정의

니켈- 주기율표의 스물여덟 번째 요소. 명칭 - 라틴어 "niccolum"의 Ni. 네 번째 기간인 VIIIB 그룹에 있습니다. 금속을 말합니다. 핵전하는 28이다.

코발트와 마찬가지로 니켈은 주로 비소 또는 황과 화합물의 형태로 자연에서 발생합니다. 예를 들어 광물 kupfernickel NiAs, 비소-니켈 광택 NiAsS 등이 있습니다. 니켈은 코발트[지각의 약 0.01%(질량)]보다 널리 퍼져 있습니다.

금속 니켈은 황색을 띠는 은빛을 띠며(그림 1), 매우 단단하고 광택이 좋으며 자석에 끌립니다. 대기, 물, 알칼리 및 여러 산에 강한 내식성이 특징입니다. 질산에 적극적으로 용해됩니다. 니켈의 내화학성은 보호 효과가 강한 표면에 산화막이 형성되는 패시베이션 경향 때문입니다.

쌀. 1. 니켈. 모습.

니켈의 원자 및 분자량

정의

물질의 상대 분자량(M r)는 주어진 분자의 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배 더 큰지를 나타내는 숫자이고, 원소의 상대 원자 질량(A r)- 화학 원소 원자의 평균 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 더 많은지.

니켈은 단원자 Ni 분자의 형태로 자유 상태로 존재하기 때문에 원자 및 분자 질량의 값이 일치합니다. 그들은 58.6934와 같습니다.

니켈 동위원소

자연에서 니켈은 5개의 안정한 동위원소 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni 및 64 Ni의 형태로 발견될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 그들의 질량 수는 각각 58, 60, 61, 62 및 64입니다. 58 Ni 동위 원소의 핵에는 28 개의 양성자와 30 개의 중성자가 포함되어 있으며 나머지 동위 원소는 중성자의 수만 다릅니다.

질량수가 48에서 78인 인공 불안정 니켈 동위원소와 8개의 메타 안정 상태가 있으며 그 중 반감기가 76,000년인 59 Ni 동위원소가 가장 오래 산다.

니켈 이온

니켈 전자의 궤도 분포를 나타내는 전자식은 다음과 같습니다.

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

화학적 상호 작용의 결과로 니켈은 원자가 전자를 포기합니다. 기증자이며 양전하를 띤 이온으로 변합니다.

Ni 0 -2e → Ni 2+;

Ni 0 -3e → Ni 3+.

니켈 분자와 원자

자유 상태에서 니켈은 단원자 Ni 분자의 형태로 존재합니다. 다음은 니켈 원자와 분자를 특징짓는 몇 가지 속성입니다.

니켈 합금

대부분의 니켈은 철, 구리, 아연 및 기타 금속과의 다양한 합금 생산에 사용됩니다. 강철에 니켈을 첨가하면 인성과 내식성이 향상됩니다.

니켈계 합금은 내열성(니모닉, 인코넬, 하스텔라[니켈 60% 이상, 크롬 15~20% 이상 금속]), 자성(퍼멀로이) 및 특수 특성을 갖는 합금(모넬 금속, 니켈, 콘스탄탄, 인바, 백금).

문제 해결의 예

실시예 1

실시예 2

섹션 1. 특성.

섹션 2. 자연 속에 있는 것.

섹션 3. 수신.

섹션 4. 신청.

- 하위 섹션 1. 합금.

- 소관 2. 니켈 도금.

섹션 5. 주화.

니- 이것은 원자 번호 28을 가진 D.I.Mendeleev의 화학 원소 주기율표의 네 번째 주기인 8족 하위 그룹의 요소입니다.

명세서 니켈

니- 은백색이며 공기 중에 변색되지 않습니다. 면심입방격자가 있고 기간 a = 0.35238NM, 우주군 Fm3m. 순수한 형태로 압력 치료에 적합합니다. 퀴리점이 358℃인 강자성체이다.

비 전기 저항 0.0684 μ Ohm ∙ m.

선형 열팽창 계수 α = 13.5 ∙ 10-6 K-1 at 0 C

체적 열팽창 계수 β = 38-39 ∙ 10-6 K-1

탄성 계수 196-210 GPa.

니켈 원자는 외부 전자 구성이 3d84s2입니다. 니켈의 가장 안정적인 산화 상태는 니켈(II)입니다.

Ni는 산화 상태가 +2 및 +3인 화합물을 형성합니다. 이 경우 산화 상태가 +3인 Ni는 복합염의 형태로만 존재합니다. 니켈 +2 화합물의 경우 많은 수의 일반 및 복합 화합물이 알려져 있습니다. 산화니켈 Ni2O3는 강력한 산화제입니다.

Ni는 공기, 물, 알칼리 및 여러 산에 강한 내식성이 특징입니다. 내화학성은 보호 효과가 있는 표면에 조밀한 산화막이 형성되는 패시베이션 경향 때문입니다. Ni는 질산에 활발히 용해됩니다.

일산화탄소 CO와 함께 Ni는 쉽게 휘발성이고 독성이 강한 탄산니켈(CO) 4를 형성합니다.

미세하게 분산된 니켈 분말 자연 발화성(공기 중에서 자체 발화).

Ni는 분말 형태로만 연소됩니다. 두 개의 산화물 니켈 O 및 Ni2O3를 형성하고 각각 두 개의 수산화물 니켈(OH) 2 및 니켈(OH) 3을 형성합니다. 가장 중요한 용해성 니켈염은 아세트산염, 염화물, 질산염 및 황산염입니다.

용액은 일반적으로 녹색이며 무수염은 노란색 또는 갈색을 띤 노란색입니다. 불용성 염에는 옥살산염과 인산염(녹색), 세 가지 황화물이 포함됩니다.

니켈 S(검정)

Ni3S2(황동)

Ni3S4(은백색).

Ni는 또한 수많은 배위와 복잡한 화합물을 형성합니다.

