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什么是鎳?鎳能做什么?
鎳,門捷列夫元素周期表第八族金屬化學元素,系Fe、Co、Ni鐵三素組成員。鎳的拉丁語名稱Niccolum (Ni)。
鎳的命名來歷與鈷的命名來歷類似。中世紀的礦工將鎳稱之為礦工的惡魔,這便是“紅砷鎳礦” (Kupfernickel —銅魔鬼) —假銅。這種礦石表面上與銅礦類似,當時的玻制造業(yè)嘗試用其進行玻璃上色(綠色),而礦石中的這種銅并沒能夠使其成功,因為根本沒有這種銅。1751年,瑞典礦物學家阿.科隆斯杰特(Axel Cronstedt)對這種礦石—紅鎳礦的紅銅色晶體(紅色的鎳黃鐵礦NiAs)進行了研究,并從中分離出了一種新的金屬,他便將其稱之為鎳。
鎳的主體礦物—紅鎳礦(紅砷鎳礦) NiAs、針硫鎳礦NiS、硫鎳鐵礦(FeNi)9S—均含有砷、鐵及硫,當然在巖槳磁黃鐵礦中也存在有硫鎳鐵礦。鎳—略帶黃色的銀白色展性金屬,是一種具有磁性的過渡金屬。在空氣中發(fā)烏,質(zhì)硬,抗腐蝕能力強,耐熱性、可塑性與韌性好,在溫度低于340℃時有磁性。鎳的特點在于化學活性大,在空氣、水、堿及各種酸中穩(wěn)定性好,主要是會形成抗腐蝕的表面氧化膜產(chǎn)生鈍化。鎳只有在粉未狀態(tài)下會燃燒,形成NiO 和Ni2O3兩種氧化物和相應的Ni(OH)2 和Ni(OH)3兩種氫氧化物。鎳的主要可溶性鹽包括:乙酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳和硫酸鎳。鎳鹽溶液通常呈現(xiàn)為綠色,而無水鎳鹽一般呈現(xiàn)為黃色或棕黃色。不溶性鎳鹽包括草酸鎳和磷酸鎳(綠色),以及三種硫化鎳— NiS (黑色)、Ni2S3 (青銅黃)和 Ni3S4 (黑色)。鎳還會形成大量配價化合物和絡合物,例如,脫甲基乙二酰鎳Ni(HC4H6N2O2)2,這種鎳鹽在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)為鮮紅色,廣泛應用于鎳檢測領(lǐng)域的定性分析。
純鎳的生產(chǎn)是一個多工序的復雜過程,硫化礦石經(jīng)預選礦產(chǎn)出鎳精礦,之后要完成的工序:燒結(jié)—熔煉產(chǎn)出冰銅—轉(zhuǎn)爐吹煉冰銅產(chǎn)出鎳高锍—高锍磨浮分離出鎳精礦和銅精礦—采用不同方法處理高锍產(chǎn)出金屬鎳。從礦石到純金屬鎳的總回收率不會超過70-75%。鎳不僅是制造鎳合金的基礎(chǔ)材料,更是其它合金(鐵、銅、鋁基等合金)中的合金元素。目前,鎳及其合金用于特殊用途的零部件、儀器制造、機器制造,火箭技術(shù)裝備中,原子反應堆,用于生產(chǎn)堿性蓄電池,多孔過濾器,催化劑,以及零部件與半制品的防蝕電鍍層等,鎳被視為國民經(jīng)濟建設的重要戰(zhàn)略物質(zhì),其資源的有效開發(fā)和綜合利用一直為各國所重視。
鎳的應用是由鎳的抗腐蝕性能決定的,合金中添加鎳可增強鎳的抗腐蝕能。不銹鋼與合金生產(chǎn)領(lǐng)域是鎳的最大應用領(lǐng)域。合金中加入鎳的用途:蒙乃爾高強度耐蝕鎳銅錳鐵合金(Ni,Cu,F(xiàn)e,Mn)在化學設備、造船業(yè)領(lǐng)域廣泛應用,還用于制造沉淀池和蓋等;尼赫羅姆鎳鉻合金和克羅梅爾鉻鎳合金(Ni,Cr)以導線形式應用于變壓器、烘爐、熨斗、加熱器等;因瓦鐵鎳合金(Ni,F(xiàn)e)的膨脹系數(shù)很低,可用于制造時鐘和測量卷尺中的擺錘;由于坡莫合金(Ni,F(xiàn)e)具有極好的磁化系數(shù),因而在海上電纜和電力輸送工藝中推廣應用;鋅白銅(Ni, Cu, Zn)用于制造家具;阿爾尼柯鐵鎳鋁鈷合金(Ni, Co, Fe, Al)是一種強磁性材料,用于制造具備永久磁鐵性能的精細工具。鎳涂料很早就用于裝飾,用來保護許多種堿金屬的腐蝕。