النيكل هو العنصر الكيميائي السابع عشر في نظام مندليف الدوري برقم ذري 28. المادة عبارة عن معدن انتقالي يتميز بمرونته ولونه الأبيض الفضي المميز. لا يظهر نشاط كيميائي قوي. اسم المادة في الترجمة من الألمانية يعني "روح الجبل". كان النيكل معروفًا للناس في القرن السابع عشر ، لكن لم يتم عزله بعد كمواد منفصلة. تم العثور عليه في خامات النحاس أثناء تعدين النحاس وكان يسمى النحاس الزائف (kupfernickel) من روح الجبال. تم عزل المادة كمعدن منفصل بواسطة Axel Krostedt في عام 1751 وأطلق عليها اسم "النيكل".

في منتصف القرن الثامن عشر ، كان هناك 12 معدنًا معروفًا للناس ، بالإضافة إلى الكبريت والفوسفور والكربون والزرنيخ. في الوقت نفسه ، تمت إضافة النيكل إليهم ، والذي تم تخصيصه للرقم السابع عشر.

خاصية النيكل

لم يجد العنصر المكتشف حديثًا تطبيقه على الفور. بعد قرنين فقط ، بدأ الناس في استخدام المعدن بنشاط. أصبحت شائعة بشكل خاص في علم المعادن. كما اتضح ، النيكل عنصر ممتاز في صناعة السبائك للصلب والحديد. لذلك ، فإن السبائك التي تحتوي على النيكل شديدة المقاومة للتأثيرات الكيميائية المختلفة ، ولا تتعرض للتلف الناتج عن التآكل ، ويمكنها أيضًا تحمل ظروف درجات الحرارة العالية جدًا. على سبيل المثال ، سبيكة من النيكل والحديد ، والتي تسمى Invar في علم المعادن ، غير قادرة على التمدد تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، وهذا أحد الأسباب الرئيسية لاستخدام Invar لإنتاج قضبان للسكك الحديدية والعديد من العناصر الأخرى.

الخصائص الفيزيائية للنيكل

النيكل معدن ذو صبغة فضية صفراء مميزة. في الهواء الطلق يحتفظ بلونه ولمعانه ولا يتلاشى. صلابة برينل للمعدن هي 600-800 MN / م 2. على الرغم من صلابته العالية بما فيه الكفاية ، فإن المعدن يفسح المجال للتأثيرات والعلاجات الفيزيائية المختلفة ، بما في ذلك التشكيل والتلميع. وهذا يسمح باستخدام النيكل في إنتاج مواد رفيعة جدًا وحساسة.

يتميز المعدن بخصائص مغناطيسية حتى في درجات الحرارة المنخفضة نسبيًا (حتى -340 درجة مئوية). غير عرضة للتلف بسبب التآكل.

الخصائص الكيميائية للنيكل

يحتوي النيكل على العدد الذري 28 ويتم تحديده في التسمية الكيميائية بالرمز Ni. الكتلة المولية 58.6934 جم / مول. يبلغ نصف قطر ذرة النيكل 124 م. تبلغ كفاءتها الكهربية على مقياس بولنج 1.94 ، وإمكاناتها الإلكترونية 0.25 فولت.

لا يتعرض المعدن لتأثيرات الهواء والماء السلبية. ويرجع ذلك إلى تكوين فيلم على سطحه على شكل أكسيد النيكل (NiO) ، مما يمنع المزيد من الأكسدة.

يتفاعل مع الأكسجين فقط في ظل ظروف معينة ، خاصة عند تسخينه بشدة. في درجات الحرارة المرتفعة ، يمكنها أيضًا التفاعل مع جميع الهالوجينات تمامًا.

يظهر تفاعلًا عنيفًا في حامض النيتريك ، وكذلك في محاليل الأمونيا. ومع ذلك ، فإن بعض الأملاح ، على سبيل المثال ، الهيدروكلوريك والكبريت ، تذوب المعدن ببطء نوعًا ما. لكن في حامض الفوسفوريك ، لا يذوب على الإطلاق.

إنتاج النيكل

المادة الرئيسية لتعدين النيكل هي على وجه التحديد خامات كبريتيد النحاس والنيكل. لذلك ، يتم الحصول من هذه الخامات على حوالي 80 ٪ من النيكل من إجمالي الإنتاج في العالم ، باستثناء روسيا. تخضع الخامات لتركيز انتقائي عن طريق التعويم ، وبعد ذلك يتم فصل النحاس والنيكل وتركيزات البيروتيت عن الركاز.

للحصول على معدن نقي ، يتم استخدام تركيز خام النيكل ، والذي يتم صهره ، إلى جانب التدفقات ، في المناجم الكهربائية أو الأفران الانعكاسية. نتيجة لهذه العملية ، يتم فصل الصخور المتبقية واستعادة النيكل في شكل ماتي ، والذي يحتوي على ما يصل إلى 15٪ نيكل.

في بعض الأحيان ، قبل أن يتم إرسال التركيز للذوبان ، فإنه يخضع للتحميص والتكتل. يحتوي تكوين الكبريتيد الذائب (غير اللامع) بعد عملية الصهر أيضًا على Fe و Co و Cu بالكامل تقريبًا ، بالإضافة إلى المعادن النبيلة. علاوة على ذلك ، يتم فصل الحديد ، وبعد ذلك تبقى سبيكة تحتوي على النحاس والنيكل. يتم تبريد السبيكة ببطء ، وبعد ذلك يتم طحنها جيدًا وإرسالها إلى مزيد من التعويم من أجل فصل هذين العنصرين. يمكن أيضًا فصل النحاس والنيكل عن طريق ما يسمى بعملية الكربونيل ، والتي تعتمد على انعكاس التفاعل.

