Никел

Никел (Ni, латински - niccolum) — сјаен метал со мала златна нијанса со атомски број 28 во периодниот систем.Никелот припаѓа на преодните метали и е тежок и нодуларен.Чистиот Никел, во прав за да ја максимизира површината, покажува значителна хемиска активност, но поголемите парчиња полека реагираат со воздух под стандардни услови бидејќи оксидниот слој се формира на површината и спречува понатамошна корозија (пасивација).Дури и така, чистиот метален никел се наоѓа во Земјината кора само во мали количини, обично во ултрамафички карпи, и во ентериерите на поголемите никел-железо метеорити кои не биле изложени на кислород кога не биле надвор од атмосферата на Земјата.

Никел  (₂₈Ni)

Општи својства
Име и симбол	никел (Ni)
Изглед	сјаен метален и сребрен, со златна нијанса
Никелот во периодниот систем
– ↑ Ni ↓ Pd кобалт ← никел → бакар
Атомски број	28
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	58,6934(4)
Категорија	преоден метал
Група и блок	група 10, d-блок
Периода	IV периода
Електронска конфигурација	[Ar] 3d8 4s2 или [Ar] 3d9 4s1
по обвивка	2, 8, 16, 2 или 2, 8, 17, 1
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	1728 K ​(1455 °C)
Точка на вриење	3003 K ​(2730 °C)
Густина близу с.т.	8,908 г/см3
кога е течен, при т.т.	7,81 г/см3
Топлина на топење	17,48 kJ/mol
Топлина на испарување	379 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	26,07 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 1783 1950 2154 2410 2741 3184
Атомски својства
Оксидациони степени	4, 3, 2, 1, −1 ​(благо базен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 1,91
Енергии на јонизација	I: 737,1 kJ/mol II: 1753,0 kJ/mol II: 3395 kJ/mol (повеќе)
Атомски полупречник	емпириски: 124 пм
Ковалентен полупречник	124±4 пм
Ван дер Валсов полупречник	163 пм
Спектрални линии на никел
Разни податоци
Кристална структура	​страноцентрирана коцкеста (сцк)
Брзина на звукот тенка прачка	4900 м/с (при с.т.)
Топлинско ширење	13,4 µм/(m·K) (при 25 °C)
Топлинска спроводливост	90,9 W/(m·K)
Електрична отпорност	69,3 nΩ·m (при 20 °C)
Магнетно подредување	феромагнетно
Модул на растегливост	200 GPa
Модул на смолкнување	76 GPa
Модул на збивливост	180 GPa
Поасонов сооднос	0,31
Мосова тврдост	4,0
Викерсова тврдост	638 MPa
Бринелова тврдост	667–1600 MPa
CAS-број	7440-02-0
Историја
Откриен и првпат издвоен	Аксел Фредрик Кронштет (1751)
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 58Ni 68,077 % >7×1020 г. (β+β+) 1,9258 58Fe 59Ni траги 7,6×104 г. ε – 59Co 60Ni 26,223 % 60Ni е стабилен со 32 неутрони 61Ni 1,14 % 61Ni е стабилен со 33 неутрони 62Ni 3,634 % 62Ni е стабилен со 34 неутрони 63Ni веш 100,1 г. β− 0,0669 63Cu 64Ni 0,926 % 64Ni е стабилен со 36 неутрони
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани

Метеорскиот никел се наоѓа во комбинација со железо, одраз на потеклото на тие елементи како главни крајни производи на супернова нуклеосинтезата.Се смета дека мешавината на железо-никел го компонира внатрешното јадро на Земјата.

Употребата на никел како природна метеорска легура на никел и железо е пронајдена уште од 3500 година п.н.е.Никел за првпат бил изолиран и класифициран како хемиски елемент во 1751 година од страна на Аксел Фредерик Кронстедт, кој првично ја мислел рудата за минерал од бакар, во рудниците на кобалт од Лос, Хелсингленд, Шведска.Името на елементот доаѓа од немилосрдниот спрат на германската рударска митологија, Никел (слично како Стариот Ник), кој го персонифицирал фактот дека бакарните никлени руди се противеле на префинетост во бакар.Економски важен извор на никел е железната руда лимонит, кој често содржи 1-2% никел. Другите важни минерали на никел вклучуваат пентандит и мешавина од природни силикати богати со Ni, познати како гарниери.Најголеми производствени локации вклучуваат регион Садбери во Канада (со потекло од метеори), Нова Каледонија во Тихи Океан и Нориљск во Русија.

Никелот полека се оксидира со воздух на собна температура и се смета за отпорен на корозија. Историски, тоа се користи за обложување на железо и месинг, хемиска опрема за обложување, и производство на одредени легури кои задржуваат висок сребрен лак, како што се германското сребро.Околу 9% од светското производство на никел сè уште се користи за отстранување на никел отпорeн на корозија. Никлените предмети понекогаш предизвикуваат алергија на никел. Никелот е широко користен во монетите, иако нејзината зголемувачка цена доведе до некоја замена со поевтини метали во последниве години.

