 |
 |
 |
 |
 |
 |
Характеристика элемента.
Ни́кель —VIII группа, побочная подгруппа, 4 период, на внешнем уровне 2
е, электронная конфигурация внешнего уровня 3d84s2,
степень окисления +2,+3.
Открытие.
Получен из руды (красный никелевый колчедан NiAs) в 1751 г. исследовал
шведским минералогом Кронштедтом, новый металл назвал никелем.
Характеристика простого
вещества.
Физические свойства
Металлический никель имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, очень
тверд, вязкий и ковкий, хорошо полируется, притягивается магнитом,
проявляя магнитные свойства при температурах ниже 340° C.
Химические свойства
Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью — устойчив на
воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость
обусловлена его склонностью к пассивированию — образованию на его
поверхности плотной оксидной пленки, обладающей защитным действием.
Никель активно растворяется в азотной кислоте. Никель образует
соединения со степенью окисления +2 и +3. Наиболее устойчивы соединения
+2.
Нахождение в природе
Никель довольно распространён в природе — его содержание в земной коре
составляет ок. 0.01 %(масс.). Никель обычно содержится в сульфидных и
мышьяк-содержащих медно-никелевых рудах (например, купферникель
(никелин) NiAs, мышьяково-никелевый блеск (герсдорфит) NiAsS, пентландит
(Fe,Ni)9S8). В растениях в
среднем 5•10-5 весовых процентов никеля, в морских животных –
1,6•10-4, в наземных – 1•10-6, в человеческом
организме – 1...2•10-6.
Получение
Общие запасы никеля в рудах на начало 1998 г. оцениваются в количестве
135 млн т., в том числе достоверные — 49 млн.т. Основные руды никеля –
никелин (купферникель) NiAs, миллерит NiS, пентландит (FeNi)9S8
– содержат также мышьяк, железо и серу; в магматическом пирротине также
встречаются включения пентландита. Другие руды, из которых тоже добывают
Ni, содержат примеси Co, Cu, Fe и Mg. Иногда никель является основным
продуктом процесса рафинирования, но чаще его получают как побочный
продукт в технологиях других металлов. Из достоверных запасов, по разным
данным, от 40 до 66 % никеля находится в окисленных рудах (ОНР), 33 % —
в сульфидных, 0,7 % — в прочих. По состоянию на 1997 г. доля никеля,
произведённого переработкой ОНР, составила порядка 40 % от общемирового
объёма производства. В промышленных условиях ОНР делят на два типа:
магнезиальные и железистые.
Тугоплавкие магнезиальные руды, как правило, подвергают электроплавке на
ферроникель (5-50 % Ni+Co, в зависимости от состава сырья и
технологических особенностей).
Наиболее железистые — латеритовые руды перерабатывают
гидрометаллургическими методами с применением аммиачно-карбонатного
выщелачивания или сернокислотного автоклавного выщелачивания. В
зависимости от состава сырья и применяемых технологических схем
конечными продуктами этих технологий являются: закись никеля (76-90 % Ni),
синтер (89 % Ni), сульфидные концентраты различного состава, а также
металлические никель электролитный, никелевые порошки и кобальт.
Менее железистые — нонтронитовые руды плавят на штейн.
На предприятиях, работающих по полному циклу, дальнейшая схема
переработки включает конвертирование, обжиг файнштейна, электроплавку
закиси никеля с получением металлического никеля. Попутно извлекаемый
кобальт выпускают в виде металла и/или солей.[1] Еще один источник
никеля: в золе углей Южного Уэльса в Англии – до 78 кг никеля на тонну.
Чем не никелевая руда, вдобавок уже добытая из земли, измельченная и
доставленная в промышленный центр! Повышенное содержание никеля в
некоторых каменных углях, пефтях, сланцах говорит о возможности
концентрации никеля ископаемым органическим веществом. Причины этого
явления пока не выяснены.
Применение.
Главная область применение никеля -получение сплавов.
1. Нейзильбер- серебро, медь, цинк- применяют для изготовления медицинских инструментов и столовой посуды (чайники, самовары, вилки, ложки), для деталей машин (краны, вентили)
2. Никелин- никель, медь- для изготовления разменной мелкой монеты, в электротехнических приборах.
3. Нихром- сплав Ni,Cr, Fe,Mn для изготовления спиралей электронагревательных приборов.
4. Сплав Ni,Cu,Fe,Mn- монел металл, для аппаратуры на химических заводах.
5. Нержавеющая сталь-никель, хром, алюминий в морском судостроении, при постройке монументальных сооружений.
Биологическая роль никеля.
О никеле в организмах известно уже немало. Установлено, например, что
содержание его в крови человека меняется с возрастом, что у животных
количество никеля в организме повышено, наконец, что существуют
некоторые растения и микроорганизмы – «концентраторы» никеля, содержащие
в тысячи и даже в сотни тысяч раз больше никеля, чем окружающая среда.
© Web - Ямкина Е.В.