โปรไฟล์โลหะ: นิกเกิล

นิกเกิลเป็นโลหะที่แข็งแรงและเป็นประกายสีเงินสีขาวซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักในชีวิตประจำวันของเราและสามารถพบได้ในทุกอย่างตั้งแต่แบตเตอรี่ที่ใช้รีโมทคอนโทรลโทรทัศน์ของเราไปยัง เหล็กกล้าไร้สนิม ที่ใช้ในการทำอ่างล้างจานในห้องครัวของเรา

คุณสมบัติ:

• สัญลักษณ์อะตอม: Ni
• จำนวนอะตอม: 28
• หมวดหมู่: โลหะการเปลี่ยนผ่าน
• ความหนาแน่น: 8.908 g / cm ³
• จุดหลอมเหลว: 2651 ° F (1455 ° C)
• จุดเดือด: 5275 ° F (2913 ° C)
• ความแข็งของ Moh: 4.0

ลักษณะ:

นิกเกิลบริสุทธิ์ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและดังนั้นจึงไม่ค่อยพบบนพื้นผิวของโลกแม้ว่าจะเป็นธาตุที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในโลกที่ห้า เมื่อผสมกับ เหล็ก นิกเกิลมีความเสถียรมากซึ่งจะอธิบายถึงการเกิดแร่เหล็กและการใช้งานที่มีประสิทธิภาพร่วมกับเหล็กเพื่อทำสแตนเลส

นิกเกิลมีความแข็งแรงและทนต่อการ กัดกร่อน ทำให้ดีเยี่ยมสำหรับการเสริมแรงโลหะ ผสม นอกจากนี้ยังเป็นคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นและ ยืดหยุ่น สูงซึ่งช่วยให้โลหะผสมหลายชนิดมีรูปร่างเป็นลวดแท่งท่อและแผ่นได้

ประวัติความเป็นมา:

นิกเกิลบริสุทธิ์ถูกสกัดครั้งแรกโดย Baron Axel Fredrik Cronstedt ในปี ค.ศ. 1751 แต่เป็นที่รู้กันดีว่ามีอยู่ก่อนหน้านี้ เอกสารจากจีนประมาณ 1500 BC อ้างอิงถึง "ทองแดงขาว" ( baitong ) ซึ่งเป็นโลหะผสมของนิกเกิลและเงิน นักอุตุนิยมวิทยาชาวเยอรมันในศตวรรษที่สิบห้าผู้ซึ่งเชื่อว่าพวกเขาสามารถสกัดแร่ทองแดงจากแร่นิกเกิลในแซกโซนีเรียกโลหะว่า kupfernickel ซึ่งเป็นทองแดงของปีศาจส่วนหนึ่งเป็นเพราะความพยายามที่ไร้ประโยชน์ของพวกเขาในการดึงแร่ทองแดงออกจากแร่ แต่อาจเป็นไปได้ว่า ผลกระทบต่อสุขภาพที่เกิดจากสารหนูในแร่สูง

ในปีพ. ศ. 2432 เจมส์ไรลีย์ได้นำเสนอต่อสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศอังกฤษว่าการแนะนำนิกเกิลสามารถเสริมสร้างเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างไร การนำเสนอของไรลีย์ทำให้เกิดความตระหนักถึงคุณสมบัติของโลหะผสมที่เป็นประโยชน์ของนิกเกิลและใกล้เคียงกับการค้นพบเงินฝากนิเกิลขนาดใหญ่ในนิวแคลิโดเนียและแคนาดา

โดยต้นศตวรรษที่ 20 การค้นพบแร่โลหะในรัสเซียและแอฟริกาใต้ทำให้การผลิตนิกเกิลเป็นไปได้มาก ไม่นานหลังจากนั้นสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและสงครามโลกครั้งที่สองส่งผลให้เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและความต้องการนิกเกิล

การผลิต:

นิกเกิลเป็นสารสกัดจากนิกเกิลซัลไฟด์ pentlandite, pyrrhotite และ millerite ซึ่งมีปริมาณนิกเกิลประมาณ 1% และแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก ได้แก่ limonite และ garnierite ซึ่งมีนิกเกิลประมาณ 4% แร่นิกเกิลถูกขุดขึ้นใน 23 ประเทศในขณะที่นิกเกิลมีการหลอมใน 25 ประเทศ

กระบวนการแยกนิกเกิลขึ้นอยู่กับชนิดของแร่ นิกเกิลซัลไฟด์เช่นที่พบในแคนาดาโล่และไซบีเรียมักพบใต้ดินลึกทำให้แรงงานเข้มข้นและมีราคาแพงเพื่อแยก อย่างไรก็ตามกระบวนการแยกแร่เหล่านี้มีราคาถูกกว่าพันธุ์ lateritic เช่นที่พบในนิวแคลิโดเนีย นอกจากนี้นิกเกิลซัลไฟด์มักมีประโยชน์ในการบรรจุสิ่งสกปรกต่างๆที่มีค่าซึ่งสามารถแบ่งแยกออกทางเศรษฐกิจได้