Никел е еден од четирите елементи (другите се железо, кобалт и гадолиниум) кои се феромагнетски на приближно собна температура.Алнико постојаните магнети кои се делумно врз основа на никел се со средна сила помеѓу постојаните магнети на основа на железо и ретки Земјини магнети.Металот е вреден во модерните времиња главно во легура; околу 68% од светското производство се користи во не’рѓосувачки челик.Дополнителни 10% се користат за легури засновани на никел и бакар, 7% за легирани челици, 3% во леарници, 9% во позлата и 4% во други апликации, вклучувајќи го и брзорастечкиот сектор на батерии. Како соединение, никелот има голем број на ниски хемиски производствени намени, како што се катализаторот за хидрогенација, катоди за батерии, пигменти и третмани на метални површини. Никелот е неопходна хранлива материја за некои микроорганизми и растенија кои имаат ензими со никел како активна локација.

Својства

Атомски и физички својства

Електронска микрографија од нанокристал на Ni во еден ѕид на јаглеродна наноцевка; скала од 5nm.

Моларниот волумен наспроти притисокот на собна температура

Горење на никел и други метали.

Никел е сребрено-бел метал со мала златна нијанса која зема висок лак.Тој е еден од четирите елементи кои се магнетни на или блиску до собна температура, а други се железо, кобалт и гадолиниум. Неговата Кири температура е 355 °C (671 °F), што значи дека најголемиот дел од никелот нема магнетнизиран над оваа температура. Единица клетка на никел е лице-центрирана коцка со параметар на решетка од 0,352 nm, што дава атомски полупречник од 0,124 nm.Оваа кристална структура е стабилна до притисок од најмалку 70 GPA. Никел припаѓа на транзициските метали и е тежок и нодуларен.

Електронски конфигурациски спор

Атомот на никелот има две електронски конфигурации,[Ar] 3d⁸ 4s² и [Ar] 3d⁹ 4s¹,кои се многу блиски со енергија - симболот [Ar] се однесува на јадрото структура како аргон.Постои несогласување на која конфигурација има најниска енергија. Хемиските учебници ја цитираат електронската конфигурација на никел како [Ar] 4s² 3d⁸, што исто така може да биде напишано [Ar] 3d⁸ 4s². Оваа конфигурација се согласува со правилото на на нарачување на енргија од Маделунг, кое предвидува дека 4s се пополнува пред 3d.Поддржан е од експерименталниот факт дека најниската енергетска состојба на атомот на никел е 3d⁸ 4s² ниво на енергија,специфично 3d⁸(³F) 4s^{2 3}F,J  = 4 ниво.

Сепак, секоја од овие две конфигурации се дели на неколку нивоа на енергија поради фината структура, и двете групи на ниво на енергија се преклопуваат.Просечната енергија на состојбите со конфигурација [Ar] 3d⁹ 4s¹ е всушност пониска од просечната енергија на состојбите со конфигурација [Ar] 3d⁸ 4s².Од оваа причина, истражувачката литература за атомски пресметки ја цитира основната конфигурација на никелот како [Ar] 3d⁹ 4s¹.

Изотопи

Главна статија: Изотопи на никел

Изотопите на никелот се во опсег на атомска тежина од 48 u (48
Ni) до 78 (n) 78
Ni).

Природниот никел е составен од пет стабилни изотопи ; 58
Ni,60
Ni, 60
Ni, {(хем|62|Ni}} и 64
Ni, со 58
Ni кој е најзастапен со (68,07% природно изобилство). Изотопите потешки од 62
Ni не можат да бидат формирани со јадрено соединување без губење на енергија.

Никел-62 има највисока средна јадрена врзувачка енергија по нуклон на било кој нуклид,со 8,7946 на MeV/нуклон. Неговата врзувачка енергија е поголема од двете 56
Fe и 58
Fe,повеќе изобилни елементи кои често се неправилно цитирани дека имаат најтешко врзани нуклиди. Иако ова би изгледало дека ќе го предвиди никел-62 како најобемно тежок елемент во универзумот, релативно високата стапка на фотодизаинтеграција на никел во ѕвездените ентериери предизвикува железото да биде далеку најзастапено.

Стабилниот изотоп никел-60 е производ на изумрен радионуклид 60
Fe кој се распаѓа со полуживот од 2,6 милиони години.Бидејќи 60
Fe има толку долг полуживот, неговата застапеност во материјалите во сончевиот Систем може да генерира забележливи варијации во изотопскиот состав на 60
Ni.Затоа, изобилството на 60
Ni присутно во вонземјански материјали може да обезбеди увид во потеклото на сончевиот Систем и неговата рана историја.

Некои 18 радиоизотопи биле карактеризирани,и како најстабилни се 59
Ni со полуживот од 76.000 години, 63
Ni со 100 години, и 56
Ni со 6 дена. Сите преостанати радиоактивни изотопи имаат полуживот помал од 60 часа, а повеќето од нив имаат полуживот помал од 30 секунди.Овој елемент исто така има и една мета состојба.

