НИКЕЛЬ (NI)

[nickel] [от названия минерала Кuрfernickel (немецкое Kupfer — медь и Nickel — злой дух, мешавший получению меди)] — химический элемент; символ Ni (латинское Niccolum); атомный номер 28, атомная масса 58,7. Никель — серебристо-белый металл, не изменяющийся на воздухе, плотность 8900 кг/м³; t_пл = 1453 °С; ферромагнитен.
— элемент первой триады VIII группы Периодической системы; атомный номер 28; атомная масса 58,7; серебристо-белый металл, ковкий и пластичный. Природный Ni состоит из пяти стабильных изотопов: ⁵⁸Ni (67,76 %), ⁶⁰Ni (26,16 %), ⁶¹Ni (1,25 %), ⁶²Ni (3,66 %), ⁶⁴Ni (1,16 %). Металлический Ni в нечистом виде впервые получил в 1751 г. шведский химик А. Кронстедт, предложивший и название элемента. Значительно более чистый металл получил в 1804 г. немецкий химик И. Рихтер. Содержание Ni в земной коре 5,8 • 10^-3 %. Известно более 100 минералов, содержащих Ni, важнейшие из них миллерит (NiS), пентландит (FeNi)₉S₈, никалин NiAs и самородный Ni (в составе метеоритов). В обычных условиях Ni существует в виде β-модификации с ГЦК решеткой (период a = 352,36 пм). Но, будучи подвергнут катодному распылению в Н₂, образует α-модификацию, имеющую гексагональную решетку с периодами a = 265 пм, c = 432 пм, которая при нагревании выше 200 °С переходит в кубическую. Ni имеет γ = 8,9 г/см3; атомный радиус 124 пм, t_пл = 1453 °С; t_кип ≈ 3000 °С; c = 0,44 кДж/(кг•К), α_{0-100 °С} = 13,3 • 10^-6К^-1, λ_{25 °С} = 90,1 Вт/(м • К), ρ_{20 °С} = 6,9 Ом•см.
Ni — пластичный металл, из него можно изготовлять тончайшие листы и трубки, σ_в^раст = 400—500 МПа; σ_т = 120 МПа; δ = 40 %; модуль нормальной Е= 20,5 • 10⁴ МПа, НВ = 600—800 МПа.Ni ферромагнитен (точка Кюри 631 К). Ni — металл средней активности; в соединениях проявляет переменную валентность от +1 до +4, чаще всего +2, не взаимодействует со щелочами, медленно реагирует с разбавленными кислотами, пассивируется концентрированной HNO₃, не взаимодействует с инертными газами и металлами I и II подгрупп (кроме Be и Mg), образует неогранические ряды растворов с Fe, Co, Pd, Pt, Mn, Ro, Ir, Cu, широкие области твердых растворов с Rt, Os, Re, Cr, Mo, W, V, с Ag, Tl расслаивается в жидком состоянии, с другими металлами образует интерметаллические соединения. Ni образует сульфиды, фосфиды, теллуриды, селениды, бориды, Co и практически полностью Cu и благородные металлы. После отделения Fe окислением (продувкой жидкого штейна в конвертерах) получают сплав сульфидов Ni и Cu — файнштейн, который после охлаждения и измельчения подвергают флотации для разделения Cu и Ni. Ni-концентрат обжигают в кипящем слое до NiO. Металлический Ni получают восстановительной плавкой NiO в электродуговых печах. Из чернового Ni отливают аноды и электролитически рафинируют. Содержание примесей в электролитическом Ni до 0,01%. Большая часть окисленных Ni-руд перерабатывается восстановительной плавкой в смеси с сульфидизаторами — гипсом или пиритом. В резте получают штейн, который перерабатывают так же, как штейн, который получают после плавки сульфидных руд. Гидрометаллургические методы переработки Ni-руд заключаются в автоклавном выщелачивании растворами аммиака, углеаммонийных солей и серной кислоты в окислительной атмосфере. Разработаные и внедреные в производство технологические схемы аммиачного и сернокислотного выщелачивания составляют серьезную конкуренцию современным пирометаллургическим схемам, так как они успешно применяются при комплексном использовании природного сырья, механизации и автоматизации производственных процессов. Подавляющая часть Ni используется для получения сплавов с другими металлами (Fe, Cr, Cu и др.), отличающающихся высокими механическими, жаропрочными, антикоррозионными, электрическими и термоэлектрическими свойствами (Смотри Никелевые сплавы). Значительное количество Ni расходуется для производства щелочных аккумуляторов и антикоррозионных покрытий. Ковкий Ni в чистом виде применяют для изготовления листов, труб и т.д. Ni используют также в химической промышлености для производства специальной химической аппаратуры и как катализатор многих химических процессов;
Применяется, главным образом, для получения сплавов (с Fe, Сr, Сu и другими металлами), отличающимися механическими, антикоррозионными, магнитными свойствами, жаропрочностью и жаростойкостью (хромоникелевые сплавы). Для производства сплавов и промышленных изделий применяют шесть марок Никеля: Н-0 [не менее 99,99% (Ni + Со)[, Н-1_y, Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 [не менее 97,6% (Ni + Co)]. ГОСТ 849 — 70.
Смотри также:
— электролитный никель
— катодный никель
— огневой никель
— анодный никель