الأكثر شيوعًا هي ثلاث طرق للحصول على النيكل:

1. استعادة. يتم أخذ خام السيليكات كأساس ، حيث يتم تشكيل كريات الحديد والنيكل بمشاركة غبار الفحم ، الذي يحتوي على 5 ٪ إلى 8 ٪ نيكل. تستخدم أفران الأنابيب الدوارة لهذه العملية. بعد ذلك ، يتم تنقية الكريات من الكبريت ، وتكلسها ومعالجتها بمحلول الأمونيا ، والذي يتم الحصول منه على النيكل بعد التحميض.
2. كاربونيل. تسمى هذه الطريقة أيضًا طريقة Mond. بناءً على إنتاج النحاس والنيكل غير اللامع من خام الكبريتيد. يتم تمرير ثاني أكسيد الكربون فوق المادة غير اللامعة تحت ضغط عالٍ ، ونتيجة لذلك يتم تكوين رباعي الكربونيل نيكل ، والذي ينطلق منه النيكل عالي النقاوة تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة.
3. الألمنيوم. تعتمد هذه الطريقة على اختزال النيكل من خام أكسيد: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al 2 O 3

مركبات النيكل

يشكل النيكل العديد من المركبات المختلفة ، العضوية وغير العضوية ، ويستخدم كل منها في مجالات محددة من النشاط البشري.

مركبات النيكل غير العضوية

من بين هؤلاء ، تجدر الإشارة إلى الأكاسيد. على وجه الخصوص ، يتم استخدام أول أكسيده ، الذي يحدث تكوينه نتيجة تفاعل المعدن والأكسجين عند درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية تتجاوز 500 درجة مئوية ، كمادة تُصنع منها الدهانات والمينا في إنتاج السيراميك والزجاج. وفي إنتاج الأنودات ، التي تستخدم في البطاريات القلوية ، يتم استخدام مادة النيكل سيسكوسايد Ni 2 O 3. للحصول عليها ، تتعرض نترات النيكل أو كلورات النيكل لتسخين بطيء للغاية.

لا يتم إعطاء المكان الأخير لهيدروكسيدات النيكل. على سبيل المثال ، يتكون Ni (OH) 2 نتيجة لعمل القلويات على المحاليل المائية لأملاح النيكل. يتميز هذا الهيدروكسيد باللون الأخضر الفاتح. من هيدروكسيد النيكل تحت تأثير عامل مؤكسد في وسط قلوي ، يتكون أكسيد مائي ، على أساسه تعمل بطارية Edison القلوية. ميزة هذه البطارية هي قدرتها على البقاء بدون شحن لفترة طويلة ، في حين أن بطارية حمض الرصاص التقليدية لا يمكن أن تبقى في حالة غير مشحونة لفترة طويلة.

تتشكل أملاح النيكل (II) ، كقاعدة عامة ، نتيجة تفاعل NiO أو Ni (OH) 2 مع الأحماض المختلفة. تشكل أملاح النيكل القابلة للذوبان ، في معظم الحالات ، هيدرات بلورية. الأملاح غير القابلة للذوبان هي فوسفات Ni 3 (PO 4) 2 وسيليكات Ni 2 SiO 4. تتميز الهيدرات والمحاليل البلورية باللون الأخضر ، وتتميز الأملاح اللامائية باللون الأصفر أو البني المصفر.

هناك أيضًا مركبات النيكل (II) المعقدة. لتكوينها ، يذوب أكسيد النيكل في محلول الأمونيا. يستخدم النيكل ثنائي ميثيل جليوكسيمات Ni (C 4 H 6 N 2 O 2) 2 كتفاعل لأيونات النيكل. يتميز بتلطيخ أحمر وسط حمضي.

أقل مركبات النيكل شيوعًا هي مركبات النيكل (III). من بينها مادة سوداء معروفة ، والتي يتم الحصول عليها نتيجة تفاعل أكسدة النيكل (II) هيدروكسيد في وسط قلوي مع هيبوكلوريت أو هالوجينات:

2Ni (OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 * H 2 O + 2NaBr + H 2 O

مركبات النيكل العضوية

يتم ربط Ni-C بطريقتين:

1. حسب النوع ص. تسمى هذه المركبات مجمعات y. وتشمل هذه المركبات التي لها الشكل التالي: وحيث R = Alk أو Ar ، L = PR3 ، حيث X عبارة عن مركب حمض.
2. حسب النوع p. يطلق عليهم مجمعات p. وتشمل مركبات الألكين والبوليين والنيكل العضوي ، والتي تشمل النيكل في حالة الأكسدة الصفرية. عادة ما تتميز هذه المركبات بهيكل ثلاثي أو رباعي السطوح.

النيكل معدن بلاستيكي أبيض فضي مع بريق مميز. يشير إلى المعادن الثقيلة غير الحديدية. النيكل مادة مضافة قيمة لصناعة السبائك. لا يوجد النيكل في الطبيعة بشكله النقي ، وعادة ما يدخل في تكوين الخامات. يتم استخراج النيكل النقي (النيكل / النيكل) والنيكل 200 والنيكل 201 باستخدام تقنيات خاصة.

بالاقتران مع معادن أخرى ، فإن النيكل قادر على تشكيل سبائك نيكل صلبة ومتينة:

• سبائك النيكل والنحاس (مونيل / مونيل)- سبيكة أساسها النحاس مع إضافة النيكل في صناعة السبائك. تتكون التركيبة عادة من 67٪ نيكل و 38٪ نحاس. تشمل هذه المجموعة من السبائك: Monel 400 ، Monel 401 ، Monel 404 ، Monel R-405 ، Monel K-500 ، إلخ.
• سبائك النيكل والكروم (Inconel / Inconel)- سبيكة الأوستنيتي المقاومة للحرارة. تتضمن هذه المجموعة: Inconel 600 و Inconel 601 و Inconel 617 و Inconel 625 و Inconel 690 و Inconel 718 و Inconel 725 و Inconel X-750 وما إلى ذلك.
• سبائك النيكل والحديد والكروم (Inconloy / Incoloy)- من الممكن إضافة الموليبدينوم والنحاس والتيتانيوم إلى السبائك. تشمل هذه المجموعة: Incoloy 20 ، Incoloy 800 ، Incoloy 800H ، Incoloy 800HT ، Incoloy 825 ، Incoloy 925 ، إلخ.
• سبائك النيكل والموليبدينوم (Hastelloy)- احتمال وجود الكروم والحديد والكربون. تشمل هذه المجموعة: Hastelloy C-4 و Hastelloy C-22 و Hastelloy C-276 و Hastelloy B-2 وما إلى ذلك.