Радиоактивниот никел-56 е произведен од процесот на согорување на силициум, а подоцна се ослободува во големи количини за време на тип Ia супернова.Обликот на светлинската крива на овие супернови од средина до крајот на времето одговара на распаѓањето преку електронско зафаќање на никел-56 до кобалт - 56 и на крајот до железо-56. Никел-59 е долговечен космоген радионуклид со полуживот од 76.000 години.59
Ni пронашол многу апликации во изотопска геологија.59
Ni се користел за да се датира земната доба на метеоритите и за да се одреди изобилството на вонземска прашина во мраз и талог.Полуживотот на никел-78 неодамна бил измерен на 110 милисекунди, и се верува дека е важен изотоп во супернова нуклеосинтезата на елементите потешки од железото. Нуклидот ⁴⁸Ni, откриен во 1999 година, е најпознатиот протонски богат тежок изотоп.Со 28 протони и 20 неутрони ⁴⁸Ni е "двојна магија", како што е 78
Ni со 28 протони и 50 неутрони.Затоа, и двата се невообичаено стабилни за нуклиди со толку голем протон-неутронски дисбаланс.

Појава

Поврзано: Создавање на руди и Категорија:Минерали на никелот

Моделот Widmanstätten кој покажува две форми на никел-железо, камацит и таенит, во океадеритски метеорит

На Земјата, никелот најчесто се јавува во комбинација со сулфур и железо во пентандит, со сулфур во милерит, со арсен во минералната никена, и со арсен и сулфур во никел галена. Никел најчесто се наоѓа во железо метеорит како легури камацит и таенит.

Најголемиот дел од никелот се минира од два вида на рудни депозити.Првиот е латерит, каде што главни минерални минерални смеси се никелиферозен лимонит, (Fe,Ni)O(OH) и гарниер (мешавина од разни хидролошки никели и силикати богати со никел).Вториот е магматски сулфид депозити, каде главниот руд минерал е пентандит: (Ni,Fe)₉S₈.

Австралија и Нова Каледонија имаат најголеми проценети резерви (45% заедно).

Идентификуваните земјишни ресурси низ светот во просек од 1% никел или повеќе содржат најмалку 130 милиони тони никел (околу двојно од познатите резерви). Околу 60% се во латерити и 40% во депозити на сулфиди.

Од геофизички докази, поголемиот дел од никелот на Земјата се верува дека е надворешното и внатрешното јадро.Камасит и таенит се природни легури на железо и никел.За камацит, легурата обично е во сооднос од 90:10 до 95: 5, иако може да бидат присутни нечистотии (како што се кобалт или јаглерод), додека за таенит содржината на никел е помеѓу 20% и 65%.Камацит и таенит, исто така, се наоѓаат во никлениот железен метеорит.

Соединенија

Комплекси на никел.

Теткарбонилен никел

Најчестата состојба на оксидација на никелот е +2, но соединенијата на Ni⁰, Ni⁺ и Ni³⁺ се добро познати, и егзотични оксидирачки состојби Ni²⁻,Ni^1-, и Ni⁴⁺ биле произведени и проучени.

Никел(0)

Никел тетракарбонил (Ni(CO)₄), откриен од Лудвиг Монд, е испарлива, високо токсична течност на собна температура.Со греење, комплексот се распаѓа на никел и јаглерод моноксид: Ni(CO)₄ Ni + 4 CO Ова однесување се експлоатира во процесот на Монд за прочистување на никелот, како што е опишано погоре.Поврзаниот никел (0) комплекс бис (циклооктадиен) никел (0) е корисен катализатор во органомикална хемија бидејќи циклооктадиен (или треска) лиганди лесно се поместуваат.

Никел(I)

Никел (I) комплекси се невообичаени, но еден пример е тетраедралниот комплекс NiBr(PPh₃)₃.Многу никел (I) комплекси имаат Ni-Ni врска, како што се темноцрвениот дијамагнетски K₄ [Ni₂(CN)₆] подготвен со редукција на K₂[Ni₂(CN)₆] со натриум амалгам.Ова соединение се оксидира во вода, ослободувајќи го H₂.

Се смета дека состојбата на оксидација на никел (I) е важна за ензимите кои содржат никел, како што се [NiFe] -хидрогеназа, што ја катализира реверзибилната редукција на протони во H₂.

Структура на [Ni₂(CN)₆]⁴⁻ ion

Никел(II)

Боја на различни Ni (II) комплекси во воден раствор. Од лево кон десно, [Ni(NH₃)₆]²⁺, [Ni(C₂H₄(NH₂)₂)]²⁺, [NiCl₄]²⁻, [Ni(H₂O)₆]²⁺

Кристали на хидриран никел сулфати.