니켈(II) 염 수용액은 헥사쿼니켈(II) 니켈(H2O) 62+ 이온을 포함합니다. 이들 이온을 포함하는 용액에 암모니아 용액을 가하면 녹색 젤라틴성 물질인 수산화니켈(II)이 침전된다. 이 침전물은 헥사미네켈(II) 니켈(NH3) 62+ 이온의 형성으로 인해 과량의 암모니아가 첨가될 때 용해됩니다.

Ni는 사면체 및 평면 정사각형 구조와 착물을 형성합니다. 예를 들어, 테트라클로로니켈레이트(II) NiCl42- 착물은 사면체 구조를 갖는 반면, 테트라시아노닉 니켈레이트(II) 니켈(CN) 42- 착물은 평평한 정사각형 구조를 갖는다.

정성 및 정량 분석에서는 디메틸글리옥심이라고도 하는 부탄디온 디옥심의 알칼리 용액을 사용하여 니켈(II) 이온을 검출합니다. 니켈(II) 이온과 상호 작용할 때 적색 배위 화합물인 비스(부탄디온 디옥시마토) Ni(II)가 형성됩니다. 이것은 킬레이트화된 화합물이고 부탄디온 디옥시마토 리간드는 두자리입니다.

천연 Ni는 5개의 안정 동위원소로 구성되어 있는데, 58니켈, 60니켈, 61니켈, 62니켈이 가장 풍부합니다(천연 존재량의 68.077%).

자연 속에서

Ni는 자연에서 매우 일반적입니다. 지각의 함량은 약 0.01%(wt.)입니다. 그것은 결합된 형태로만 지각에서 발견되며 철 운석에는 천연 Ni(최대 8%)가 포함되어 있습니다. 초염기성 암석의 함량은 산성 암석(1.2kg/t 및 8g/t)보다 약 200배 높습니다. 초염기성 암석에서 대부분의 니켈은 0.13 - 0.41% 니켈을 포함하는 감람석과 관련이 있습니다. 또한 마그네슘을 동형적으로 대체합니다.

소량의 니켈이 황화물로 존재합니다. Ni는 siderophilic 및 chalcophilic 속성을 나타냅니다. 마그마의 황 함량이 증가함에 따라 황화니켈이 구리, 코발트, 철및 백금. 열수 과정에서 코발트, 비소 및 회색때때로 비스무트, 우라늄 및 은과 함께 Ni는 니켈 비소 및 황화물로서 높은 농도를 형성합니다. Ni는 일반적으로 황화물 및 비소를 함유한 구리-니켈 광석에서 발견됩니다.

니켈(적색 니켈 황철광, 쿠퍼니켈) 니켈 As.

Chloantite (백색 니켈 황철광) (nickel, Co, Fe) As2

Garnierite (Mg, 니켈) 6 (Si4O11) (OH) 6 H2O 및 기타 규산염.

자성 황철광(Fe, 니켈, Cu) S

비소-니켈 광택(gersdorfite) 니켈 As S,

펜틀란다이트(Fe, 니켈) 9S8

유기체의 니켈에 대해서는 이미 많이 알려져 있습니다. 예를 들어, 인간 혈액의 함량은 나이가 들면서 변하고, 동물의 경우 체내 니켈의 양이 증가하고, 마지막으로 일부 식물과 미생물이 있다는 것이 확인되었습니다. 환경보다 니켈이 수십만 배 더 많습니다.

전수

1998년 초 광석의 총 니켈 매장량은 1억 3,500만 톤으로 추정되며, 그중 신뢰할 수 있는 4,900만 톤이 주요 니켈 광석은 니켈(쿠퍼니켈) 니켈 As, 밀러라이트 니켈 S, 펜틀란다이트(Fe 니켈) 9S8 또한 비소를 함유하고, 철그리고 황; 펜틀란다이트 내포물은 화성 자화철광에서도 발견됩니다. 니켈도 채굴되는 다른 광석에는 Co의 불순물이 포함되어 있습니다. 구, Fe 및 Mg. 때로는 Ni가 주요 상품입니다. 프로세스정제하지만 더 자주 측면으로 얻습니다. 제품다른 금속의 기술에서. 다양한 출처에 따르면 신뢰할 수있는 매장량 중 40 ~ 66 %의 니켈이 산화 된 니켈 광석 (ОНР)에 있으며,

황화물 33%. 1997년 기준으로 OHR 가공으로 생산되는 니켈의 비중은 전 세계 생산량의 약 40%에 달한다. 산업 조건에서 OHP는 마그네시안과 ferruginous의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

내화성 마그네시아 광석은 일반적으로 페로니켈(5-50% 니켈 + Co, 원자재 구성 및 기술적 특징에 따라 다름)으로 전기 제련됩니다.

가장 철이 많은 라테라이트 광석은 암모니아 탄산염 침출 또는 황산 오토클레이브 침출을 사용하는 습식 제련 방법으로 처리됩니다. 원료의 구성과 적용된 기술 계획에 따라 이러한 기술의 최종 제품은 산화 니켈(76-90% 니켈), 소결(89% 니켈), 다양한 조성의 황화물 정광 및 금속 Ni입니다. 전해질, 니켈 분말 및 코발트.

철이 덜 함유된 - 논트로나이트 광석은 제련되어 무광택입니다. 전체 주기로 운영되는 기업에서 추가 처리 계획에는 금속 니켈을 얻기 위한 변환, 무광택 소성, 산화니켈의 전기 제련이 포함됩니다. 그 과정에서 회수된 코발트는 금속 및/또는 염의 형태로 방출됩니다. 니켈의 또 다른 공급원: 영국 사우스 웨일즈의 석탄 재에서 - 톤당 최대 78kg의 니켈. 일부 석탄, 석유, 셰일에서 증가된 니켈 함량은 화석 유기물에 니켈이 농축될 가능성을 나타냅니다. 이 현상의 원인은 아직 명확하지 않습니다.

