Ni小知识
| 分类: 玫瑰余香 |
镍(英语:Nickel),元素符号Ni,原子序数28,原子量58.6934 u。镍的名称来自德国矿工传说中的淘气妖精(Nickel),这是由于镍铜矿不能用炼铜的方法炼出铜来,所以被比拟成妖魔。镍是有光泽的银白色金属,其银白色带一点淡金色。镍质硬而有延展性并具有铁磁性,能够高度磨光和抗腐蚀,和良好的可塑性,对过渡金属来说具有较高的导电率和热导率。镍具有磁性,只有铁、镍、钴及钆四种元素在室温或其附近具有铁磁性。含镍的铝镍钴合金永久磁铁,其磁力强度介乎于含铁的永久磁铁与稀土磁铁之间。镍的居里温度为355°C,即大块的镍在这个温度以上就会失去磁性。镍是面心立方晶系的,晶格参数0.352 nm,计算出的原子半径为0.124 nm。这种晶体结构在70 GPa以下的压力中都是稳定的,理想的镍晶体的抗压强度为34 GPa。纯镍的化学活性相当高,这种活性反应在表面积最大化的粉末状态下,但大块的镍金属与周围的空气反应缓慢,因为其表面已形成了一层带保护性质的氧化物。即使如此,由于镍与氧之间的活性够高,所以在地球表面很难找到自然的金属镍。地球表面的自然镍都被封在较大的镍铁陨石里面,这是因为陨石在太空接触不到氧气的缘故。在地球上,这种自然镍总会和铁结合在一起,这点反映出它们都是超新星核合成主要的最终产物。一般认为地球的地核就是由镍铁混合物所组成的。
根据地球物理学的证据,有假说指出地球上大部分的镍都集中在地球的外核和内核。锥纹石和镍纹石是两种天然产生的镍铁合金。铁镍在锥纹石中的比例一般在90:10与95:5之间,同时也有可能存在杂质(如钴或碳);而镍纹石的含镍量则在20%至65%之间。这两种矿物基本上都只能在镍铁陨石中找到。镍在地球上最常见的产状有:与硫和铁组成的镍黄铁矿、与硫组成的针硫镍矿、与砷组成的红砷镍矿及与砷和硫组成的镍方铅矿。镍估计蕴藏量最高的地区是澳洲和新喀里多尼亚(共占45%)。就世界资源方面来说,平均含镍量达1%的已知陆上资源最少蕴含13亿公吨的镍(约为已知蕴含量的两倍)。其中六成砖红壤矿床,另外四成为硫化物矿床。此外,在大面积的海床上有含镍资源的锰壳及矿瘤,尤其是在太平洋的海床上。镍最经济的主要来源为铁矿石褐铁矿,含镍量一般为1—2%。镍的其他重要矿物包括硅镁镍矿及镍黄铁矿。
镍的主要生产地包括加拿大的索德柏立区(一般认为该处是陨石撞击坑)、太平洋的新喀里多尼亚及俄罗斯的诺里尔斯克。镍最大的生产国为菲律宾、印尼、俄罗斯、加拿大及澳洲。在俄罗斯以外的欧洲地区中,最大的镍矿床位于芬兰和希腊。
镍的使用(天然的陨镍铁合金)最早可追溯至公元前3500年。中国有文献记载,公元前1700至1400年期间已经有使用白铜(一种铜镍合金)。由于镍在室温时的氧化缓慢,所以一般视为具有耐腐蚀性。历史上,因为这一点镍被用作电镀各种表面,例如金属(如铁及黄铜)、化学装置内部及某些需要保持闪亮银光的合金(例如镍银)。世界镍生产量中的约6%仍被用于抗腐蚀纯镍电镀。镍曾经是硬币的常见成分,但现时已被较便宜的铁所取代。
镍在现代世界主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如兰尼镍,尤指用作氢化的催化剂)。全世界镍产量中的约68%被用于生产不锈钢。其他常见的合金,还有一些的新的高温合金,就几乎就占尽了余下的世界镍用量。用于制作化合物的化学用途只占了镍产量的不到3%。镍化合物在化学制造有好几种特定的用途,例如作为氢化反应的催化剂。某些微生物和植物的酶用镍作为活性位点,因此镍是它们重要的养分。
镍作为重要的工业金属,广泛运用于钢铁工业、机械工业、建筑业和化学工业中,包括金属材料(不锈钢、耐热合金钢和各种合金)、电镀、催化剂、化学电源(镍氢电池、镍镉电池)、制作颜料和制作陶瓷和铁素体等新型材料。下游产业链方向主要是不锈钢和含镍电池,不锈钢仍为镍最大消费领域,不锈钢产业涉及面比较广泛,下到家电热水器,上到基建盖楼房,全都少不了镍的身影。不锈钢和含镍电池的产业链方向一共包含了三种主要镍产品:镍生铁、电解镍、硫酸镍。
镍生铁生产所用原料为红土镍矿,这一原料在我国产量极少,所以基本依赖进口,主要来源国家以菲律宾和印尼为主。电解镍是镍生铁的替代产品,两者都是冶炼不锈钢的主要原材料,电解镍在冶炼过程中会产生大量包含着铬、镁、砷、铜、锌和锰等重金属有毒元素的废渣,而镍生铁的冶炼过程并不包含类似废渣,更符合绿色能源要求。而硫酸镍则是新能源车的高镍低钴电池主要用镍。
镍的价格容易受到进口因素影响,由于我国镍资源相对贫乏,原料的对外依存度很高。国内冶炼产能的规模虽然较大,但是仍然无法满足不锈钢等下游行业的需求。因此,我国不仅大量进口镍矿,而且需要进口镍铁、镍生铁、电解镍等冶炼产品。无论是镍铁还是镍矿进口,印尼与菲律宾都是我国主要来源。此外,高镍低钴已经成为各大电池商的需求趋势,电池中镍含量的增加能显著提升电池能量密度,电池续航更久。

加载中…