Nikli töötlemine

Nikli töötlemine, metalli ettevalmistamine kasutamiseks erinevates toodetes.

Ehkki nikkel (Ni) on kõige paremini tuntud selle kasutamise poolest mündis, on see paljude tööstuslike rakenduste jaoks muutunud palju olulisemaks, kuna nende olulisus on omanäoline omaduste kombinatsioon. Nikli sulamistemperatuur on suhteliselt kõrge - 1 453 ° C (2 647 ° F) ja näokeskne kuubiline kristallstruktuur, mis annab metallile hea elastsuse. Niklisulamid on väga vastupidavad korrosioonile paljudes erinevates kandjates ja neil on võime taluda mitmesuguseid kõrgeid ja madalaid temperatuure. Roostevabades terastes parandab nikkel korrosioonikindlust tagava kaitseoksiidkile stabiilsust. Selle peamine panus on koos kroomiga austeniitsetes roostevabades terastes, milles nikkel võimaldab austeniitset struktuuri säilitada toatemperatuuril. Kaasaegne tehnoloogia sõltub suuresti nendest materjalidest, mis moodustavad keemia-, naftakeemia-, energeetika- ja sellega seotud tööstuse olulise osa.

Ajalugu

Niklit kasutati tööstuslikult legeeriva metallina peaaegu 2000 aastat enne selle eraldamist ja uue elemendina tunnustamist. Hiinlased valmistasid juba 200 miljardi ringis Yunani provintsis märkimisväärses koguses valget sulamit tsingist ja vask-niklimaagist. Sulam, tuntud kui pai-t'ung, eksporditi Lähis-Idasse ja isegi Euroopasse.

Hiljem leidsid Saksimaa kaevurid kavas olevat vaskmaaki, kuid leidsid, et selle töötlemisel saadi ainult kasutu räbulaadne materjal. Nad pidasid seda vaimustatuks ja omistasid selle kuradile “Vana hüüdnimi”. Nii sai see nimeks kupfernickel (Vana Nicki vask). Sellest maagist, mida uuris Axel Fredrik Cronstedt, eraldati nikkel ja tunnustati seda uue elemendina 1751. aastal. 1776. aastal tehti kindlaks, et pai-t'ung, mida nüüd nimetatakse nikkel-hõbedaks, koosnes vasest, niklist, ja tsink.

Nikkel-hõbeda nõudlust stimuleeris Inglismaal umbes 1844. aastal hõbeda galvaniseerimise arendamine, mille jaoks leiti, et see on kõige soovitavam alus. Puhta nikli kasutamine korrosioonikindla galvaniseeritud kattena arenes välja veidi hiljem; mõlemad need kasutusalad on endiselt olulised.

19. sajandi keskel toodeti Saksamaal väheses koguses niklit. Märkimisväärsemad summad tulid Norrast ja pisut kaevandusest Ameerika Ühendriikide Pennsylvania osariigis Gapis. Uus allikas - Uus-Kaledoonia Vaikse ookeani lõunaosas - hakati tootma umbes 1877. aastal ja see domineeris kuni Ontario piirkonnas Kanadas asuva Copper Cliff – Sudbury vase-nikkelmaakide arendamiseni, millest pärast 1905. aastat sai maailma suurim nikli allikas. 1970ndate lõpuks oli Nõukogude Venemaal tootmine suurenenud kui Kanadas. 21. sajandi alguseks oli Hiinast saanud nikli tootmises maailma liider, järgnesid Venemaa, Jaapan, Austraalia ja Kanada.

Maagid

Sulfiidid

Kanada maagid on niklit, vaske ja rauda sisaldavad sulfiidid. Kõige olulisem nikli mineraali pentlandite, (Ni, Fe) ₉ S ₈, millele järgneb pyrrhotite, kõigub tavaliselt FES Fe ₇ S ₈, milles mõned rauda võib asendada niklit. Neis maakides on domineeriv kalkopüriit, CuFeS ₂, vase mineraal, kubaniit, CuFe ₂ S ₃, väikestes kogustes. Leidub ka kulda, hõbedat ja kuut plaatina rühma metalli ning nende taastamine on oluline. Ka maakidest saab taastuda koobaltit, seleeni, telluuriumi ja väävlit.

Lateriidid

Teised olulised maakide klassid on hilisemad liigid, mis tulenevad peridootiidi pika ilmastiku toimest, mis esialgu sisaldas väikest protsenti niklit. Subtroopilises kliimas ilmastik eemaldab suurema osa põhikivimist, kuid sisalduv nikkel lahustub ja imbub allapoole ning võib saavutada kontsentratsiooni, mis on piisavalt kõrge, et kaevandamine oleks ökonoomne. Selle moodustamise meetodi tõttu leitakse hilisemaid ladestusi pinna lähedal pehme, sageli savise materjalina, ilmastiku mõjul kihtidesse kontsentreerunud nikkel. Nikkel-magneesiumsilikaat (GarNier) (SiMg) ₆ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₈ on nikli poolest rikkaim, kuid nikli kujuline limoniit (Fe, Ni) O (OH) · nH ₂ O moodustab suurema osa hilisemad. Uus-Kaledoonia maardlad on garnieriiditüüpi ja arvukalt teisi hilisemaid maardlaid on laiali üle maailma, pakkudes mitmesuguseid kaevandamise, transpordi ja taaskasutamise probleeme. Heliitide nikli sisaldus on väga erinev: näiteks Uus-Kaledoonias Le Nickelis sisaldas sulamile 1900. aastal tarnitud maagi 9 protsenti niklit; praegu sisaldab see 1–3 protsenti.