"Ni는 경계에서 얇고 부서지기 쉬운 층에 위치한 니켈 황화물 형태의 황 혼합물이 항상 적기 때문에 오랫동안 플라스틱 형태로 얻을 수 없었습니다. 금속... 용융 니켈에 소량의 마그네슘을 첨가하면 황이 마그네슘과 함께 화합물로 전환되어 가소성에 영향을 미치지 않으면서 알갱이 형태로 방출됩니다. 금속».

대부분의 니켈은 가니에라이트와 자성 황철석에서 얻습니다.

규산염 광석은 회전식 관로에서 석탄 먼지와 함께 철-니켈 펠릿(5-8% 니켈)으로 환원된 다음 황에서 정제되고 하소되어 암모니아 용액으로 처리됩니다. 용액의 산성화 후, 금속은 그것으로부터 전기분해적으로 얻어진다.

카르보닐법(Mond법). 먼저 황화물 광석에서 구리-니켈 매트를 얻고 그 위에 코발트를 고압으로 통과시킵니다. 휘발성이 높은 니켈 테트라카보닐 니켈(CO) 4 가 형성되고, 열분해에 의해 고순도 금속이 분리됩니다.

산화물 광석에서 니켈을 환원시키는 알루미노모닉 방법: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al2O.

애플리케이션

합금

Ni는 항공우주 산업에서 추진 부품용으로 사용되는 대부분의 초합금, 내열성 재료의 기초입니다.

모넬 금속(65 - 67% 니켈 + 30 - 32% 구+ 1 % Mn), 최대 500 ° C의 내열성, 매우 내식성;

흰색(585는 58.5% 포함 금및 은과 니켈(또는 팔라듐)의 합금(합자);

니크롬, 저항 합금(60% 니켈 + 40% Cr);

퍼멀로이(76% 니켈 + 17% Fe + 5% Cu + 2% Cr)는 매우 낮은 히스테리시스 손실과 함께 높은 자화율을 가지고 있습니다.

Invar(65% Fe + 35% 니켈), 가열하면 거의 늘어나지 않습니다.

또한, 니켈 합금에는 니켈 및 크롬-니켈강, 양은 및 콘스탄탄, 니켈린 및 망간과 같은 다양한 저항 합금이 포함됩니다.

니켈 파이프는 화학 산업에서 알칼리를 펌핑하기 위해 수소 생산에서 콘덴서 제조에 사용됩니다. 니켈 내화학성 기구는 의학 및 연구 작업에 널리 사용됩니다. Ni는 레이더 장치, 텔레비전, 리모콘에 사용됩니다. 프로세스원자력 공학에서.

순수한 니켈은 내식성이 높고 물리적 특성이 일정한 화학 기구, 각종 장치, 장치, 보일러를 만드는 데 사용되며, 니켈 재료로부터 식품 저장 탱크 및 탱크, 화학 시약, 에센셜 오일, 알칼리 수송용, 부식제 용해용으로 사용됩니다. 알칼리.

순수 니켈 분말은 화학 산업에서 가스, 연료 및 기타 제품을 필터링하기 위한 다공성 필터를 생산하는 데 사용됩니다. 산업... Ni 분말은 니켈 합금 생산 및 경질 및 초경질 재료 제조 시 결합제로도 사용됩니다.

니켈의 생물학적 역할은 살아있는 유기체의 정상적인 발달에 필요한 미량 원소 중 하나입니다. 그러나 살아있는 유기체에서의 역할에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. Ni는 동물과 식물의 효소 반응에 참여하는 것으로 알려져 있습니다. 동물의 몸에서는 각질화된 조직, 특히 깃털에 축적됩니다. 토양에서 니켈 함량이 증가하면 풍토병이 발생합니다. 식물, 동물에 추한 형태가 나타납니다. 각막에 니켈이 축적되는 것과 관련된 안과 질환. 독성 용량(쥐용) - 50mg. 휘발성 니켈 화합물, 특히 테트라카보닐 니켈(CO) 4는 특히 해롭습니다. 공기 중 니켈 화합물의 최대 농도 제한은 0.0002 ~ 0.001mg/m3(다양한 화합물의 경우)입니다.

Ni는 피부와 접촉하는 금속(보석, 시계, 데님 리벳)에 대한 알레르기(접촉 피부염)의 주요 원인입니다.

유럽 ​​연합에서는 사람의 피부와 접촉하는 제품의 니켈 함량이 제한되어 있습니다.

니켈 탄산염 니켈(CO)은 독성이 높습니다. 산업 현장의 공기 중 증기의 최대 허용 농도는 0.0005 mg / m³입니다.

20세기에는 췌장에 니켈이 매우 풍부하다는 것이 밝혀졌습니다. 인슐린 후 니켈을 도입하면 인슐린의 효과가 연장되어 혈당강하 활성이 증가한다. Ni는 효소 과정에 영향을 미치고, 아스코르브산의 산화는 sulfhydryl 그룹에서 disulfide 그룹으로의 전이를 가속화합니다. Ni는 아드레날린의 작용을 억제하고 혈압을 낮출 수 있습니다. 몸에 니켈을 과도하게 섭취하면 백반증이 발생합니다. Ni는 췌장과 부갑상선에 침착됩니다.

니켈 도금

니켈 도금은 부식으로부터 보호하기 위해 다른 금속의 표면에 니켈 도금을 만드는 것입니다. 이는 황산니켈(II), 염화나트륨, 수산화붕소, 계면활성제 및 연마제를 포함하는 전해질과 가용성 니켈 양극을 사용하여 갈바닉 방식으로 수행됩니다. 생성된 니켈 층의 두께는 12 - 36 미크론입니다. 표면의 광택 안정성은 후속 크롬 도금(크롬층 두께 0.3μm)으로 확보할 수 있습니다.

전류가 없는 니켈 도금은 구연산 나트륨이 있는 상태에서 염화니켈(II)과 차아인산염 나트륨 혼합물의 혼합물 용액에서 수행됩니다.