Никел (II) формира соединенија со сите заеднички анјони, вклучувајќи сулфид, сулфат, карбонат, хидроксид, карбоксилати и халиди.Никел (II) сулфат се произведува во големи количини со распуштање на никел метал или оксиди во сулфурна киселина, формирајќи ги и хекса- и хептахидратните корисни за галванизација на никел.Вообичаените соли на никел, како што се хлоридот, нитратот и сулфатот, се раствораат во вода за да дадат зелени раствори на метален аксо комплекс [Ni(H₂O)₆]²⁺.

Четирите халиди формираат соединенија на никел, кои се цврсти материи со молекули кои имаат октаедрични Ni центри.Никел (II) хлорид е најчест, а неговото однесување е илустративно на другите халиди.Никел (II) хлоридот се добива со растворање на никел или неговиот оксид во хлороводородна киселина.Обично се среќава како зелен хексахидрат, чија формула обично е напишана NiCl₂•6H₂O.Кога се раствора во вода, оваа сол го формира металниот аксо комплекс[Ni(H₂O)₆]²⁺.Дехидратацијата на NiCl₂•6H₂O го дава жолтиот безводен NiCl₂.

Некои тетракоординирани никел (II) комплекси, на пр. бис (трифенилфосфин) никел хлорид, постојат и во тетраедарски и квадратни рамни геометрии.Тетраэдралните комплекси се парамагнетски, додека плодните рамни комплекси се дијамагнетски.Во својствата на магнетна рамнотежа и формирање на октаедрични комплекси, тие се контрастираат со двовалентните комплекси на потешките групи 10 метали, паладиум (II) и платина (II), кои формираат само квадратна рамна геометрија.

Никелоцен е познат; има електронски број од 20, што ја прави релативно нестабилна.

Никел(III) антимонид

Никел (III) и (IV)

Познати се многу Ni (III) соединенија, при што првите такви примери се никел (III) трихалофосфините (Ni_III(PPh₃)X₃). Исто така, Ni (III) формира едноставни соли со флуорид или оксид јони.Ni (III) може да се стабилизира со σ-донорски лиганди како што се тиол и фосфин.

Ni (IV) — присутен во мешаниот оксид {(хем|BaNiO|3}}, додека Ni (III) — присутен во никел оксид хидроксид, кој се користи како катода кај многу Батерии за полнење, вклучувајќи никел-кадмиум, никел-железо, никел водород и никел-метал хидрид и се користи од страна на одредени производители во Li-ion батерии. Ni (IV) останува ретка оксидациона состојба на никелот и многу малку соединенија се познати до денес.

Историја

Бидејќи руди на никел лесно се мешаат за сребрени руди, разбирањето на овој метал и неговата употреба датира во релативно кратко време.Меѓутоа, ненамерната употреба на никел е древна, и може да се проследи до 3500 пр.н.е.Бронзата во она што е сега за Сирија пронајдено содржи дури 2% никел. Некои древни кинески ракописи укажуваат дека таму бил користен "бел бакар" (купроникел, познат како "бајтонг") помеѓу 1700 и 1400 пр.н.е. Овој бел бакар Пактонг бил извезен во Велика Британија уште во 17 век, но содржината на никел во оваа легура не била откриена до 1822 година. Монетите од никел-бакарни легури биле ковани од бактријанските кралеви Агатокли, Еутид II и Панталеон во 2 век пр.н.е., веројатно од кинескиот купроникел.

никелин/николит

Во средновековна Германија, црвениот минерал бил пронајден во Рудните планини што личело на бакарна руда.Меѓутоа, кога рударите не успеаја да извлечат бакар од него, тие го обвинија немирниот спрат на германската митологија, Никел (сличен на "Стариот Ник"), за безизување на бакар.Тие ја нарекле оваа руда "Купферникел" од германскиот "Купфер" за бакар. Оваа руда сега е позната како никелин, никел арсенид.Во 1751 година Барон Аксел Фредик Кронстедт се обидел да извади бакар од куферфеник во рудник на кобалт во Шведска село Лос, и наместо тоа,произвел бел метал што го именувал по духот што го дал своето име во минералот, никел. Во современиот германски, Купферникел или Купфер-Никел ја означува легурата купроникел.

Првично, единствениот извор за никел била ретката руда Купферникел. Почнувајќи од 1824 година, никел бил добиван како нуспроизвод на производство на син кобалт.Првото големо топење на никел започна во Норвешка во 1848 година од никел-богатиот пиротит. Воведувањето на никел во производството на челик во 1889 година ја зголеми побарувачката на никел, а никлените депозити на Нова Каледонија, откриени во 1865 година, обезбедија најголем дел од понудата во светот помеѓу 1875 и 1915 година.Откривањето на големите наоѓалишта во басенот на Садбери, Канада во 1883, во Нориљск-Талнах, Русија во 1920 година и во Меренски гребен, Јужна Африка во 1924 година,предизвика можност за големо производство на никел.

Монети

Холандски монети направени од чист никел

Освен споменатите бактриски монети, никелот не бил дел од монетите сè до средината на 19 век.