خصائص النيكل

النيكل مغناطيس حديدي ، نقطة كوري - 358 درجة مئوية ، نقطة انصهار - 1455 درجة مئوية ، نقطة الغليان - 2730-2915 درجة مئوية. الكثافة 8.9 جم / سم 3 ، معامل التمدد الحراري -13.5 × 10 6 كلفن -1. في الهواء ، يكون النيكل المضغوط مستقرًا ، والنيكل شديد التشتت قابل للاشتعال.

للنيكل خصائص مثل:

• اللدونة والمرونة.
• القوة في ظروف درجات الحرارة العالية ؛
• مقاومة الأكسدة في الماء والهواء ؛
• صلابة ولزوجة كافية ؛
• مقاومة عالية للتآكل
• مغناطيس حديدي.
• محفز جيد
• مصقول جيدا.

سطح النيكل مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد النيو الذي يحمي المعدن من الأكسدة.

المميزات والعيوب

تتمثل المزايا الرئيسية للنيكل والسبائك في مقاومة الحرارة ومقاومة الحرارة وزيادة القوة الميكانيكية (ضغط يصل إلى 440 ميجا باسكال). تشمل المزايا أيضًا التشغيل في المحاليل القلوية والحمضية المركزة على الساخن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النيكل قادر على الاحتفاظ بالخصائص المغناطيسية في درجات الحرارة المنخفضة.

العيب الرئيسي للنيكل هو انخفاض كبير في مؤشرات EMF الحرارية أثناء التبريد السريع بعد التلدين (حتى 600 درجة مئوية). أيضا ، تشمل عيوب النيكل حقيقة أن النيكل النقي غير موجود في الطبيعة. يتم الحصول عليها من خلال تقنيات باهظة الثمن ، مما يؤثر على تكلفتها.

منطقة التطبيق

يستخدم النيكل بشكل رئيسي في علم المعادن. في ذلك ، يشارك في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السبائك. بإضافة النيكل إلى الحديد المصهور ، يحصل علماء المعادن على سبائك قوية ومطيلة تزيد من مقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة المرتفعة. وتجدر الإشارة إلى أن سبائك النيكل تحتفظ بصفاتها بعد التسخين المتكرر لفترات طويلة.

بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل المقاوم للحرارة:

• في الصناعات الغذائية والكيميائية.
• في صناعة البتروكيماويات والبناء.
• في الطب والصيدلة.
• في الطائرات والهندسة الميكانيكية.
• في صناعة الكابلات البحرية.
• في صناعة عناصر التسخين للمعدات الصناعية ؛
• في إنتاج المغناطيس الدائم ؛
• في إنتاج الآلات والمعدات الخاصة ؛
• في تصنيع العناصر الداخلية للمباني ؛
• في صناعة الأثاث
• في صناعة الأجهزة المنزلية والأواني المنزلية ؛

بسبب ليونة النيكل وسهولة تزويره ، ينتج النيكل منتجات رفيعة جدًا مثل شرائط وأشرطة وألواح النيكل. يستخدم النيكل أيضًا بنشاط في إنتاج الأسلاك والقضبان.

القسم 1. الخصائص.

القسم 2. أن تكون في الطبيعة.

القسم 3. الاستلام.

القسم 4. التطبيق.

- القسم الفرعي 1. السبائك.

- القسم الفرعي 2. طلاء النيكل.

القسم 5. سك العملة.

ني- هذا عنصر من مجموعة فرعية جانبية للمجموعة الثامنة ، الفترة الرابعة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D.I.Mendeleev ، برقم ذري 28.

تحديد النيكل

ني- أبيض فضي ، لا يشوه في الهواء. لديه شعرية مكعبة تركز على الوجه مع فترةأ = 0.35238 نيوتن متر ، مجموعة الفضاء Fm3m. في شكله النقي ، يفسح المجال للعلاج بالضغط. إنه مغناطيس حديدي بنقطة كوري تبلغ 358 درجة مئوية.

مقاومة كهربائية محددة 0.0684 ميكرومتر أوم ∙ م.

معامل التمدد الحراري الخطي α = 13.5 ∙ 10-6 K-1 عند 0 درجة مئوية

معامل التمدد الحراري الحجمي β = 38 - 39 10-6 K-1

معامل المرونة 196-210 جيغا.

تحتوي ذرات النيكل على تكوين إلكتروني خارجي 3d84s2. حالة الأكسدة الأكثر استقرارًا للنيكل هي النيكل (II).

يشكل Ni مركبات بحالات أكسدة +2 و +3. في هذه الحالة ، Ni مع حالة الأكسدة +3 فقط في شكل أملاح معقدة. بالنسبة لمركبات النيكل +2 ، يُعرف عدد كبير من المركبات الشائعة والمعقدة. أكسيد النيكل Ni2O3 هو عامل مؤكسد قوي.

يتميز النيكل بمقاومة عالية للتآكل - مقاوم للهواء والماء والقلويات وعدد من الأحماض. ترجع المقاومة الكيميائية إلى ميلها إلى التخميل - تكوين طبقة أكسيد كثيفة على سطحها ، والتي لها تأثير وقائي. النيكل قابل للذوبان بنشاط في حمض النيتريك.

مع أول أكسيد الكربون ، يتشكل ثاني أكسيد الكربون بسهولة من نيكل كربوني متطاير وعالي السمية (CO) 4.

مسحوق النيكل المشتت ناعما الاشتعال (الاشتعال الذاتي في الهواء).

النيكل يحترق فقط في شكل مسحوق. يشكل أكاسيد النيكل O و Ni2O3 ، وبالتالي ، اثنان هيدروكسيد النيكل (OH) 2 والنيكل (OH) 3. أهم أملاح النيكل القابلة للذوبان هي الأسيتات والكلوريد والنترات والكبريتات.