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

이 과정은 pH 4 - 6 및 95 ° C에서 수행됩니다.

가장 일반적인 것은 전해 및 화학적 니켈 도금입니다. 더 자주 니켈 도금(소위 무광택)은 전해 방식으로 수행됩니다. 가장 많이 연구되고 안정적인 일하다황산염 전해질. 광택 형성제가 전해질에 추가되면 소위 반짝이는 니켈 도금이 발생합니다. 전해 코팅은 특정 다공성을 가지며, 이는 기판 표면의 신중한 준비와 코팅의 두께에 따라 달라집니다. 부식을 방지하려면 기공이 완전히 없어야하므로 다층 코팅이 적용되며 동일한 두께로 단층 코팅 (예 : 강철 무역의 주제종종 Cu - 니켈 - Cr 구성표에 따라 도금됩니다.

전해 니켈 도금의 단점은 양각 표면에 니켈이 고르지 않게 증착되고 좁고 깊은 구멍, 캐비티 등을 덮을 수 없다는 것입니다. 화학적 니켈 도금은 전해보다 다소 비싸지만 솔루션을 사용할 수 있는 경우 릴리프 표면의 모든 영역에 두께와 품질이 균일한 코팅을 적용할 수 있습니다. 이 공정은 수용액에서 나트륨(또는 기타 환원제)의 차아인산염 혼합물을 사용하여 염에서 니켈 이온을 환원시키는 것을 기반으로 합니다.

니켈 도금은 예를 들어 화학 장비, 자동차, 자전거, 의료 기기 및 장치의 부품을 덮는 데 사용됩니다.

Ni는 또한 악기의 현을 감는 생산에도 사용됩니다.

주화

Ni는 많은 국가에서 동전 생산에 널리 사용됩니다. 미국에서는 5센트 동전을 구어체로 "Ni"라고 부릅니다.

Ni는 19세기 중반부터 동전의 구성 요소였습니다. 미국에서 "Ni" 또는 "nick"이라는 용어는 원래 12% 니켈 구리 동전 1857-58을 대체한 구리-니켈 동전(날으는 독수리)에 적용되었습니다.

나중에 여전히 1865년에 할당된 3% 니켈의 기간이 25% 증가했습니다. 1866년에 다섯 퍼센트니켈(25% 니켈, 75% 큐프럼). 합금 비율과 함께 이 용어는 오늘날 미국에서 사용되었습니다. 순도에 가까운 니켈 동전은 1881년 스위스에서 처음 사용되었으며, 특히 5센트 중 Ni의 99.9% 이상이 캐나다(당시 세계 최대 니켈 생산국)에서 주조되었습니다.

니켈로 만든 동전 "height =" 431 "src =" / 사진 / 투자 / img778307_14_Britanskie_monetyi_v_5_i_10_penni_sdelannyie_iz_nikelya.jpg "title ="(! LANG: 14. 니켈로 만든 영국 5 및 10 동전" width="682" />!}

Italy 1909 "height =" 336 "src =" / 사진 / 투자 / img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg "title ="(! LANG: 15. 니켈 동전, 이탈리아 1909" width="674" />!}

출처

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투자자 백과사전. 2013 .

• 니카라과

다른 사전에 "니켈"이 무엇인지 확인하십시오.

니켈- (Char. Ni), 원자량 58.69, 일련 번호 28의 금속은 코발트, 철과 함께 VIII 족에 속하며 Mendeleev 주기율표의 4번째 행에 속합니다. Ud. V. 8.8, 융점 1 452 °. 그들의 평소 연결 N. ... ... 위대한 의학 백과사전

니켈- (기호 Ni), 은백색 금속, 전이 원소, 1751년에 발견됨. 주요 광석은 황화니켈 철광석(펜틀란다이트)과 비화니켈(니켈린)입니다. 니켈은 차등 분해를 포함하는 복잡한 정제 과정을 가지고 있습니다 ... ... 과학 및 기술 백과사전

니켈- (독일 니켈). 금속은 은백색이며 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 최근에는 식기 및 주방용품 제조에 이용되고 있다. 러시아어에 포함된 외국어 사전. Chudinov AN, 1910. 니켈. 니켈 ... 러시아어 외국어 사전

니켈- 융점이 1453도인 비교적 단단한 회백색 금속입니다. C. 강자성, 가단성, 연성, 인성 및 부식 및 산화에 강합니다. 니켈은 주로 ... ... 공식 용어

니켈- 나는. 니켈 엠. , 그것. 니켈. 1. 은백색 내화 금속. ALS 1. 은광의 유해한 동반자인 니켈은 색슨 광산에 살았던 것으로 알려진 사악한 그놈의 이름을 따왔습니다. 페르만 자님. 지구화학. 2. 최상층 ... ... 러시아어 Gallicisms의 역사 사전

니켈- (라틴 니켈) Ni, 주기율표 VIII족의 화학 원소, 원자 번호 28, 원자 질량 58.69. 독일 니켈에서 따온 이름은 광부들을 방해한 것으로 알려진 악령의 이름이다. 은백색 금속; 밀도 8.90g/cm & sup3, m.p. 1455 ... ... 큰 백과사전

니켈- 니켈, 니켈, 남편. (독일 니켈). 은백색 내화 금속, 소모품 도구, 접시 등의 제조를 위해 (스칸디나비아 신화에서 산 신의 이름으로.) Ushakov의 설명 사전. NS. 우샤코프. 1935년 1940년 ... Ushakov의 설명 사전

니켈 특성은 금속 소싱, 처리 및 응용 분야에서 중요한 매개변수입니다. 그들은 다른 재료로 구성을 형성 할 때 고려됩니다.

니켈 특성은 생산에서의 사용을 결정합니다.

니켈은 은백색이 특징인 금속입니다. 1453 ° C의 온도에서 액체 상태로 변하고 2732 ° C에서 끓습니다. 니켈은 플라스틱으로 압력이 가해지면 쉽게 작업할 수 있습니다.