Канада

99,9% никлени монети од пет центи биле направени во Канада (најголемиот производител на никел во тоа време) за време на невоени години од 1922-1981 година;металот во содржината ги направи овие монети магнетни. За време на периодот 1942-1945 година, најголемиот или целиот никел бил отстранет од канадски и американски монети за да се искористи за производство на оклоп. Канада користела 99,9% никел од 1968 година во монетите со повисока вредност сè до 2000 година.

Швајцарија

Монетите од речиси чист никел првпат биле користени во 1881 година во Швајцарија.

Велика Британија

Бирмингем ковал монети од никел во 1833 година за тргување во Малаја.

САД

Во Соединетите Американски Држави, терминот "никел" или "ник" првично се применувал на бакар-никеловиот Летачки орелски цент, кој го заменил бакар со 12% никел 1857-58, потоа Индискиот главен цент со истата легура од 1859-1864.Уште подоцна, во 1865 година, терминот означувал трицентен никел, со никел зголемен на 25%. Во 1866 година, петцентен штит никел (25% никел, 75% бакар) ја присвоил ознаката.Заедно со пропорцијата на легури, овој термин се употребува до денес во САД.

Тековна употреба

Во 21 век, високата цена на никелот доведе до некоја замена на металот во монетите ширум светот.Монетите што сè уште се направени со никлени легури, вклучуваат еден и два - евра монети, 5 ¢, 10 ¢, 25 ¢ и 50 ¢ Американски монети, и 20p, 50p, £ 1 и £ 2 монети на Велика Британија.Никлената легура во 5p и 10p британски монети била заменета со никел-позлатен челик во 2012 година, предизвикувајќи алергиски проблеми за некои луѓе и јавни контроверзии.

Светско производство

Временски тренд на производство на никел

Еволуцијата на никлените руди во одделни водечки земји за производство на никел.

Околу 2 милиони тони никел се произведува годишно низ целиот свет. Филипините, Индонезија, Русија, Канада и Австралија се најголемите светски производители на никел, како што е објавено од САД геолошкото истражување. Најголемите депозити на никел во не-руска Европа се наоѓаат во Финска и Грција. Идентификуваните земјишни ресурси во просек од 1% никел или повеќе содржат најмалку 130 милиони тони никел.Околу 60% се наоѓаат во латерити и 40% се наоѓаат во сулфидни наслаги. Покрај тоа, екстензивните длабоки морски ресурси на никел се во мангански кора и нодули кои покриваат големи површини на дното на океанот, особено во Тихиот Океан.

Единственото наоѓалиште во САД, каде никелот е профитабилно миниран, е Ридл, Орегон, каде што се наоѓаат неколку квадратни милји на површински наслаги од никел.Рудникот бил затворен во 1987 година.Проектот за рудникот "Орел" е нов рудник за никел на Мичиген поточно горниот полуостров на Мичиген. Изградбата е завршена во 2013 година, а операциите започнаа во третиот квартал од 2014 година. Во првата цела година на работа, Eagle Mine произвел 18.000 тони.

Производството на рудникот и резерви (во метрички тони)	2016 (проценето)	2015	2014	2013	2012	2011	Резерви
Австралија	206,000	222,000	245,000	234,000	246,000	215,000	19,000,000
Боцвана	NA	NA	NA	NA	NA	26,000	NA
Бразил	142,000	160,000	102,000	138,000	139,000	209,000	10,000,000
Канада	255,000	235,000	235,000	223,000	205,000	220,000	2,900,000
Кина	90,000	92,900	100,000	95,000	93,300	89,800	2,500,000
Колумбија	36,800	40,400	81,000	75,000	84,000	76,000	1,100,000
Куба	56,000	56,400	50,400	66,000	68,200	71,000	5,500,000
Доминиканска република	NA	NA	NA	15,800	15,200	21,700	NA
Гватемала	58,600	52,400	38,400	NA	NA	NA	1,800,000
Индонезија	168,500	130,000	177,000	440,000	228,000	290,000	4,500,000
Мадагаскар	48,000	45,500	40,300	29,300	8,250	5,900	1,600,000
Нова Каледонија	205,000	186,000	178,000	164,000	132,000	131,000	6,700,000
Филипини	500,000	554,000	523,000	446,000	424,000	270,000	4,800,000
Русија	256,000	269,000	239,000	275,000	255,000	267,000	7,600,000
Јужна Африка	50,000	56,700	55,000	51,200	45,900	44,000	3,700,000
САД	25,000	27,200	4,300	NA	NA	NA	160,000
Други држави	150,000	157,000	377,000	377,000	273,000	103,000	6,500,000
Вкупно во светот (заокружено)	2,250,000	2,280,000	2,450,000	2,630,000	2,220,000	1,940,000	78,000,000

Екстракција и прочистување

Еволуција на годишната екстракција на никел, според руди.

