加拿大的大型鎳礦床。

到20世紀初,俄羅斯和南非礦床的發現使得大規模生產鎳成為可能。 不久之後,第一次世界大戰和第二次世界大戰導致鋼鐵大量增加,從而導致鎳需求大幅增加。

生產:

鎳主要是從鎳含量約1%的鎳硫化物鎳黃鐵礦,磁黃鐵礦和米勒鐵礦以及含有約4%鎳含量的含鐵紅土鐵礦褐鐵礦和白鐵礦中提取的。 鎳礦在23個國家開採,而鎳則在25個不同的國家進行冶煉。

鎳的分離過程高度依賴於礦石的類型。 通常在加拿大盾牌和西伯利亞發現硫化鎳,這些硫化鎳通常在地下深處發現,這使得它們勞動強度大,而且成本昂貴。 然而,這些礦石的分離過程比紅土礦種更便宜,例如新喀裡多尼亞的礦石。 而且,硫化鎳通常具有含有可以經濟分離的其他有價值元素的雜質的益處。

硫化礦石可以使用泡沫浮选和濕法冶金或磁性工藝來分離,以產生鎳锍和氧化鎳。

這些中間產品通常含有40-70%的鎳,然後進一步加工,通常使用Sherritt-Gordon工藝。

Mond(或羰基)工藝是處理硫化鎳最常用和最有效的方法。 在這個過程中,硫化物用氫處理並送入揮發窯。 在此它在約140 ° F(60 遇到一氧化碳而形成羰基鎳氣體。 羰基鎳氣體在流過加熱室的預熱鎳粒的表面上分解,直至達到所需尺寸。 在較高的溫度下,這個過程可以用來形成鎳粉。

相比之下,紅土礦石通常由熱金屬方法冶煉,因為它們的鐵含量高。 紅土礦石也具有高水分含量(35-40%),需要在迴轉窯爐中進行乾燥。

它生產氧化鎳,然後使用電爐在2480-2930°F(1360-1610℃)之間的溫度下還原並揮發以生產I類鎳金屬和硫酸鎳。

由於紅土礦中天然存在的鐵含量,大多數與這些礦石一起工作的冶煉廠的最終產品是鎳鐵,在 ,碳和磷雜質被去除後,鋼鐵生產商可以使用這種鎳鐵。

按國家來看,2010年最大的鎳生產國是俄羅斯,加拿大,澳大利亞和印度尼西亞。 最大的精煉鎳生產商是諾里爾斯克鎳業公司,淡水河谷公司和金川集團有限公司。目前,只有很小比例的鎳是由回收材料生產的。

應用:

鎳是地球上使用最廣泛的金屬之一。 根據鎳協會的資料,該金屬被用於超過30萬種不同的產品。 大多數情況下,它出現在鋼鐵和金屬合金中,但它也用於生產電池和永磁

不銹鋼:
所有生產的鎳中約有65%進入不銹鋼

奧氏體不銹鋼是非磁性不銹鋼,含有高含量的和鎳,以及低含量的碳。 這組鋼 - 分類為300系列不銹鋼 - 因其成型性和抗腐蝕性而受到重視。 奧氏體不銹鋼是使用最廣泛的等級。

含鎳奧氏體範圍的不銹鋼由其面心立方(FCC)晶體結構定義,該結構在立方體的每個角處具有一個原子,在每個面的中間具有一個原子。 當足夠量的鎳添加到合金中時形成這種晶粒結構(標準304不銹鋼合金中的百分之八到百分之十)。

資料來源:

街,亞瑟。 &Alexander,WO 1944. 金屬在人的服務 第11版(1998)。
美國地質勘探局。 礦物商品摘要:鎳(2011)。
資料來源:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
大英百科全書。 鎳。
資料來源:http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
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