عادة ما تكون المحاليل خضراء اللون ، والأملاح اللامائية صفراء أو بنية صفراء. تشمل الأملاح غير القابلة للذوبان الأكسالات والفوسفات (الأخضر) ، وثلاثة كبريتيدات:

نيكل اس (أسود)

Ni3S2 (برونز مصفر)

Ni3S4 (أبيض فضي).

يشكل Ni أيضًا العديد من المركبات التنسيقية والمعقدة.

تحتوي المحاليل المائية لأملاح النيكل (II) على أيون نيكل سداسي أكوانيكل (II) (H2O) 62+. عند إضافة محلول الأمونيا إلى محلول يحتوي على هذه الأيونات ، يترسب هيدروكسيد النيكل (II) ، وهو مادة جيلاتينية خضراء. يذوب هذا الراسب عند إضافة كمية زائدة من الأمونيا بسبب تكوين هيكساميننيكل (II) نيكل (NH3) 62+ أيونات.

يشكل Ni مجمعات ذات هياكل مربعة الشكل ورباعية السطوح. على سبيل المثال ، يحتوي مركب رباعي كلورو نيكلات النيكل (II) NiCl42− على هيكل رباعي السطوح ، في حين أن مركب النيكل رباعي السيانان (II) (CN) 42− له هيكل مربع مسطح.

يستخدم التحليل النوعي والكمي محلولًا قلويًا من بيوتانيديون ديوكسيم ، المعروف أيضًا باسم ثنائي ميثيل جليوكسيم ، للكشف عن أيونات النيكل (II). عندما يتفاعل مع أيونات النيكل (II) ، يتشكل مركب تنسيق أحمر مكرر (بوتانيديون ديوكسيناتو) ني (II). هذا مركب مخلب ورابط بيوتانيديون ديوكسيماتو ثنائي الهوية.

يتكون نيكل الطبيعي من 5 نظائر مستقرة ، 58 نيكل ، 60 نيكل ، 61 نيكل ، 62 نيكل هو الأكثر وفرة (68.077٪ من الوفرة الطبيعية).

التواجد في الطبيعة

Ni شائع جدًا في الطبيعة - محتواه في القشرة الارضيةحوالي 0.01٪ (بالوزن). تم العثور عليها في قشرة الأرض فقط في شكل مقيد ؛ تحتوي النيازك الحديدية على ني أصلي (يصل إلى 8 ٪). محتواها في الصخور فوق القاعدية أعلى بحوالي 200 مرة من الصخور الحمضية (1.2 كجم / طن و 8 جم / طن). في الصخور فوق القاعدية ، ترتبط الكمية السائدة من النيكل بالزبرجد الزيتوني ، الذي يحتوي على 0.13 - 0.41٪ نيكل. كما أنه يحل محل المغنيسيوم بشكل متماثل.

توجد نسبة صغيرة من النيكل على شكل كبريتيدات. يعرض ني خصائص محبة للدهون و chalcophilic. مع زيادة محتوى الكبريت في الصهارة ، تظهر كبريتيد النيكل مع النحاس والكوبالت ، حديدوالبلاتينويد. في العملية الحرارية المائية ، جنبا إلى جنب مع الكوبالت والزرنيخ و رماديوأحيانًا مع البزموت واليورانيوم والفضة ، يشكل النيكل تركيزات مرتفعة مثل زرنيخيدات النيكل والكبريتيدات. يوجد النيكل بشكل شائع في خامات النحاس والنيكل الحاملة للزرنيخ والكبريتيد.

النيكل (بيريت النيكل الأحمر ، كوبفيرنيكل) نيكل أس.

كلوانتيت (بيريت نيكل أبيض) (نيكل ، كو ، حديد) As2

Garnierite (Mg ، نيكل) 6 (Si4O11) (OH) 6 مع H2O وسيليكات أخرى.

بيريت مغناطيسي (حديد ، نيكل ، نحاس) S

النيكل اللامع بالزرنيخ والنيكل (gersdorfite) As S ،

بنتلانديت (حديد ، نيكل) 9S8

يعرف الكثير بالفعل عن النيكل في الكائنات الحية. لقد ثبت ، على سبيل المثال ، أن محتواه في دم الإنسان يتغير مع تقدم العمر ، وأن كمية النيكل في الجسم تزداد في الحيوانات ، وأخيراً ، هناك بعض النباتات والكائنات الحية الدقيقة - "مركّزات" النيكل ، التي تحتوي على آلاف و حتى مئات الآلاف من النيكل أكثر من البيئة.

يستلم

يقدر إجمالي احتياطيات النيكل في الخامات في بداية عام 1998 بـ 135 مليون طن ، بما في ذلك تلك التي يمكن الاعتماد عليها - 49 مليون طن. وخامات النيكل الرئيسية هي نيكل (كوبفيرنيكل) نيكل أس ، نيكل ميليريت S ، بنتلانديت (Fe نيكل) 9S8 - تحتوي أيضًا على الزرنيخ ، حديدو كبريت؛ تم العثور على شوائب البنتلانديت أيضًا في البيروتيت الصهاري. تحتوي الخامات الأخرى ، التي يُستخرج منها النيكل أيضًا ، على شوائب من Co ، النحاسوالحديد والمغنيسيوم. في بعض الأحيان يكون ني هو السلعة الرئيسية معالجةالتكرير ، ولكن في كثير من الأحيان يتم الحصول عليه كجانب المنتجفي تقنيات المعادن الأخرى. من الاحتياطيات الموثوقة ، وفقًا لمصادر مختلفة ، من 40 إلى 66 ٪ من النيكل في خامات النيكل المؤكسد (ОНР) ،

33٪ في كبريتيد. اعتبارًا من عام 1997 ، بلغت حصة النيكل التي تنتجها معالجة OHR حوالي 40 ٪ من حجم الإنتاج العالمي. في الظروف الصناعية ، ينقسم OHP إلى نوعين: مغنيسيوم وحديدية.

خامات المغنيسيا المقاومة للحرارة ، كقاعدة عامة ، يتم صهرها كهربائيًا إلى ferronickel (5-50٪ نيكل + كو ، اعتمادًا على تكوين المواد الخام والخصائص التكنولوجية).