Никел се добива преку екстрактивна металургија: се екстрахира од рудата со конвенционални процеси на печење и редукција коишто создаваат метал со чистота поголема од 75%.Во многу не’рѓосувачки челик апликации, 75% чист никел може да се користи без понатамошно прочистување, во зависност од нечистотиите.

Традиционално, повеќето сулфидни руди се обработуваат со употреба на пирометалургиски техники за производство на мат за понатамошно рафинирање.Неодамнешните достигнувања во хидрометалургиски техники резултираа со значително почист метален никел производ. Повеќето сулфидни депозити традиционално се обработуваат преку концентрација преку процес на пена флотација проследен со екстракција од пирометалургија.Во хидрометаллуршките процеси, сулфидните руди на никелот се концентрирани со флотација (дифференцијална флотација ако односот на Ni / Fe е премногу низок), а потоа потопување.Материјата од никел понатаму се обработува со Шерит-Гордоновиот процес.Прво, бакарот се отстранува со додавање на сулфурводород, оставајќи концентрат од кобалт и никел. Потоа екстракцијата со растворувач се користи за одвојување на кобалтот и никелот, со конечна содржина на никел поголема од 99%.

Електролитички рафиниран никел нодул, со зелени, кристализирани соли на никел-електролит видливи во порите.

Електрорафинирање

Вториот заеднички процес на рафинирање е истекување на металната мат во раствор од никел сол, проследен со електро-победа на никел од растворот со плаштување на катода како електролитски никел.

Mондоновиот процес

Високо прочистени никел сфери направени преку Mондоновиот процес.

Главна статија: Mондонов процес

Најчистиот метал се добива од оксид на никел со Mондоновиот процес, кој постигнува чистота поголема од 99,99%. Процесот бил патентиран од Лудвиг Монд и бил во индустриска употреба уште пред почетокот на 20 век. Во овој процес, никелот реагира со јаглерод моноксид во присуство на сулфур катализатор на околу 40-80 °C за да формира никел карбонил.Железото дава железен пентакарбонил, исто така, но оваа реакција е бавна. Доколку е потребно, никелот може да се одвои со дестилација.Дикобалт октакарбонил исто така се формира со никлена дестилација како нус-производ, но се распаѓа на тетракобалтедекакарбонил на реакционата температура за да се добие нестабилна цврста материја.

Никел се добива од никел карбонил од еден од двата процеса. Тоа може да се помине преку голема комора на високи температури во кои десетици илјади никел сфери, наречени пелети, постојано се мешаат.Карбонилот се распаѓа и го депонира чистиот никел врз никлените сфери. Во алтернативен процес, никел карбонилот се распаѓа во помала комора со 230 °C за да се создаде фин никел во прав.Нуспроизводот јаглерод моноксид се рециркулира и повторно се користи. Високо чистиот производ од никел е познат како "карбонилен никел".

Вредност на металот

Пазарната цена на никелот се зголеми во текот на 2006 година и во првите месеци од 2007 година; од 5 април 2007 година, металот се тргуваше со САД 52.300 долари од тон или 1.47 долари / ун. Цената потоа драматично падна, а од септември 2017 година, металот се тргуваше по цена од 11.000 долари / тон, или 0,31 долари / ун.

Една никел монета на САД содржи 0.04 ounces (1.1 g) никел, кој на април 2007 година беше вреден 6,5 центи, заедно со 3,75 грама бакар околу 3 центи, со вкупна метална вредност од повеќе од 9 центи.Бидејќи номиналната вредност на никелот е 5 центи, тоа го направи привлечна цел за топење од луѓе кои сакаат да ги продадат металите со профит. Но, Монетниот двор на Соединетите Држави, во пресрет на оваа практика, спроведе нови привремени правила на 14 декември 2006 година, предмет на јавен коментар за 30 дена, со што се криминализираше топењето и извозот на центи и никели. Прекршителите може да бидат казнети со парична казна до 10.000 долари и / или затворени максимум пет години.

Почнувајќи од 19 септември 2013 година, вредноста на топење на американскиот никел (вклучувајќи бакар и никел) е 0,045 долари, што е 90% од номиналната вредност.

Употреба

Никел-супер-млазен моторен (RB199) турбински нож

Глобалното производство на никел во моментов се користи на следниов начин: 68% од не’рѓосувачки челик; 10% во обоени легури; 9% во галванизација; 7% во легиран челик; 3% во леарници; и 4% други намени (вклучувајќи и батерии).

Никел се користи во многу специфични и препознатливи индустриски производи и производи за широка потрошувачка, вклучувајќи ги не’рѓосувачкиот челик, alnico магнети, монети, батерии за полнење, електрични гитарни жици, капсули за микрофон,обложување на водоводни тела, и специјални легури како што се permalloy, elinvar и invar.Се користи за обложување и како зелена боја во стакло.Никел е пред сè метална легура, а нејзината главна употреба е во никлените челици и никел леано железо, во која обично ја зголемува цврстината на истегнување, цврстината и еластичната граница.Широко се користи во многу други легури, вклучувајќи ги никлените бронзи и бронзени и легури со бакар, хром, алуминиум, олово, кобалт, сребро и злато Inconel, Incoloy, Monel, Nimonic).

