Металлы

Факты о никеле

Факты о никеле



Информация об использовании никеля, ресурсах, предложении, спросе и производстве


Перепечатано из бюллетеня USGS с марта 2012 г.

Никель в реактивных двигателях: Никелевые сплавы используются в лопатках турбин и других частях реактивных двигателей, где температура может достигать 2700 градусов по Фаренгейту, а давление может достигать 40 атмосфер. Иллюстрация от NASA.gov.

Что такое никель?

Никель - серебристо-белый металл, который используется главным образом для того, чтобы сделать нержавеющую сталь и другие сплавы более прочными и лучше противостоять экстремальным температурам и агрессивным средам. Никель был впервые идентифицирован как уникальный элемент в 1751 году бароном Акселем Фредриком Кронштедтом, шведским минералогом и химиком. Первоначально он назвал элемент kupfernickel, потому что он был найден в скале, которая была похожа на медную (kupfer) руду, и потому, что шахтеры думали, что «плохие духи» (никель) в скале затрудняют для них добычу меди из нее.

Никель является важным микроэлементом для некоторых животных. Некоторые люди чувствительны к никелю и могут развить контактный дерматит, если их кожа соприкасается с ним. Хотя многие никелевые сплавы, включая нержавеющую сталь, не вызывают проблем со здоровьем, необходимо принять особые меры предосторожности для обеспечения безопасности тех, кто работает с некоторыми другими соединениями никеля и даже металлическим никелем, поскольку известно, что они вызывают рак.

Вы знали? 5-центовые циркулирующие монеты («никели»), производимые в настоящее время Монетным двором США, содержат 25 процентов никеля и 75 процентов меди по весу.

Вы знали? Специальные никель-титановые сплавы, известные как «сплавы с памятью формы», используются в некоторых оправах для очков, потому что они могут прийти в форму после изгиба.

Как мы используем никель?

Приблизительно 80 процентов первичного (не переработанного) никеля, потребленного в Соединенных Штатах в 2011 году, использовалось в сплавах, таких как нержавеющая сталь и суперсплавы. Поскольку никель повышает устойчивость сплава к коррозии и его способность противостоять экстремальным температурам, оборудование и детали, изготовленные из никельсодержащих сплавов, часто используются в суровых условиях, таких как химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, реактивные двигатели, электростанции и оффшорные установки. Медицинское оборудование, посуда и столовые приборы часто изготавливаются из нержавеющей стали, поскольку их легко чистить и стерилизовать.

Все обращающиеся в США монеты, кроме копейки, изготовлены из сплавов, содержащих никель. Никелевые сплавы все чаще используются в производстве аккумуляторных батарей для портативных компьютеров, электроинструментов, а также гибридных и электромобилей. Никель также наносится на такие предметы, как сантехника для ванной комнаты, чтобы уменьшить коррозию и обеспечить привлекательную отделку.

Метеорит: Большая часть никеля Земли произошла от метеоритов во время раннего формирования нашей планеты. Этот сихотэ-алинский железный метеорит имеет состав около 93% железа, 6% никеля и 1% микроэлементов. Фото

Никелевая руда: Образец никелевой руды из Садбери Магматического комплекса. Это образец пентландита в пирротине около четырех дюймов в поперечнике. USGS изображение.

Никелевая руда из Садбери изверженного комплекса. Массивная никелевая руда состоит из минералов пентландита и пирротина, которые окружают фрагменты магматических, осадочных и метаморфических пород, которые были сорваны со стенок кратера под воздействием внеземного тела. USGS изображение.

Откуда берется никель?

Никель является пятым наиболее распространенным элементом на Земле, но большая часть этого никеля находится в ядре, более чем на 1800 миль ниже поверхности. В земной коре два основных типа рудных месторождений обеспечивают большую часть никеля, используемого сегодня: месторождения магматических сульфидов (например, найденные в Норильске, Россия; Садбери, Канада; Камбалда, Австралия) и месторождения латерита (в том числе найденные на Кубе, Новая Каледония и Индонезия). Кроме того, марганцевые конкреции и корки на глубоководном дне могут содержать столько же никеля, сколько и месторождения, известные на суше, но в настоящее время они не добываются.

Месторождения магматических сульфидов содержат около 40 процентов мировых запасов никеля и в настоящее время являются источником более половины мировых поставок никеля. Месторождения никеля могут развиваться, если магма, которая содержит небольшое количество кремнезема и большое количество магния, насыщается серой, обычно в результате реакции с камнями в земной коре. Богатая серой жидкость может отделиться от магмы; ионы никеля и некоторые другие элементы могут попасть в него. Поскольку обогащенная серой жидкость более плотная, чем магма, жидкость тонет и накапливается вдоль основания магматических камер, вторжений или потоков лавы, где затем могут кристаллизоваться никельсодержащие сульфидные минералы. Сульфидные минералы часто содержат также металлы группы кобальта, меди или платины.