تتم معالجة الخامات الأكثر حدادة - اللاتريت عن طريق طرق المعالجة المعدنية المائية باستخدام ترشيح كربونات الأمونيا أو ترشيح الأوتوكلاف بحمض الكبريتيك. اعتمادًا على تكوين المواد الخام والمخططات التكنولوجية المطبقة ، فإن المنتجات النهائية لهذه التقنيات هي: أكسيد النيكل (76-90٪ نيكل) ، اللبيدات (89٪ نيكل) ، مركزات الكبريتيد بمختلف التركيبات ، وكذلك معدن النيكل. المنحل بالكهرباء ومساحيق النيكل والكوبالت.

أقل حديديًا - يتم صهر الخامات غير الحديدية إلى غير لامع. في الشركات التي تعمل بدورة كاملة ، تشتمل خطة المعالجة الإضافية على التحويل ، والحرق غير اللامع ، والصهر الكهربائي لأكسيد النيكل للحصول على النيكل المعدني. على طول الطريق ، يتم إطلاق الكوبالت المستعاد في شكل معدن و / أو أملاح. مصدر آخر للنيكل: في رماد الفحم في جنوب ويلز في بريطانيا - ما يصل إلى 78 كجم من النيكل للطن. يشير المحتوى المتزايد من النيكل في بعض الفحم والنفط والصخر الزيتي إلى إمكانية تركيز النيكل في المعادن المواد العضوية... أسباب هذه الظاهرة لم يتم توضيحها بعد.

"لم يكن بالإمكان الحصول على النيكل لفترة طويلة في شكل بلاستيكي نظرًا لأنه يحتوي دائمًا على شوائب صغيرة من الكبريت على شكل كبريتيد النيكل الموجود في طبقات رقيقة وهشة عند الحدود فلز... تؤدي إضافة كمية صغيرة من المغنيسيوم إلى النيكل المصهور إلى تحويل الكبريت إلى مركب يحتوي على المغنيسيوم ، والذي يتم إطلاقه على شكل حبيبات دون التأثير على اللدونة. فلز».

يتم الحصول على الجزء الأكبر من النيكل من غارنيريت والبيريت المغناطيسي.

يتم اختزال خام السيليكات بغبار الفحم في أفران الأنابيب الدوارة إلى كريات من الحديد والنيكل (5-8٪ نيكل) ، والتي يتم تنقيتها بعد ذلك من الكبريت وتكلسها ومعالجتها بمحلول الأمونيا. بعد تحمض المحلول ، يتم الحصول على معدن منه كهربائيا.

طريقة كاربونيل (طريقة موند). أولاً ، يتم الحصول على مادة النحاس والنيكل غير اللامع من خام الكبريتيد ، والذي يتم تمرير الكوبالت فوقه تحت ضغط عالٍ. يتم تكوين نيكل رباعي كربوني نيكل عالي التطاير (CO) 4 ، ويتم عزل معدن نقي للغاية عن طريق التحلل الحراري.

طريقة الألمنيوم الحرارية لاختزال النيكل من خام أكسيد: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al2O.

تطبيق

سبائك

النيكل هو أساس معظم السبائك الفائقة ، والمواد المقاومة للحرارة المستخدمة في صناعة الطيران لمكونات الدفع.

مونيل ميتال (65-67٪ نيكل + 30-32٪ النحاس+ 1٪ Mn) ، مقاومة للحرارة تصل إلى 500 درجة مئوية ، مقاومة للغاية للتآكل ؛

أبيض (585 يحتوي على 58.5٪ ذهبوسبائك (رباط) من الفضة والنيكل (أو البلاديوم)) ؛

نيتشروم ، سبيكة مقاومة (60٪ نيكل + 40٪ كر) ؛

Permalloy (76٪ نيكل + 17٪ حديد + 5٪ نحاس + 2٪ كروم) ، لديه حساسية مغناطيسية عالية مع خسائر تخلفية منخفضة جدًا ؛

Invar (65٪ Fe + 35٪ Nickel) ، يكاد لا يطول عند التسخين ؛

بالإضافة إلى ذلك ، تشتمل سبائك النيكل على فولاذ النيكل والكروم والنيكل والنيكل الفضي وسبائك المقاومة المختلفة مثل الكستانتان والنيكل والمانجانين.

تستخدم أنابيب النيكل لتصنيع المكثفات في إنتاج الهيدروجين ، لضخ القلويات في الصناعة الكيميائية. تستخدم الأدوات المقاومة للنيكل كيميائيًا على نطاق واسع في الطب والأعمال البحثية. يستخدم Ni لأجهزة الرادار والتلفزيون والتحكم عن بعد العملياتفي التكنولوجيا النووية.

يستخدم النيكل النقي في صناعة الأواني الزجاجية الكيميائية ، والأجهزة المختلفة ، والأجهزة ، والغلايات ذات المقاومة العالية للتآكل والثبات. الخصائص الفيزيائية، ومن مواد النيكل - خزانات وصهاريج لتخزين المنتجات الغذائية والكواشف الكيميائية والزيوت الأساسية لنقل القلويات ولإذابة القلويات الكاوية.

تُستخدم مساحيق النيكل النقية لصنع مرشحات مسامية لتصفية الغازات والوقود والمنتجات الأخرى في الصناعة الكيميائية. صناعة... كما يتم استهلاك مسحوق Ni في إنتاج سبائك النيكل وكمادة رابطة في تصنيع المواد الصلبة وفائقة الصلابة.

يعتبر الدور البيولوجي للنيكل أحد العناصر النزرة الضرورية للتطور الطبيعي للكائنات الحية. ومع ذلك ، لا يُعرف الكثير عن دوره في الكائنات الحية. من المعروف أن ني يشارك في التفاعلات الأنزيمية في الحيوانات والنباتات. في جسم الحيوانات ، يتراكم في الأنسجة المتقرنة ، وخاصة في الريش. تؤدي زيادة نسبة النيكل في التربة إلى أمراض متوطنة - تظهر أشكال قبيحة في النباتات والحيوانات - أمراض العيون المرتبطة بتراكم النيكل في القرنية. الجرعة السامة (للفئران) - 50 ملغ. تعتبر مركبات النيكل المتطايرة ضارة بشكل خاص ، ولا سيما نيكل رباعي الكربون (CO) 4. يتراوح الحد الأقصى لتركيز مركبات النيكل في الهواء من 0.0002 إلى 0.001 مجم / م 3 (للمركبات المختلفة).