"Потковичен магнет" направен од alnico никел легура.

Бидејќи е отпорен на корозија, никел повремено се користел како замена за декоративно сребро.Никел, исто така, повремено се користи во некои земји по 1859 година како евтин монетен метал (види погоре), но во подоцнежните години на 20 век бил заменет со поевтин не’рѓосувачки челик (т.е. железо) легури, освен во САД и Канада.

Никел е одличен агент за легирање за одредени благородни метали и се користи во оганска анализа како колектор на платинската група на елементи (PGE).Како таков, никелот е способен за целосно собирање на сите шест PGE елементи од руди и делумно собирање на злато.Високопроизводните рудници за никел, исто така, можат да се вклучат во обновувањето на PGE (првенствено платина и паладиум); примери се Нориљск во Русија и басенот Садбери во Канада.

Никел пена или никел мрежа се користи во електроди со гас дифузија за алкална горивни ќелии.

Никел и неговите легури често се користат како катализатори за реакции на хидрогенација. Ранеј никел, фино поделена никел-алуминиумска легура, е една честа форма, иако се користат и сродни катализатори, вклучувајќи катализатори од типот Ранеј.

Никелот е природно магнетостриктивен материјал, што значи дека, во присуство на магнетно поле, материјалот се манифестира со мала промена во должината. Магнетострикцијата на никелот е со редослед од 50 ppm и е негативен, што покажува дека се контрактира.

Никелот се користи како врзивно средство во цементираната волфрам карбид или хардметалната индустрија и се користи во пропорции од 6% до 12% по тежина.Никелот го прави волфрамскиот карбид магнетен и додава отпорност на корозија на зацементираните делови, иако тврдоста е помала од онаа со кобалт-врзивно средство.

63
Ni, со својот полуживот од 100,1 години, е корисен во уредите krytron како емитер на бета-честичка (со голема брзина електрон) за да се направи јонизацијата со живата електрода посигурна.

Околу 27% од вкупното производство на никел е наменето за инженерство, 10% за градежништво, 14% за цевчести производи, 20% за метални производи, 14% за транспорт, 11% за електронски производи и 5% за други намени.

Биолошка улога

Иако не е познат до 1970-тите години, познато е дека никелот игра важна улога во биологијата на некои растенија, еубактерии, архебактерии и габи. Никлените ензими како што се уреаза се сметаат за вирулентни фактори кај некои организми. Уреазата катализира хидролиза на уреа за да се формира амонијак и карбамат.NiFe хидрогенезата може да ја катализира оксидацијата на H₂ за да формира протони и електрони, а исто така може да ја катализира реверсната реакција, редукцијата на протоните за да формира водороден гас. Никел-тетрапирол коензим, кофактор F430 е присутен во метил коензим М редуктаза, што може да го катализира формирањето на метан, или обратна реакција, во метаногенична археа. Еден од ензимите на јаглерод моноксид дехидрогеназа се состои од кластер на Fe-Ni-S. Други ензими кои носат никел вклучуваат ретка бактериска класа на супероксидна дисмутаза и глиоксалаза I ензими во бактерии и неколку паразитски еукариотски трипанозомални паразити(во повисоки организми, вклучувајќи квасец и цицачи, овој ензим содржи бивалентен Zn²⁺).

Диететскиот никел може да влијае на човековото здравје преку инфекции од бактерии зависни од никел, но исто така е можно дека никелот е неопходен хранлив елемент за бактерии кои живеат во дебелото црево, што всушност функционира како пребиотик (пребиотик). Институтот за медицина во САД не потврди дека никелот е неопходна хранлива материја за луѓето, така што не е утврдена ниту Препорачаната диетална исхрана (RDA) ниту соодветен внес.Толерантна вредност на внес на диететски никел е 1000 мг / ден како растворливи соли на никел.Внесот на исхраната се проценува на 70-100 ngsp;μg/ден, со помалку од 10% што се апсорбира. Што се апсорбира се излачува преку урината. Релативно големи количини на никел - споредливи со проценетата просечна ингестија погоре - се исцедува во храна подготвена од не’рѓосувачки челик. На пример, износот на никел исцеден по 10 циклуси за готвење во една порција на сос од домати во просек изнесува 88 μg.

Никел ослободен од сибирскиte замки вулкански ерупции е сомнителен за помагање на растот на "Methanosarcina", род од euryarchaeote archaea кој произведувал метан за време на пермиско-триазискиот настан за истребување, најголемиот познат настан на истребување.