니켈의 화학적 성질은 산화 상태가 다른 화합물을 형성하는 능력이 특징입니다. 자연 조건에서 금속 표면에 얇은 산화막이 형성됩니다.

금속은 내식성이 높습니다. 니켈은 많은 농축 산 및 알칼리와 반응하지 않지만 묽은 질산에는 적극적으로 용해됩니다.

니켈은 화학적으로 반응하여 휘발성 금속과 가용성/불용성 염을 형성합니다.

니켈과 반응하지 마십시오:

• 불활성 가스;
• 리튬;
• 칼륨;
• 나트륨;
• 세슘;
• 루비듐;
• 스트론튬;
• 바륨;
• 이리듐;
• 세슘.

탄소 화합물과 함께 니켈은 고순도 재료 생산에 사용되는 휘발성 전이 금속인 카르보닐을 형성합니다. 니켈 분말은 공기와 접촉하여 자연 발화하여 산화물을 형성할 수 있습니다.

니켈은 많은 용해성 및 불용성 염을 생성합니다. 예를 들어, 금속 황산염 용액은 액체에 녹색을 부여합니다. 불용성 염은 일반적으로 짙은 노란색입니다.

금속의 형태

자연 조건에서 니켈은 여러 화학 원소와 결합하여 발견되며 덩어리 형태로 철 운석에서 발견됩니다.

열수 조건에서 니켈은 비소, 코발트 및 은과 화합물을 형성합니다. 증가된 금속 농도는 광물 형성, 비소 및 황화물과 관련이 있습니다.

니켈은 일반적으로 다른 원소와의 화합물에서 자연적으로 발견됩니다.

귀중한 성분 추출을 위한 원료는 황화물, 비소 함량이 있는 구리-니켈 광석입니다.

• 니켈린은 비소를 함유한 화합물입니다.
• chloantite - 코발트와 철을 함유한 백색 황철광;
• garnierite - 마그네슘 함량이 있는 규산염 암석;
• 자성 황철광 - 황과 철 및 구리의 조합;
• gersdorfite - 비소 니켈 광택;
• 펜틀란다이트는 황, 철 및 니켈의 화합물입니다.

살아있는 유기체의 금속 함량은 조건과 환경에 따라 다릅니다. 동식물의 일부 대표자는 금속을 집중시킬 수 있습니다.

주요 광석 매장지는 캐나다, 러시아 연방, 알바니아, 남아프리카 공화국, 쿠바 및 그리스에 있습니다.

광석에서 금속을 추출하는 과정에는 원료의 유형에 따라 기술이 사용됩니다. 때때로 니켈은 암석의 드레싱을 위한 부수적인 재료입니다.

마그네슘을 함유한 내화 광석은 전기적으로 제련됩니다. 철을 함유한 라테라이트 광석은 습식 제련법으로 처리된 후 알칼리 용액으로 처리됩니다.

철 함량이 낮은 암석은 제련, 로스팅 및 전기 제련됩니다. 그 과정에서 금속 코발트 또는 그 염이 추출됩니다. 증가된 금속 함량은 영국의 석탄회에서 관찰됩니다. 이 사실은 니켈을 농축하는 미생물의 활동과 관련이 있습니다.

니켈 화합물의 연성 및 기타 물리적 특성은 재료의 순도에 따라 다릅니다. 황의 약간의 혼합물은 금속을 취성으로 만듭니다. 용융 물질에 마그네슘을 첨가하면 혼합물에서 미세한 불순물이 제거되어 황과 화합물이 형성됩니다.

니켈 산업

금속의 물리화학적 특성에 따라 용도가 결정됩니다.

• 스테인레스 스틸 제조;
• 철을 포함하지 않는 합금의 형성을 위해;
• 제품에 보호 코팅을 전기도금하기 위한 목적으로;
• 화학 시약 생산용;
• 분말 야금에서.

금속은 배터리 제조에 사용되며 산업 생산에서 화학 반응의 촉매 과정이 발생합니다. 티타늄 합금은 의치 및 치아 교정 장치를 만드는 데 탁월한 재료입니다.

화학 원소 번호 28을 기반으로 한 구성은 동전을 주조하는 원료로 전자 담배의 나선을 만듭니다. 악기의 줄을 감는 데 사용됩니다.

전자석용 코어 제조에는 20-60% 철을 포함한 퍼멀로이 성분이 사용됩니다. 니켈은 화학 산업의 다양한 부품 및 장비 제조에 사용됩니다.

금속 산화물은 유리, 유약 및 세라믹 제품 생산에 사용됩니다. 현대 생산은 와이어, 테이프, 호일, 튜브와 같은 다양한 압연 제품의 제조를 전문으로 합니다.

니켈은 코팅에서 화학 물질에 이르기까지 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

공격적인 환경에 대한 내성은 화학 산업에서 알칼리 운송을 위한 니켈 압연 제품의 사용을 허용합니다.

니켈 기반 합금 기기는 의학 및 과학 연구에 사용됩니다. 이 금속은 원자력 산업, 레이더 설치 공정의 원격 제어를 위한 정밀 기기 제작에 사용됩니다.

니켈 합금의 특성

구성에서 금속은 주로 철 및 코발트와 결합됩니다. 그것은 강철, 자성 및 비자성 합금의 다양한 구조 유형 생산을 위한 합자 부품으로 사용됩니다.

화학 원소 번호 28을 기반으로 한 금속 합금은 강도, 온도 저항, 변형 및 환경 영향이 있습니다. 그들의 수는 수천에 이릅니다. 가장 일반적인 화합물은 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 베릴륨과의 조합입니다.

금속은 보석에 독특한 흰색과 강도를 부여하는 금의 합자 구성 요소로 간주됩니다. 이 구성과 관련하여 피부에 대한 니켈의 알레르기 효과에 대한 의견이 있습니다.

