Prelucrarea nichelului

Prelucrarea nichelului, prepararea metalului pentru utilizare în diferite produse.

Deși este cel mai cunoscut pentru utilizarea sa în monede, nichelul (Ni) a devenit mult mai important pentru numeroasele sale aplicații industriale, care le datorează importanța unei combinații unice de proprietăți. Nichelul are un punct de topire relativ ridicat de 1.453 ° C (2.647 ° F) și o structură de cristal cubic centrată pe față, ceea ce conferă metalului o bună ductilitate. Aliajele de nichel prezintă o rezistență ridicată la coroziune într-o mare varietate de medii și au capacitatea de a rezista la o serie de temperaturi ridicate și scăzute. În oțelurile inoxidabile, nichelul îmbunătățește stabilitatea filmului de oxid de protecție care oferă rezistență la coroziune. Contribuția sa principală este în combinație cu cromul din oțelurile inoxidabile austenitice, în care nichelul permite reținerea structurii austenitice la temperatura camerei. Tehnologia modernă depinde în mare măsură de aceste materiale, care constituie o parte vitală a industriilor chimice, petrochimice, energetice și conexe.

Istorie

Nichelul a fost utilizat industrial ca metal de aliere cu aproape 2000 de ani înainte de a fi izolat și recunoscut ca un element nou. Încă de la 200 de ani, chinezii au făcut cantități substanțiale dintr-un aliaj alb din zinc și un minereu de cupru-nichel găsit în provincia Yunnan. Aliajul, cunoscut sub numele de pai-t’ung, a fost exportat în Orientul Mijlociu și chiar în Europa.

Mai târziu, minerii din Saxonia au întâlnit ceea ce părea a fi un minereu de cupru, dar au constatat că prelucrarea a produs doar un material inutil de zgură. Au considerat-o vrăjită și l-au atribuit diavolului, „Old Nick”. Astfel, a devenit cunoscut sub numele de kupfernickel (cuprul lui Old Nick). Din acest minereu, studiat de Axel Fredrik Cronstedt, nichelul a fost izolat și recunoscut ca element nou în 1751. În 1776 s-a stabilit că pai-t’ung, acum numit nichel-argint, era compus din cupru, nichel, și zinc.

Cererea de nichel-argint a fost stimulată în Anglia, în jurul anului 1844, prin dezvoltarea galvanizării cu argint, pentru care s-a găsit cea mai dorită bază. Utilizarea nichelului pur ca acoperire electroplavat rezistent la coroziune s-a dezvoltat puțin mai târziu; ambele aceste utilizări sunt încă importante.

Cantități mici de nichel au fost produse în Germania la mijlocul secolului al XIX-lea. Sume mai substanțiale au venit din Norvegia, iar o parte din mină de la Gap, Pennsylvania, în Statele Unite. O nouă sursă, Noua Caledonie, în Pacificul de Sud, a intrat în producție în jurul anului 1877 și a dominat până la dezvoltarea minereurilor de cupru-nichel din faleza de cupru - Sudbury, Ontario, regiunea din Canada, care după 1905 a devenit cea mai mare sursă mondială de nichel.. Până la sfârșitul anilor '70, producția din Rusia sovietică o depășise pe cea din Canada. Până la începutul secolului 21, China devenise liderul mondial în producția de nichel, urmată de Rusia, Japonia, Australia și Canada.

minereurile

Sulfurile

Minereurile canadiene sunt sulfuri care conțin nichel, cupru și fier. Cel mai important mineral de nichel este pentlanditul, (Ni, Fe) ₉ S ₈, urmat de pirotita, de obicei, de la FeS până la Fe ₇ S ₈, în care o parte din fier poate fi înlocuită cu nichel. Chalcopyrite, CuFeS ₂, este mineralul de cupru dominant în aceste minereuri, cu cantități mici dintr-un alt mineral de cupru, cubanit, CuFe ₂ S ₃. Unele aur, argint și cele șase metale din grupa de platină sunt, de asemenea, prezente, iar recuperarea lor este importantă. Cobaltul, seleniul, telurul și sulful pot fi recuperate și din minereuri.

lateritele

Alte clase importante de minereuri sunt lateritele, care sunt rezultatul vremii îndelungate de peridotită care conține inițial un procent mic de nichel. Vremea în climele subtropicale elimină o porțiune majoră din roca gazdă, dar nichelul conținut se dizolvă și se percolează în jos și poate ajunge la o concentrație suficient de mare pentru a face economia minieră. Datorită acestei metode de formare, depozitele de laterită se găsesc în apropierea suprafeței ca un material moale, adesea clar, cu nichel concentrat în straturi ca urmare a intemperiilor. Garnierita, (NiMg) ₆ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₈, un silicat de nichel-magneziu, este cea mai bogată în nichel, dar limonitul nichelifer, (Fe, Ni) O (OH) · nH ₂ O, constituie o porțiune majoră din ulterior. Depozitele noi caledoniene sunt de tip garnierit, iar numeroase alte depozite de laterită sunt împrăștiate în întreaga lume, prezentând o gamă largă de probleme miniere, de transport și de recuperare. Conținutul de nichel din laterite variază foarte mult: la Le Nickel din Noua Caledonie, de exemplu, minereul livrat topitei în 1900 conținea 9% procente de nichel; în prezent conține 1 până la 3%.