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镍金属的发展历史与应用
来源:顶亮金属 时间:2022-12-06

镍是一种有银白色光泽的金属,在日常生活的应用很常见,从电池到各种不锈钢器具中都能找到它。

尽管镍是地球上第五大丰富元素,但由于纯镍容易与氧发生反应,因此在地球表面很少发现,它可以与铁稳定结合。镍金属非常坚固耐腐蚀,非常适用于加强合金金属的性能。它还具有非常好的延展性。

镍金属

镍金属

纯镍在1751年首先被男爵阿克塞尔尔弗雷德里克克克龙斯泰特提取,但是它的存在要早很多。来自1500BC左右的中国文件提及“白铜”,这很可能是镍和银的合金。十五世纪的德国矿工相信可以从萨克森州的镍矿中提取铜,将这种金属称为kupfernickel - “魔鬼的铜”,部分原因是他们从矿石中提取铜的无效尝试,但也可能部分原因是由矿石中高砷含量引起的健康影响。
1889年,詹姆斯斯莱利向英国钢铁学院介绍了如何引进镍来加强传统钢铁。莱利的介绍使得镍的有益合金化特性越来越受到人们的认可,与此同时新喀里多尼亚和加拿大也都发现大型镍矿。

到二十世纪初期,俄罗斯和南非的矿床发现大规模镍矿。不久之后,第一次世界大战和第二次世界大战导致了钢铁的大幅增加,从而导致对镍的需求也水涨船高。

镍主要从含有约1%镍含量的硫化镍、铁磁黄铁矿和镁铁矿、以及含有约4%镍含量的含铁红土矿石褐铁矿和堇青石提取。镍矿在23个国家开采,可以在25个不同国家进行冶炼。

镍的分离过程高度依赖于矿石的类型。通常,在加拿大盾和西伯利亚发现的硫化镍通常在地下深处发现,这使得其属于劳动密集型和昂贵的提取物。然而,这些矿石的分离过程比对红树林品种便宜得多,例如在新喀里多尼亚发现的那些。此外,硫化镍通常具有含有可经济分离的其它有价值元素的杂质的益处。可以使用泡沫浮选和湿法冶金或磁性工艺分离硫化矿,以产生镍无光泽和氧化镍。这些中间产品通常含有40-70%的镍,经常使用Sherritt-Gordon工艺进行处理。

Mond(或羰基)工艺是处理硫化镍最常用和最有效的方法。在此过程中,硫化物用氢气处理并进料到挥发窑中。这里它在约60 ℃下遇到一氧化碳,形成羰基羰基气体。镍羰基气体在预热的镍颗粒的表面上分解,其流过热室直到达到期望的尺寸。在较高的温度下,该方法可用于形成镍粉。

相比之下,红土矿石由于铁含量高而通常被热金属冶炼。红土矿也具有很高的含水量(35-40%),需要在回转窑炉中进行干燥。这产生氧化镍,然后在1360-1610°C之间的温度下使用电炉将其还原,并挥发产生I类镍金属和硫酸镍。

因为红土矿石中天然存在的铁含量,使用这种矿石的大多数冶炼厂的最终产品是铁镍,可以在硅,碳和磷杂质被去除后由钢铁生产商使用。
按国家区分,2010年最大的镍生产国是俄罗斯,加拿大,澳大利亚和印度尼西亚。该精炼镍的最大生产国是诺里尔斯克镍业公司,淡水河谷公司,金川集团有限公司,目前只有从回收材料生产镍的一小部分。

镍是地球上使用最广泛的金属之一。据镍业研究所介绍,该金属用于超过30万种不同的产品。最常见的是钢和金属合金,但也用于生产电池和永磁体,另外有约65%的镍被用来生产不锈钢。</