크롬과 함께 고온, 최소 전기 저항 계수 및 가소성에 강한 니크롬 화합물이 형성됩니다.

가열 장치, 부품의 제조에 코팅으로 사용됩니다. 조인트의 강도가 높기 때문에 기계 가공, 회전, 용접 및 스탬핑이 가능합니다.

니켈 합금은 강도가 높아 생산에 널리 사용됩니다.

구리를 포함하는 합금으로 특수 그룹이 형성됩니다. 그 중 가장 인기있는 것은 다음과 같습니다.

• 모넬;
• 놋쇠;
• 청동;
• 니켈 실버.

100년도 더 전에 설명된 금속의 28%를 포함하는 철-니켈 조성이 자화 특성을 잃는다는 것이 발견되었습니다. 36% 니켈을 함유한 합금은 선형 팽창률이 미미한 특징이 있어 정밀 기기 및 기기 제조에 사용할 수 있습니다.

FeNi36으로 명명된 이 구성을 invar, 즉 "변경되지 않은"이라고 합니다. 29%의 니켈, 17%의 코발트 및 54%의 철을 함유한 Kovar 합금은 생산에 광범위하게 적용되고 있습니다.

용융 유리에 대한 접착력이 높아 이 물질을 통과하는 전기 리드를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

이 은회색 금속은 전이 금속으로 알칼리성과 산성 특성을 모두 가지고 있습니다. 금속의 주요 장점은 연성, 연성 및 높은 부식 방지 성능입니다. 니켈이 사용되는 장소와 방법 - 아래를 읽으십시오.

표면에 산화 피막이 있기 때문에 금속에는 부식에 완벽하게 저항하는 능력이 부여됩니다. 또한 이 금속으로 만들어진 코팅은 다른 재료로 만들어진 부품과 물체를 산화로부터 안정적으로 보호합니다. 이것이 니켈이 현대 산업에서 널리 사용되는 이유입니다.

또한 이 요소는 부식 방지 특성 이상을 가지고 있습니다. 다양한 알칼리의 영향에 완벽하게 저항합니다. 이로 인해 공격적인 환경에서 사용하도록 설계된 모든 종류의 알루미늄, 철 및 주철 부품을 보호하는 데 사용됩니다. 항공기 블레이드, 유해 물질 운송용 탱크 및 화학 산업용 기타 장비의 제조를 포함합니다.

오늘날 니켈 사용이 대규모인 우리 삶의 다른 영역에 대해 이야기한다면 생산을 언급할 가치가 있습니다.

• 의학적 필요를 위한 의치 및 교정기;
• 축전지;
• 화학 시약;
• 보석 산업의 "화이트 골드";
• 악기 현을 위한 권선.

합금

부식 방지 특성으로 인해 이 원소는 철, 구리, 티타늄, 주석, 몰리브덴 등의 다양한 합금 생산에 널리 사용됩니다. 이는 전 세계적으로 채굴되는 Ni 총량의 80% 이상을 소비하며, 러시아(Ural, Murmansk 및 Voronezh 지역, Norilsk 지역) 남아프리카, 캐나다, 그리스, 알바니아 및 기타 국가에 있습니다. Ni는 스테인리스강을 만드는 데 사용됩니다. 철 합금은 현대 산업의 거의 모든 분야와 토목 또는 산업 시설 건설에 사용됩니다.

구리, 모넬, 콘스탄틴 및 기타 합금과의 다른 비율 조합의 결과로 얻어집니다. 그들은 증가된 부하에서 사용하기 위한 동전, 황산, 과염소산 또는 인산 저장 탱크, 예비 부품 및 기계 부품(밸브, 열교환기, 부싱, 스프링, 임펠러 블레이드) 제조에 사용됩니다.

크롬 - 니크롬 -이 첨가 된 합금은 내열성이 있으므로 가스터빈, 제트 엔진 부품, 원자로 장비의 구조 요소 제조에 사용됩니다.

몰리브덴을 첨가하는 과정에서 산 및 기타 공격적인 화합물(건조 염소)의 영향에 강한 합금이 얻어집니다.

알루미늄, 철, 구리 및 코발트가 포함된 합금(alnik 및 magnico)은 영구 자석의 특성을 가지며 다양한 무선 측정 장치 및 전기 공학의 제조에 사용됩니다.

Invar로 만든 제품은 철(Ni - 35%, Fe - 65%)이 첨가된 합금으로 가열해도 거의 늘어나지 않는 특성을 가지고 있습니다.

기타 적용 분야

오늘날 산업에서 니켈이 사용되는 가장 일반적인 영역 중 하나는 니켈 도금입니다. 즉, 전기도금 방법을 사용하여 다른 금속의 표면에 니켈의 얇은 층(두께는 12에서 36마이크로미터까지 다양함)을 증착하는 것입니다. 이러한 방식으로 부식 방지 처리가 수행됩니다.

• 금속 파이프;
• 그릇;
• 식기류;
• 부엌이나 욕실을 위한 수도꼭지와 수도꼭지;
• 가구 부속품 및 기타 장식 제품.

이러한 방식으로 처리된 물체는 오랜 시간 동안 습기로부터 확실하게 보호되며 시간이 지나도 퇴색되지 않는 은빛 코팅 덕분에 보기 좋은 외관을 유지합니다.

니켈은 D.I.의 10족 원소입니다. 멘델레예프. 비교적 최근에 알려졌으며 최근에는 업계에서도 사용됩니다. Nickel이라는 이름은 광부에게 니켈과 비소를 포함한 미네랄 니켈을 던지는 대신에 악의적인 그놈의 이름에서 따왔습니다. 그들은 고대에 니켈을 사용하는 방법을 몰랐기 때문에 독일 니켈에서 금속 "블렌드"를 "장난스러운"이라고 부르기 시작했습니다.

그리고 오늘 우리는 물리화학적 특성과 니켈의 응용을 고려하고, 일반적인 설명을 제공하고, 니켈 합금과 등급을 연구할 것입니다.

