Vigtigste teknologi

Forarbejdning af nikkel

Indholdsfortegnelse:

Forarbejdning af nikkel
Forarbejdning af nikkel

Video: Webinar: Materialer og materialevalg 2024, Juni

Video: Webinar: Materialer og materialevalg 2024, Juni
Anonim

Nikkelbearbejdning, klargøring af metallet til anvendelse i forskellige produkter.

Selvom det er bedst kendt for sin brug i mønt, er nikkel (Ni) blevet meget vigtigere for sine mange industrielle anvendelser, som skylder deres betydning for en unik kombination af egenskaber. Nikkel har et relativt højt smeltepunkt på 1.453 ° C (2.647 ° F) og en ansigt-centreret kubisk krystalkonstruktion, hvilket giver metallet god duktilitet. Nikkellegeringer udviser en høj modstand mod korrosion i en lang række medier og har evnen til at modstå en række høje og lave temperaturer. I rustfrit stål forbedrer nikkel stabiliteten af ​​den beskyttende oxidfilm, der giver korrosionsbestandighed. Dets største bidrag er i forbindelse med krom i austenitisk rustfrit stål, hvor nikkel gør det muligt at fastholde den austenitiske struktur ved stuetemperatur. Moderne teknologi er stærkt afhængig af disse materialer, der udgør en vigtig del af den kemiske, petrokemiske, elektriske og beslægtede industri.

Historie

Nikkel blev brugt industrielt som et legeringsmetal næsten 2.000 år, før det blev isoleret og anerkendt som et nyt element. Allerede 200 f.Kr. fremstillede kineserne betydelige mængder af en hvid legering af zink og en kobber-nikkelmalm fundet i Yunnan-provinsen. Legeringen, kendt som pai-t'ung, blev eksporteret til Mellemøsten og endda til Europa.

Senere stødte minearbejdere i Sachsen på, hvad der syntes at være en kobbermalm, men fandt, at forarbejdning af det kun gav et nytteløst slagglignende materiale. De betragtede det fortryllet og tilskrev det djævelen, ”Gamle Nick.” Således blev det kendt som kupfernickel (Old Nicks kobber). Det var fra denne malm, studeret af Axel Fredrik Cronstedt, at nikkel blev isoleret og anerkendt som et nyt element i 1751. I 1776 blev det konstateret, at pai-t'ung, nu kaldet nikkel-sølv, var sammensat af kobber, nikkel, og zink.

Efterspørgsel efter nikkel-sølv blev stimuleret i England omkring 1844 af udviklingen af ​​sølvelektroplettering, som det blev fundet at være den mest ønskelige base. Brug af rent nikkel som en korrosionsbestandig elektropletteret belægning udviklede sig lidt senere; begge disse anvendelser er stadig vigtige.

Små mængder nikkel blev produceret i Tyskland i midten af ​​det 19. århundrede. Mere betydelige beløb kom fra Norge, og lidt kom fra en mine i Gap, Pennsylvania, i USA. En ny kilde, Ny Kaledonien i det sydlige Stillehav, kom i produktion omkring 1877 og dominerede indtil udviklingen af ​​kobber-nikkelmalm fra Copper Cliff – Sudbury, Ontario, regionen i Canada, der efter 1905 blev verdens største kilde til nikkel. I slutningen af ​​1970'erne var produktionen i Sovjet-Rusland oversteget den i Canada. I begyndelsen af ​​det 21. århundrede var Kina blevet verdensledende inden for nikkelproduktion efterfulgt af Rusland, Japan, Australien og Canada.

malme

sulfider

Canadiske malme er sulfider, der indeholder nikkel, kobber og jern. Det vigtigste nikkelmineral er pentlandit, (Ni, Fe) 9 S 8, efterfulgt af pyrrhotit, som normalt spænder fra FeS til Fe 7 S 8, hvori noget af jernet kan erstattes af nikkel. Chalcopyrite, CuFeS 2, er det dominerende kobbermineral i disse malme med små mængder af et andet kobbermineral, cubanit, CuFe 2 S 3. Nogle guld, sølv og de seks platinagrupper er også til stede, og deres nyttiggørelse er vigtig. Cobalt, selen, tellurium og svovl kan også udvindes fra malmene.

lateritter

Andre vigtige klasser af malm er lateriterne, som er resultatet af lang forvitring af peridotit, der oprindeligt indeholder en lille procentdel nikkel. Vejrvejr i subtropisk klima fjerner en stor del af værtsgrunden, men det indeholdte nikkel opløses og perkolerer nedad og kan nå en koncentration, der er tilstrækkelig høj til at gøre minedrift økonomisk. På grund af denne dannelsesmetode findes lateritaflejringer nær overfladen som et blødt, ofte lerlignende materiale, med nikkel koncentreret i lag som et resultat af forvitring. Garnierite, (NiMg) 6 Si 4 O 10 (OH) 8, en nikkel-magnesiumsilicat, er den rigeste i nikkel, men nickeliferous limonit, (Fe, Ni) O (OH) · nH 2 O, udgør en væsentlig del af lateritterne. De nye caledonske forekomster er af garnierit-typen, og adskillige andre lateritiske forekomster er spredt rundt om i verden, hvilket giver en lang række mine-, transport- og genvindingsproblemer. Nikkelindholdet i lateritter varierer meget: i Le Nickel i Ny Kaledonien indeholdt for eksempel malmen, der blev leveret til smelteren i 1900, 9 procent nikkel; for tiden indeholder den 1 til 3 procent.