النيكل هو السبب الرئيسي للحساسية (التهاب الجلد التماسي) للمعادن التي تلامس الجلد (المجوهرات والساعات ومسامير الدنيم).

في الاتحاد الأوروبي ، محتوى النيكل في المنتجات التي تلامس جلد الإنسان محدود.

نيكل كربونات النيكل (CO) شديد السمية. الحد الأقصى المسموح به لتركيز أبخرته في هواء المنشآت الصناعية هو 0.0005 مجم / م 3.

في القرن العشرين ، وجد أن البنكرياس غني جدًا بالنيكل. عند إدخال النيكل بعد الأنسولين ، يطول تأثير الأنسولين وبالتالي يزداد نشاط نقص السكر في الدم. يؤثر النيكل على العمليات الأنزيمية ، وأكسدة حمض الأسكوربيك ، ويسرع انتقال مجموعات السلفهيدريل إلى مجموعات ثاني كبريتيد. يمكن للني أن يثبط عمل الأدرينالين ويخفض ضغط الدم. يسبب تناول النيكل بكثرة في الجسم البهاق. يترسب النيكل في البنكرياس والغدد جارات الدرقية.

تصفيح بمعدن النيكل

طلاء النيكل هو عمل طلاء نيكل على سطح معدن آخر لحمايته من التآكل. يتم تنفيذه بالطريقة الجلفانية باستخدام إلكتروليتات تحتوي على كبريتات النيكل (II) ، وكلوريد الصوديوم ، وهيدروكسيد البورون ، والمواد الخافضة للتوتر السطحي وعوامل التلميع ، والأنودات النيكل القابلة للذوبان. سمك طبقة النيكل الناتجة هو 12 - 36 ميكرون. يمكن ضمان ثبات السطح اللامع عن طريق طلاء الكروم اللاحق (سمك طبقة الكروم 0.3 ميكرومتر).

يتم طلاء النيكل بدون تيار في محلول من خليط من كلوريد النيكل (II) ومزيج هيبوفوسفيت من الصوديوم في وجود سترات الصوديوم:

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = نيكل + NaH2PO3 + 2HCl

تتم العملية عند درجة الحموضة 4-6 و 95 درجة مئوية

الأكثر شيوعًا هو الطلاء بالكهرباء والنيكل الكيميائي. في كثير من الأحيان يتم طلاء النيكل (ما يسمى مات) كهربائيا. الأكثر دراسة واستقرارًا في الشغلشوارد الكبريتات. عند إضافة أدوات تشكيل اللمعان إلى المنحل بالكهرباء ، يتم تنفيذ ما يسمى بطلاء النيكل اللامع. تتميز الطلاءات الإلكتروليتية بمسامية معينة ، والتي تعتمد على التحضير الدقيق لسطح الركيزة وعلى سمك الطلاء. للحماية من التآكل ، من الضروري الغياب التام للمسام ، لذلك ، يتم تطبيق طلاء متعدد الطبقات ، والذي يكون ، بسماكة متساوية ، أكثر موثوقية من الطلاء أحادي الطبقة (على سبيل المثال ، الفولاذ موضوع التجارةغالبًا ما يكون مطليًا وفقًا للمخطط Cu - النيكل - Cr).

تتمثل عيوب طلاء النيكل الإلكتروليتي في الترسب غير المتكافئ للنيكل على السطح المنقوش واستحالة تغطية الثقوب الضيقة والعميقة والتجاويف وما إلى ذلك. يعد الطلاء الكيميائي بالنيكل أغلى إلى حد ما من الطلاء بالكهرباء ، ولكنه يوفر إمكانية تطبيق طلاء موحد من حيث السماكة والجودة على أي مناطق من سطح الإغاثة ، بشرط أن يكون المحلول متاحًا لهم. تعتمد العملية على تقليل أيونات النيكل من أملاحه باستخدام خليط الهيبوفوسفيت من الصوديوم (أو عوامل الاختزال الأخرى) في المحاليل المائية.

يستخدم طلاء النيكل ، على سبيل المثال ، لتغطية أجزاء من المعدات الكيميائية والسيارات والدراجات والأدوات الطبية والأجهزة.

يستخدم Ni أيضًا في إنتاج لف أوتار الآلات الموسيقية.

سك العملة

يستخدم Ni على نطاق واسع في إنتاج العملات المعدنية في العديد من البلدان. في الولايات المتحدة ، تُسمى العملة المعدنية فئة 5 سنت بالعامية "Ni"

لقد كان Ni أحد مكونات العملات المعدنية منذ منتصف القرن التاسع عشر. في الولايات المتحدة ، تم تطبيق المصطلح "Ni" أو "Nick" في الأصل على عملات النحاس والنيكل (النسر الطائر) ، والتي حلت محل 12٪ من عملات النحاس والنيكل 1857-58.

في وقت لاحق في عام 1865 ، تم زيادة مصطلح النيكل بنسبة 3 في المائة بنسبة 25 ٪. في عام 1866 ، خمسة نسبه مئويهنيكل (25٪ نيكل ، 75٪ كبريوم). إلى جانب نسب السبائك ، تم استخدام هذا المصطلح في الوقت الحاضر في الولايات المتحدة. تم استخدام عملات النيكل شبه النقية لأول مرة في عام 1881 في سويسرا ، وعلى وجه الخصوص تم سك أكثر من 99.9٪ من النيكل من أصل خمسة سنتات في كندا (أكبر منتج للنيكل في العالم في ذلك الوقت).