Магнезиальный комплекс Садбери является ведущим источником никеля в Канаде и вторым по величине месторождением сульфида никеля в мире. Комплекс является уникальным, потому что он был сформирован, когда внеземное тело, вероятно комета, поразило Землю около 1850 миллионов лет назад. Части земной коры вблизи места удара расплавились и образовали большой слой магмы в образовавшемся кратере; никелсодержащая сульфидная жидкость собиралась вдоль основания магматического слоя, и из нее кристаллизовались никель- и медьсульфидные минералы.

Месторождения латерита содержат около 60 процентов мировых запасов никеля. Латеритовые отложения образуются в теплых, влажных, тропических или субтропических средах, когда магматические породы с низким содержанием кремнезема и высоким содержанием магния разрушаются в результате химического выветривания. Выветривание удаляет некоторые исходные компоненты породы, создавая остаточные отложения, в которых могут быть сосредоточены такие элементы, как никель.

Никелевое ядро ​​Земли: Среднее содержание никеля в земной коре составляет всего около 100 частей на миллион. Тем не менее, внутреннее ядро ​​Земли считается железо-никелевым сплавом, а внешнее ядро ​​представляет собой расплав, состоящий в основном из железа и никеля. USGS изображение.

Никель: спрос и предложение по всему миру


Производство никеля в 2011 году
СтранаМетрических тонн
Австралия215,000
Ботсвана26,000
Бразилия109,000
Канада220,000
Китай89,800
Колумбия76,000
Куба71,000
Доминиканская Республика21,700
Индонезия290,000
Мадагаскар5,900
Новая Каледония131,000
Филиппины270,000
Россия267,000
Южная Африка44,000
Соединенные Штаты0
Другие страны103,000
Приведенные выше значения представляют собой метрические тонны производства никеля в 2011 году, полученные из сводок USGS Mineral Commodity, январь 2013 года.

В 2011 году в Соединенных Штатах не было активных никелевых рудников, хотя небольшое количество никеля было извлечено в качестве побочного продукта при переработке медных и палладий-платиновых руд. Несколько месторождений в Миннесоте и Мичигане планируется ввести в эксплуатацию к 2015 году.

Вторичный никель является чрезвычайно важным источником поставок. В 2011 году на переработанный никель приходилось около 43 процентов потребления никеля в США.

Россия была ведущим производителем никеля в 2011 году, затем следовали Индонезия, Филиппины и Канада. В период с 2007 по 2010 год Канада поставляла примерно 38 процентов импорта никеля в США, за которым следовали в порядке их импорта Россия (17 процентов), Австралия, Норвегия и другие страны. Основная часть известных в мире запасов никеля сосредоточена в Австралии, Бразилии, Канаде, Кубе, Новой Каледонии и России.

Вы знали? Пивные кеги из никельсодержащей нержавеющей стали часто используются от 30 до 40 лет.

Вы знали? Хондриты, наиболее распространенный тип метеоритов, содержат в 100-1000 раз больше никеля, чем почти любые породы Земли.

Обеспечить будущие поставки никеля

Соединенные Штаты полагаются на импорт и переработку для своих поставок никеля, и эта ситуация вряд ли существенно изменится по крайней мере в течение следующих 25 лет. Однако риск перебоев с поставками низок, поскольку существует достаточно глобальных резервов, распределенных по более чем 10 странам, для удовлетворения прогнозируемого спроса на никель на многие годы вперед. Правительство США больше не удерживает никель в запасах национальной обороны. Добыча из месторождений латерита, вероятно, возрастет, поскольку запасы никеля в существующих сульфидных рудниках истощаются.

Чтобы помочь предсказать, где могут быть расположены будущие запасы никеля, ученые USGS изучают, как и где сосредоточены ресурсы никеля в земной коре, и используют эти знания для оценки вероятности того, что могут быть обнаружены неизвестные залежи никеля. Геологическая служба США разработала методы оценки минеральных ресурсов для поддержки управления федеральными землями и оценки доступности минеральных ресурсов в глобальном контексте. USGS также собирает статистику и информацию о мировом предложении, спросе и потоке никеля. Эти данные используются для информирования США о разработке национальной политики.


Смотреть видео: Что?Где?Когда? Вопрос о никеле