그것은 전이 금속, 즉 산성 및 알칼리성 특성을 모두 나타냅니다. 은백색 광택이 있고 연성이 있으며 가단성이 있지만 단단합니다. 분자량이 28로 작기 때문에 가벼운 물질에 속합니다.

이 비디오는 금속으로서의 니켈의 특징에 대해 알려줄 것입니다.

개념 및 기능

화학의 관점에서 니켈은 매우 흥미롭고 특이한 금속입니다. 한편으로는 산과 알칼리 모두와 반응할 수 있지만 다른 한편으로는 화학적으로 불활성이며 농축된 알칼리 및 산과도 반응하지 않습니다. 또한이 특성이 너무 뚜렷하여 니켈은 다양한 내산성 장비 및 알칼리 저장고의 제조에 사용됩니다.

금속을 제련하여 막대, 판재 등의 형태로 사용합니다. 그리고 이 상태에서 불활성 물질의 일반적인 금속 특성을 나타냅니다. 그러나 니켈은 매우 미세한 분말로 변해 자연 발화성이 되어 공기 중에서 자연 발화할 수 있습니다.

그 비밀은 예를 들어 알루미늄과 같은 공기 중의 일반 물질이 산화 피막으로 덮여 이 피막이 가장 강력한 보호막 역할을 한다는 것입니다.

이 품질은 금속의 가장 오래된 적용 중 하나인 니켈 도금, 즉 물체 표면에 가장 얇은 니켈 층을 적용하는 것을 결정합니다. 이 층은 강철, 주철, 마그네슘, 알루미늄 등을 부식으로부터 완전히 보호합니다.

순수한 니켈로 만들어진 제품은 드물고 특히 중요한 영역에서만 사용됩니다. 업계에서 니켈을 사용하는 것은 또 다른 독특한 품질 때문입니다. 합금에서 니켈은 재료 자체가 가지고 있는 것과 동일한 우수한 내식성을 제공합니다. 대부분의 스테인리스강 및 구조용 강에는 니켈이 합금 성분으로 포함됩니다. 강철의 강도와 내구성을 보장하는 사람입니다.

니켈 기반 합금은 강도, 내열성, 고온에서 고출력 부하를 견디는 능력, 내마모성, 화학적으로 공격적인 물질에 대한 둔감성 등 매우 다양하고 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 추출된 물질의 전체 부피 중 약 9%가 순수한 형태로 사용됩니다. 또 다른 7%는 니켈 도금에 사용되고 나머지 볼륨은 합금을 얻는 데 사용됩니다.

니켈은 철 및 코발트와 철 삼합체를 형성합니다. 이 그룹에는 백금 - 오스뮴, 백금, 로듐도 포함됩니다. 그러나 상대적인 근접성에도 불구하고 금속의 특성은 현저하게 다릅니다. 강도면에서 니켈은 철보다 훨씬 열등하지 않고 밀도가 훨씬 높지만 후자와 달리 부식에 매우 강하며 공기 중 철은 물과 접촉하면 더 빨리 부식됩니다.

백금 금속에 비해 니켈은 훨씬 가볍고 훨씬 저렴하며 훨씬 더 활동적입니다. 백금, 오스뮴 및 기타 금속은 양극 전위가 있고 극도로 불활성인 귀금속입니다.

장점과 단점

국가 경제와 관련된 니켈의 거의 모든 속성은 장점입니다. 금속의 단점은 자연에 존재하기 때문입니다. 니켈은 공통 요소로 간주되지만 결합된 형태로만 발견됩니다. 네이티브 니켈은 운석에서만 땅에 떨어집니다. 따라서 더 비싼 기술을 사용하여 금속을 얻습니다.

• 니켈은 강도와 ​​경도가 우수하고 단조 능력과 높은 인성을 유지합니다. 니켈은 가장 얇은 시트와 봉을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
• 금속은 내식성이 우수합니다. 또한이 품질을 합금 요소의 형태로 포함되는 합금으로 전달합니다.
• 니켈 기반 합금은 매우 다양하고 뛰어난 품질을 자랑합니다. 따라서 내열 철-니켈 합금은 원자로 및 제트 엔진 부품 제조에 사용됩니다. 현재까지 약 3000개의 다른 니켈 합금이 설명되고 사용되었습니다.
• 니켈 도금은 기계 및 공작 기계 제작뿐만 아니라 일상 생활, 건설 분야에서도 여전히 활발히 사용되고 있습니다. 니켈 도금된 그릇, 수저, 부속품 등은 미적으로 매력적일 뿐만 아니라 절대적으로 위생적이고 무해하며 내구성이 뛰어납니다. 금속의 불활성 및 위생은 식품 산업에서의 금속 사용을 결정합니다.
• 니켈은 강자성체, 즉 자연 자화되기 쉬운 물질입니다. 이 특성으로 인해 영구 자석 생산에 금속을 사용할 수 있습니다.
• 금속은 상대적으로 생산 비용이 저렴하고 전기 전도성 특성이 우수합니다. 니켈은 값비싼 은을 대체하거나 배터리 제조에 사용됩니다.

니켈의 구조와 화학적 조성은 아래에서 설명합니다.

구조 및 구성

니켈은 다른 순수한 금속과 마찬가지로 균질하고 잘 정돈된 구조를 가지고 있어 이러한 물질에 전류를 전도할 수 있는 능력을 제공합니다. 그러나 재료의 상 구성은 다를 수 있으며 이는 특성에 영향을 미칩니다.

• 정상적인 조건에서 우리는 니켈의 β-변형을 다루고 있습니다. 그것은 면심 입방 격자가 특징이며 가단성, 연성, 기계 가공성, 강자성 등 금속의 일반적인 특성을 결정합니다.
• 다른 종류의 재료도 있습니다. 수소 분위기에서 음극 스퍼터링을 거친 니켈은 반응에 들어가지 않지만 구조를 변경하여 α-변형으로 전달됩니다. 후자는 가장 조밀한 육각형 격자를 가지고 있습니다. 200C로 가열하면 α상은 β상으로 이동합니다. 업계에서는 니켈의 β-변형을 다룹니다.