البنسات المصنوعة من النيكل "الارتفاع =" 431 "src =" / الصور / الاستثمارات / img778307_14_Britanskie_monetyi_v_5_i_10_penni_sdelannyie_iz_nikelya.jpg "title =" (! LANG: 14. البريطانية 5 و 10 بنسات مصنوعة من النيكل" width="682" />!}

إيطاليا 1909 "height =" 336 "src =" / pictures / investment / img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg "title =" (! LANG: 15. عملات نيكل ، إيطاليا 1909" width="674" />!}

مصادر ال

ويكيبيديا - الموسوعة الحرة ، ويكيبيديا

hyperon-perm.ru - إنتاج Hyperon

cniga.com.ua - بوابة الكتاب

chem100.ru - كتيب الكيميائي

bse.sci-lib.com - معنى الكلمات في الموسوعة السوفيتية العظمى

chemistry.narod.ru - عالم الكيمياء

dic.academic.ru - القواميس والموسوعات

موسوعة المستثمر. 2013 .

• نيكاراغوا

شاهد ما هو "Nickel" في القواميس الأخرى:

نيكل- (Char. Ni) ، معدن وزنه الذري 58.69 ، الرقم التسلسلي 28 ، مع الكوبالت والحديد ، ينتمي إلى المجموعة الثامنة والصف الرابع من نظام مندليف الدوري. Ud. الخامس. 8.8 ، نقطة الانصهار 1452 درجة. في اتصالاتهم المعتادة ن ... ... موسوعة طبية عظيمة

نيكل- (الرمز Ni) ، معدن أبيض فضي ، عنصر انتقالي ، اكتشف عام 1751. خاماته الرئيسية هي خامات حديد كبريتيد النيكل (البنتلانديت) وزرنيخيد النيكل (النيكل). للنيكل عملية تنقية معقدة تنطوي على تدهور تفاضلي ... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

نيكل- (نيكل ألماني). المعدن أبيض فضي ، غير موجود في شكله النقي. تم استخدامه مؤخرًا في صناعة أدوات المائدة وأدوات المطبخ. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov AN ، 1910. نيكل ذلك. نيكل ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

نيكل- معدن أبيض مائل إلى الرمادي الصلب نسبيًا بدرجة انصهار 1453 درجة. ج.إنها مغنطيسية ، مرنة ، مطيلة ، قاسية ، ومقاومة للتآكل والأكسدة. النيكل هو أساسا ... ... المصطلحات الرسمية

النيكل- انا. نيكل م. ، هو - هي. نيكل. 1. معدن حراري أبيض فضي. ALS 1. Nickel ، رفيق ضار لخامات الفضة ، حصل على اسمه من جنوم شرير يُزعم أنه عاش في مناجم سكسونية. فرسمان زانيم. الجيوكيمياء. 2. الطبقة العليا من ... ... القاموس التاريخيجاليكية اللغة الروسية

نيكل- (لاتيني نيكولوم) ني ، عنصر كيميائي للمجموعة الثامنة من النظام الدوري ، العدد الذري 28 ، الكتلة الذرية 58.69. الاسم من النيكل الألماني هو اسم روح شريرة يُزعم أنها تدخلت في عمال المناجم. معدن أبيض فضي الكثافة 8.90 جم / سم & sup3 ، MP 1455 ... ... قاموس موسوعي كبير

نيكل- نيكل ، نيكل ، زوج. (نيكل ألماني). معدن حراري فضي-أبيض ، مستهلك لتصنيع الأدوات والأطباق وما إلى ذلك. (باسم إله الجبل في الأساطير الإسكندنافية). قاموس أوشاكوف التوضيحي. ن. أوشاكوف. 1935 1940 ... قاموس أوشاكوف التوضيحي

تعريف

نيكل- العنصر الثامن والعشرون من الجدول الدوري. التسمية - Ni من اللاتينية "niccolum". تقع في الفترة الرابعة المجموعة VIIIB. يشير إلى المعادن. الشحنة النووية 28.

مثل الكوبالت ، يوجد النيكل في الطبيعة بشكل رئيسي في شكل مركبات تحتوي على الزرنيخ أو الكبريت ؛ مثل ، على سبيل المثال ، المعادن kupfernickel NiAs ، لمعان النيكل الزرنيخ NiAsS ، إلخ. النيكل أكثر انتشارًا من الكوبالت [حوالي 0.01٪ (كتلة) من قشرة الأرض].

النيكل المعدني له لون فضي مع مسحة صفراء (الشكل 1) ، وهو شديد الصلابة ، ويصقل جيدًا ، وينجذب بواسطة المغناطيس. يتميز بمقاومة عالية للتآكل - مقاوم للجو والماء والقلويات وعدد من الأحماض. يذوب بنشاط في حمض النيتريك. ترجع المقاومة الكيميائية للنيكل إلى ميله إلى التخميل - لتشكيل أغشية الأكسيد على السطح ، والتي لها تأثير وقائي قوي.

أرز. 1. النيكل. مظهر خارجي.

الوزن الذري والجزيئي للنيكل

تعريف

الوزن الجزيئي النسبي للمادة (M r)هو رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 من كتلة ذرة كربون ، و الكتلة الذرية النسبية للعنصر (A r)- كم مرة متوسط ​​كتلة الذرات عنصر كيميائيأكثر من 1/12 من كتلة ذرة كربون.

نظرًا لوجود النيكل في الحالة الحرة في شكل جزيئات Ni أحادية الذرة ، تتطابق قيم كتلته الذرية والجزيئية. إنها تساوي 58.6934.

نظائر النيكل

من المعروف أنه في الطبيعة يمكن العثور على النيكل على شكل خمسة نظائر مستقرة 58 ني ، 60 نيكل ، 61 نيكل ، 62 نيكل و 64 نيكل. أعداد كتلتها هي 58 و 60 و 61 و 62 و 64 على التوالي. تحتوي نواة نظير 58 Ni على ثمانية وعشرين بروتونًا وثلاثين نيوترونًا ، وتختلف باقي النظائر عنها في عدد النيوترونات فقط.

هناك نظائر نيكل صناعية غير مستقرة بأعداد كتلتها من 48 إلى 78 ، بالإضافة إلى ثماني حالات ميتا مستقرة ، من بينها 59 Ni نظير نصف عمر 76 ألف سنة هو الأطول عمراً.