แร่ซัลไฟด์สามารถแยกออกได้โดยการใช้ฟองลอยและกระบวนการไฮดรรมเทอร์ลิเทอร์หรือแม่เหล็กเพื่อสร้างนิกเกิลแมทและนิกเกิลออกไซด์

ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางเหล่านี้ซึ่งมักจะมีนิกเกิล 40-70% จะถูกประมวลผลต่อไปโดยมักใช้กระบวนการ Sherritt-Gordon

กระบวนการ Mond (หรือ Carbonyl) เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการบำบัดนิกเกิลซัลไฟด์ ในกระบวนการนี้ซัลไฟด์จะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและนำไปเผาในเตาเผาที่ระเหยกลายเป็นไอ นี่เป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ อุณหภูมิ 140 ° F (60 ° C ) เพื่อให้เกิดก๊าซนิกเกิลคาร์บอลิล ก๊าซนิกเกิลคาร์บอลิลจะสลายตัวลงบนพื้นผิวของเม็ดนิกเกิลที่ผ่านการเผาแล้วซึ่งไหลผ่านห้องความร้อนจนกว่าจะถึงขนาดที่ต้องการ ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นกระบวนการนี้สามารถใช้เป็นผงนิกเกิล

แร่อลูมิเนียมตรงกันข้ามมักถูกถลุงด้วยวิธีไพโรเมทริกเนื่องจากปริมาณเหล็กสูง แร่อลูมิเนียมยังมีความชื้นสูง (35-40%) ที่ต้องอบแห้งในเตาเผาเตาเผาแบบโรตารี่

ผลิตนิกเกิลออกไซด์ซึ่งลดการใช้เตาเผาไฟฟ้าที่อุณหภูมิระหว่าง 2480-2930 F ° (1360-1610 C °) และทำให้เกิดการระเหยเพื่อผลิตนิกเกิลโลหะ Class I และนิกเกิลซัลเฟต

เนื่องจากปริมาณแร่เหล็กที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่อลูมินัสส่วนใหญ่ของผลิตภัณฑ์หลอมส่วนใหญ่ที่ทำงานร่วมกับแร่ดังกล่าวคือ ferronickel ซึ่งสามารถนำมาใช้โดยผู้ผลิตเหล็กหลังจากที่ ซิลิคอน คาร์บอนและสิ่งสกปรกฟอสฟอรัสถูกนำออก

ประเทศผู้ผลิตนิกเกิลรายใหญ่ที่สุดในปี 2553 คือรัสเซียแคนาดาออสเตรเลียและอินโดนีเซีย ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดของนิกเกิลที่ผ่านการกลั่น คือ Norilsk Nickel, Vale SA และ Jinchuan Group Ltd. ในปัจจุบันมีเพียงนิกเกิลเพียงเล็กน้อยที่ผลิตจากวัสดุรีไซเคิล

การใช้งาน:

นิกเกิลเป็นหนึ่งในโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก ตามสถาบันนิกเกิลโลหะถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันมากกว่า 300,000 รายการ ส่วนใหญ่มักพบใน เหล็ก และอัลลอยด์โลหะ แต่ยังใช้ในการผลิตแบตเตอรี่และ แม่เหล็ก ถาวร

เหล็กกล้าไร้สนิม:
ประมาณ 65% ของนิกเกิลทั้งหมดผลิตออกมาเป็น เหล็กกล้าไร้สนิม

เหล็กกล้าไร้สนิม Austenitic เป็น เหล็กกล้า ไร้สนิมที่มี โครเมียม และนิกเกิลในระดับสูงและมีคาร์บอนต่ำ กลุ่มเหล็กชนิดนี้ - จำแนกเป็นสเตนเลสแบบ 300 ชุด - มีความคุ้มค่าสำหรับความสามารถในการขึ้นรูปและความทนทานต่อการกัดกร่อน Austenitics เป็นเกรด สเตนเลสที่ ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด

นิกเกิลที่มีช่วง austenitic ของเหล็กกล้าไร้สนิมถูกกำหนดโดยโครงสร้างคริสตัลแบบลูกบาศก์หัวใจ (FCC) ซึ่งมีอะตอมหนึ่งที่แต่ละมุมของลูกบาศก์และอยู่ตรงกลางของแต่ละหน้า โครงสร้างเม็ดนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเติมนิกเกิลลงในโลหะผสม (แปดถึงสิบเปอร์เซ็นต์ใน โลหะผสมสแตนเลส 304 แบบ มาตรฐาน)

แหล่งที่มา:

_{ถนน Arthur & Alexander, WO 1944 โลหะในการบริการของมนุษย์ ฉบับที่ 11 (พ.ศ. 2541)
USGS บทสรุปโภคภัณฑ์แร่: นิกเกิล (2011)
ที่มา: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Encyclopedia Britannica นิกเกิล.
ที่มา: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
โปรไฟล์โลหะ: นิกเกิล}