이 비디오는 니켈 카드뮴 배터리를 리튬 이온 배터리로 직접 변환하는 방법을 알려줍니다.

속성 및 특성

α상의 존재 자체가 제한되어 있기 때문에 β상의 주요 특성이 더 중요합니다. 금속의 특성은 다음과 같습니다.

• 상온에서의 밀도 - 8.9g / cu. 센티미터;
• 융점 - 1453C;
• 끓는점 - 3000 С;
• 매우 낮은 열팽창 계수 - 13.5 ∙ 10 −6 K −1
• 탄성 계수 - 196–210 GPa;
• 탄성 한계는 80MN / sq입니다. 미디엄;
• 항복점 - 120 Mn / sq. 미디엄:
• 인장 한계 40-50 kgf / sq. mm;
• 물질의 비열 용량 - 0.440 kJ / (kg · K);
• 열전도율 - 90.1 W / (m · K);
• 비 전기 저항 - 0.0684 μOhm ∙ m.

니켈은 강자성체이며 퀴리점은 358C입니다.

아래에서 니켈 합금의 제조 및 제조업체에 대해 이야기하겠습니다.

생산

니켈은 금속 중에서 13위인 매우 일반적인 것으로 간주됩니다. 그러나 그 분포는 다소 구체적입니다. 금속이 산성 암석보다 초염기성 암석에서 200배 더 많기 때문에 금속이 지구의 깊이의 요소라고 불리는 것은 아무 것도 아닙니다. 널리 퍼진 이론 중 하나에 따르면 지구의 핵은 니켈 철로 구성되어 있습니다.

천연 니켈은 지구에서 발견되지 않습니다.결합 된 형태로 구리 - 니켈 광석 - 비소 및 황화물에 존재합니다. 이것은 니켈 - 적색 니켈 황철광, 광부들이 취한 것과 동일한 것, chloantite - 백색 니켈 황철광, garnierite, 구리 황철광 등입니다.

둘 다 포함하는 황화물 광석과 니켈은 대부분 출발 원료이므로 금속 분리를 위한 추가 단계가 포함됩니다.

• 황화물 광석은 일반적으로 많은 수분과 점토를 포함합니다. 그것들을 제거하기 위해 광석을 분쇄하고 건조시키고 연탄으로 만듭니다. 광석의 황 함량이 너무 높으면 로스팅됩니다.
• 무광택 용해 - 샤프트 또는 반사로에서 수행됩니다. 소량의 구리를 포함하는 황화니켈과 철의 합금이 얻어진다.
• 니켈과 구리의 분리.
• 니켈 농축 로스팅, 제련 환원 및 전기 분해 정제.

산화된 광석에서 니켈을 얻는 방법은 약간 다릅니다.

• 광석은 부분 환원과 함께 황화 제련을 받습니다.
• 매트가 얻어집니다 - 용융 매트는 변환기에서 공기와 함께 날아갑니다.
• Feinstein은 구리에서 연소되고 정제됩니다.
• 그런 다음 니켈이 환원되거나 소성된 입자가 페로니켈로 녹습니다.

니켈 1kg의 가격은 얼마입니까? 이 금속의 가격은 주로 광상 개발의 성공 여부에 따라 결정됩니다. 그래서 2013년 중국은 니켈 함유 선철 생산량을 늘렸고 이로 인해 금속 가격이 눈에 띄게 떨어졌습니다. 2016년 가을, 1톤의 금속 비용은 10,045달러였습니다.

적용분야

니켈 자체는 거의 사용되지 않습니다. 면적이 훨씬 넓습니다.

• 일상 생활에서 수도꼭지, 믹서, 가구 부속품과 같은 니켈 도금 제품이 가장 자주 접하게 됩니다. 가구의 금속 부분은 종종 변색되지 않는 은빛 금속 층으로 덮여 있습니다. 칼과 그릇도 마찬가지입니다.
• 또 다른 잘 알려진 용도는 화이트 골드입니다. 그것은 특정 표준의 금과 니켈 합금을 포함합니다.
• 니켈 음극은 전기 공학에서 널리 사용됩니다. 많은 배터리가 니켈 카드뮴입니다. 니켈, 철-니켈 등은 배터리와 경쟁하며 훨씬 안전합니다.

그러나 니켈의 주요 소비자는 비철 및 철 야금입니다. 모든 채굴된 금속의 67%가 스테인리스강을 얻는 데 사용됩니다. 그리고 17% - 기타 비철 합금 제조용.

• 구조 및 스테인리스 스틸은 건설 및 기계 공학, 전기 공학 및 파이프라인 제조, 기기 공학, 내하중 프레임 건설 등 모든 곳에서 문자 그대로 사용됩니다. 강철에 내식성을 부여하는 것은 니켈입니다.
• 니켈-구리 합금은 내산성 장비 및 공격적인 화학 환경에서 작동해야 하는 다양한 부품의 제조에 가장 자주 사용됩니다.
• 니켈 및 크롬 합금은 내열성과 알칼리 및 산에 대한 내성으로 유명합니다. 그들은 용광로, 원자로, 엔진 등에 사용됩니다.
• 또한 니켈, 크롬 및 철의 합금은 최대 900C의 매우 높은 온도에서 높은 부하에 저항력을 유지합니다. 이것은 가스 터빈을 위한 대체할 수 없는 재료입니다.

니켈 - 금속 c. 강하고 가단성이 있으며 산과 알칼리에 강하며 거의 모든 합금에 이러한 특성을 부여할 수 있습니다. 니켈이 그렇게 널리 사용되는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

니켈 카드뮴 배터리를 복구하는 간단하고 안정적인 방법은 아래 비디오에서 설명합니다.