أيونات النيكل

الصيغة الإلكترونية التي توضح التوزيع المداري لإلكترونات النيكل هي كما يلي:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2.

نتيجة للتفاعل الكيميائي ، يتخلى النيكل عن إلكترونات التكافؤ ، أي هو المتبرع بهم ، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة:

Ni 0-2e → Ni 2+ ؛

Ni 0 -3e → Ni 3+.

جزيء وذرة النيكل

في الحالة الحرة ، يوجد النيكل في شكل جزيئات ني أحادية الذرة. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء النيكل:

سبائك النيكل

يستخدم الجزء الأكبر من النيكل لإنتاج سبائك مختلفة من الحديد والنحاس والزنك ومعادن أخرى. تزيد إضافة النيكل إلى الفولاذ من صلابته ومقاومته للتآكل.

يمكن تقسيم السبائك القائمة على النيكل إلى مقاومة للحرارة (Nimonic ، Inconel ، Hastella [أكثر من 60٪ نيكل ، 15-20٪ كروم ، إلخ.]) ، مغناطيسية (بيرمالوي) وسبائك ذات خصائص خاصة (معدن مونيل ، نيكل ، كونستانتان ، إنفار ، بلاتين).

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2

مع الفضة ، تستخدم الصناعة اليوم بشكل مستمر تقريبًا الجدول الكامل لعناصر مندليف.


يحتل النيكل أحد أماكن الشرف في قائمة أهم عناصر علم المعادن - معدن فضي لامع للغاية مع عدد من الصفات المفيدة.

ما هو النيكل؟

لم يحفظ التاريخ اسم الشخص الذي اكتشف النيكل ، لأن هذا المعدن معروف للناس لفترة طويلة جدًا. تم العثور على العينات الأولى منه في محتويات النيازك ، لذلك كانت نادرة للغاية. كانت تستخدم في صنع التعويذات والأسلحة "المسحورة" التي لا تصدأ أبدًا.

غالبًا ما تم العثور على خام النيكل في العصور الوسطى في مناجم النحاس في ساكسونيا ، ولكن بعد ذلك لم يعرف الناس كيفية صهر المعدن منه. أطلق عليه عمال المناجم الألمان "كوبفيرنيكل" أو النحاس المزيف ، وتجاهلوه بازدراء. كان يُعتقد أن القزم الخبيث Old Nick يحول خام النحاس إلى أحجار لا قيمة لها. في عام 1775 ، تمكن عالم الطبيعة السويدي A.

بفضل اللدونة الجيدة ، يمكن تزوير النيكل بسهولة وعمليًا لا يتأكسد تحت تأثير الهواء أو الماء ، ويصبح مغطى بغشاء أكسيد رقيق يحميه من المزيد من الأكسدة. ولكن إذا قمت بطحن المعدن إلى حالة مسحوق ، فعند ملامسته للهواء سوف يشتعل بسهولة ، ويتأكسد مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة. درجة انصهارها عالية جدًا وتصل إلى 1455 درجة مئوية.


إنه معدن فضي اللون مع اصفرار خفيف وله بريق قوي وسهل التلميع. لها صفات مغناطيسية حديدية ، أي يجذبها المغناطيس. صلابته العالية ومقاومته للتآكل تجعله مطلوبًا للغاية من قبل الصناعة الحديثة.

ما هو النيكل؟

المجال الرئيسي لتطبيق النيكل اليوم هو إنتاج سبائك عالية من الفولاذ المقاوم للصدأ. بإضافة النيكل والكروم إلى مصهور الحديد ، صهر علماء المعادن برائحة قوية للغاية ، ولكن في نفس الوقت تكون سبائك الدكتايل ذات مقاومة عالية للتآكل. يتضح أن السطح المعدني لامع ويمكن تلميعه جيدًا ، وتحتفظ السبائك بخصائصها بعد التسخين لفترات طويلة ومتكررة إلى درجات حرارة عالية.

هناك حاجة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ والمقاوم للحرارة في عدد من الصناعات ، بشكل أساسي في إنتاج الأغذية ، والبتروكيماويات ، وبناء الطائرات ، وإنتاج السيارات ، وأدوات الآلات ، إلخ. تنتج الصناعة العسكرية مدرع صلب يحتوي على النيكل.

لا يقل الطلب على الفولاذ المحتوي على النيكل في صناعة البناء. يتم استخدامها لصنع العناصر الداخلية للمباني - الدرابزين والأسوار والدرابزين وعناصر مجموعات المداخل. في صناعة الأثاث اليوم ، يتم استخدام عناصر محددة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول ، والتجهيزات ، وآليات الأثاث ، وما إلى ذلك. استخدام النيكل الأوسع نطاقاً هو تصنيع الأواني المنزلية المختلفة (الأطباق ، أدوات المائدة ، إلخ) والأجهزة المنزلية من الفولاذ المقاوم للصدأ.

غالبًا ما يستخدم النيكل كطلاء لحماية منتجات الحديد والصلب من التآكل. يتم طلاء النيكل بالطرق الكيميائية والطلاء الكهربائي. الأجزاء الهيكلية المطلية بالنيكل مطلوبة في الصناعة الكيميائية ، في إنتاج البطاريات القلوية للمركبات ، لأن هذا المعدن مقاوم للحمض والمحاليل القلوية. غالبًا ما يكون النيكل ومركباته محفزات في عدد من العمليات الكيميائية. تتميز عناصر التسخين التي تحتوي على النيكل (ألوميل ، نيتشروم ، بيرمالوي ، مونيل ، إلخ) بكفاءة حرارية عالية وتستخدم في كل من المعدات الصناعية والأجهزة المنزلية.


بسبب بريقه اللامع وصلابته العالية ، يتم تضمين النيكل في تكوين العملات المعدنية في العديد من البلدان. على عكس الفضة والنحاس اللينة ، تم استخدام العملات المعدنية المحتوية على النيكل لعقود مع القليل من التآكل أو عدم التآكل. بالطبع ، يتلاشى اللمعان قليلاً ، ولكن حتى العملات المعدنية القديمة لها نقش محفوظ تمامًا.