Токсичност

Повеќе информации: Nickel allergy

Никел

Опасност
GHS-ознаки:
Пиктограми
Сигнални зборови	Опасност
Изјави за опасност	H317, H351, H372, H412
Изјави за претпазливост	P273, P280, P314, P333+P313
NFPA 704	2 0 0
Дополнителни податоци
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Главен извор на изложеност на никел е орална употреба, бидејќи никелот е од суштинско значење за растенијата. Никел се наоѓа природно во храната и водата, и може да се зголеми со човечко загадување. На пример, никлената славина може да ја контаминира водата и почвата;со рударството и топењето никелот се фрла во отпадната вода; никел-челик легура садови за готвење и никел-пигментирани јадења може да го ослободат никелот во храната.Атмосферата може да биде загадена со рафинирање на никел руда и согорување на фосилно гориво. Луѓето можат да апсорбираат никел директно од чадот од тутун и контактот со кожа со накит, шампони, детергенти и монети.Не толку честа форма на хронична изложеност е преку хемодијализа бидејќи трагите на никел јони можат да се апсорбираат во плазмата од дејството на албумин.

Просечната дневна изложеност не претставува закана за здравјето на луѓето. Повеќето од никелот апсорбирани секој ден од страна на луѓето е отстранет од страна на бубрезите и излегува надвор од телото преку урина или се елиминира преку гастроинтестиналниот тракт без да се апсорбира.Никелот не е кумулативен отров, но поголеми дози или хронична изложеност на вдишување може да бидат токсични, дури и канцерогени и претставуваат професионална опасност.

Никлените соединенија се класифицирани како човечки канцерогени врз основа на зголемени ризици за рак на дишните патишта забележани во епидемиолошките студии на рафинеријата на сулфурни руда. Ова е поддржано од позитивните резултати на NTP биоанализата со Ni субсулфид и Ni оксид кај стаорци и глувци. Податоците за човекот и животните постојано укажуваат на недостаток на канцерогеност преку орален пат на изложеност и ја ограничуваат канцерогеноста на соединенијата на никел со респираторни тумори по вдишувањето. Метал од никел е класифициран како канцероген; постои доследност помеѓу отсуството на зголемени ризици за рак на дишните патишта кај работниците претежно изложени на метален никел и недостаток на респираторни тумори во студија за канцерогеност во живот на стаорец со никел метал во прав. Во студиите за инхалација на глодачи со различни соединенија на никел и никел метал, биле забележани зголемени воспаленија на белите дробови со и без хиперплазија на бронхијалните лимфни јазли или фиброза. Во студијата на стаорци, оралното ингестија на соли на никел растворливи во вода може да предизвика перинатални ефекти на смртност кај бремени животни. Дали овие ефекти се релевантни за луѓето е нејасно, бидејќи епидемиолошките студии на високо изложените женски работници не покажаа негативни ефекти на развојна токсичност.

Луѓето можат да бидат изложени на никел на работното место со вдишување, голтање и контакт со кожа или око. Дозволена граница на изложеност) на работното место од 1 mg/м³ по 8-часовен работен ден, со исклучок на никел карбонил.Националниот институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH) ја одредил препорачаната граница на изложеност (REL) од 0.015 mg/м³ по 8-часовен работен ден.На 10 mg/м³, никелот е веднаш опасен за животот и здравјето.Никел карбонил [Ni(CO)₄] е екстремно токсичен гас. Токсичноста на металните карбонили е функција и на токсичноста на металот и на гаснењето на јаглерод моноксидот од карбонилните функционални групи; Никел карбонилот исто така е експлозивен во воздухот.

Чувствителни поединци можат да покажат контакт со кожата алергија на никел познат како контакт дерматитис.Високо чувствителни поединци, исто така, можат да реагираат на храна со висока содржина на никел. Чувствителноста кон никелот, исто така, може да биде присутна кај пациенти со pompholyx. Никел е најстариот потврден контактен алерген во светот, делумно поради неговата употреба во накит за прободено уво.Никлените алергии кои влијаат врз прободените уши често се обележани со нервозна, црвени кожа. Многу обетки сега се направени без никел или никел со ниско ослободување. за решавање на овој проблем. Дозволената количина во производите кои ја поврзуваат човечката кожа сега е регулирана од Европската унија. Во 2002 година, истражувачите откриле дека никелот што го издаваат монетите од 1 и 2 евра е далеку повеќе од тие стандарди.Ова се верува дека е резултат на галванска реакција. Никел беше прогласен за алерген на годината во 2008 година од страна на Американското здружение за контактни дерматити. Во август 2015 година, Американската академија за дерматологија усвои изјава за позицијата за безбедноста на никелот: "Проценките покажуваат дека контактниот дерматит, кој вклучува сензитизација на никел, изнесува приближно 1.918 милијарди долари и влијае на речиси 72,29 милиони луѓе".

Извештаите покажуваат дека и никел-индуцираната активација на индуцибилен фактор на хипоксија (HIF-1) и до-регулирање на гени кои индуцираат хипоксија се предизвикани од осиромашување на внатреклеточниот аскорбат.Додавањето на аскорбат во медиумот за култура го зголеми нивото на внатреклеточниот аскорбат и ја промени стабилизацијата на ХИФ-1 и ХИФ-1α-зависна генска експресија.