Metāli

Fakti par niķeli



Niķeļa lietojumi, resursi, piegāde, pieprasījums un informācija par ražošanu


Pārpublicēts no USGS faktu lapas no 2012. gada marta

Niķelis reaktīvajos motoros: Niķeļa sakausējumus izmanto turbīnu lāpstiņās un citās reaktīvo dzinēju daļās, kur temperatūra var sasniegt 2700 grādus pēc Fārenheita un spiediens var sasniegt 40 atmosfēras. Ilustrācija no NASA.gov.

Kas ir niķelis?

Niķelis ir sudrabaini balts metāls, ko galvenokārt izmanto, lai padarītu nerūsējošo tēraudu un citus sakausējumus stiprākus un labāk izturīgus pret ārkārtējām temperatūrām un korozīvu vidi. Pirmoreiz niķeli kā unikālu elementu identificēja 1751. gadā barons Aksels Fredriks Kronstedts, zviedru mineraloģists un ķīmiķis. Sākotnēji viņš elementu sauca par kupfernickel, jo tas tika atrasts klintīs, kas izskatījās pēc vara (kupfer) rūdas, un tāpēc, ka kalnračiem šķita, ka klintī esošais "sliktais alkohols" (niķelis) apgrūtina vara iegūšanu no tā.

Niķelis ir būtisks mikroelements dažiem dzīvniekiem. Daži cilvēki ir jutīgi pret niķeli un var attīstīties kontaktdermatīts, ja viņu āda nonāk ciešā saskarē ar to. Lai gan daudzi niķeļa sakausējumi, ieskaitot nerūsējošo tēraudu, nerada veselības problēmas, ir jāveic īpaši piesardzības pasākumi, lai nodrošinātu to cilvēku drošību, kuri strādā ar dažiem citiem niķeļa savienojumiem un pat metālisko niķeli, jo ir zināms, ka tie izraisa vēzi.

Vai tu zināji? 5 centu apgrozībā esošās monētas ("niķeļi"), ko pašlaik ražo Amerikas Savienoto Valstu kaltuve, satur 25 procentus niķeļa un 75 procentus vara.

Vai tu zināji? Dažos briļļu rāmjos tiek izmantoti speciāli niķeļa-titāna sakausējumi, kas pazīstami kā “formas atmiņas sakausējumi”, jo pēc saliekšanas tie var atgriezties formā.

Kā mēs izmantojam niķeli?

Apmēram 80 procenti no primārā (nepārstrādātā) niķeļa, ko 2011. gadā patērēja Amerikas Savienotajās Valstīs, tika izmantoti sakausējumos, piemēram, nerūsējošā tērauda un supersakausējumu sakausējumos. Tā kā niķelis palielina sakausējuma izturību pret koroziju un tā spēju izturēt ārkārtēju temperatūru, iekārtas un detaļas, kas izgatavotas no niķeli saturošiem sakausējumiem, bieži tiek izmantotas skarbā vidē, piemēram, ķīmiskajās rūpnīcās, naftas pārstrādes rūpnīcās, reaktīvo dzinēju, enerģijas ražošanas objektos un iekārtas atklātā jūrā. Medicīnas aprīkojums, trauki un galda piederumi bieži ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda, ​​jo tos ir viegli tīrīt un sterilizēt.

Visas ASV apgrozībā esošās monētas, izņemot penss, ir izgatavotas no sakausējumiem, kas satur niķeli. Niķeļa sakausējumus arvien vairāk izmanto, lai izgatavotu uzlādējamas baterijas portatīvajiem datoriem, elektroinstrumentiem, kā arī hibrīdiem un elektriskiem transportlīdzekļiem. Niķelis tiek pārklāts arī uz tādiem priekšmetiem kā vannas istabas armatūra, lai samazinātu koroziju un nodrošinātu pievilcīgu apdari.

Meteorīts: Lielākā daļa Zemes niķeļa radās no meteorīta ietekmes mūsu planētas agrīnās veidošanās laikā. Šī Sikhote-Alin dzelzs meteorīta sastāvā ir aptuveni 93% dzelzs, 6% niķeļa un 1% mikroelementu. Foto

Niķeļa rūda: Niķeļa rūdas paraugs no Sudberijas magnētiskā kompleksa. Šis ir pentlandīta paraugs pirrhotītā apmēram četras collas šķērsgriezumā. USGS attēls.

Niķeļa rūda no Sudberijas magnētiskā kompleksa. Masīvā niķeļa rūda sastāv no pentlandīta un pirofotīta minerāliem, kas ieskauj nedzīvo, nogulumiežu, bet arī metamorfisko iežu fragmentus, kas no krātera sienām tika izrauti no ārpuszemes ķermeņa. USGS attēls.

No kurienes nāk niķelis?

Niķelis ir piektais visbagātākais elements uz Zemes, bet lielākā daļa niķeļa atrodas kodolā, vairāk nekā 1800 jūdzes zem virsmas. Zemes garozā divi galvenie rūdas atradņu veidi piegādā lielāko daļu mūsdienās izmantotā niķeļa: magmatiskās sulfīdu atradnes (tādas kā Norilskā, Krievijā; Sudberī, Kanādā; un Kambalda, Austrālijā) un laterītu atradnes (ieskaitot tās, kas atrodamas Kubā, Jaunkaledonija un Indonēzija). Arī mangāna mezgliņi un garozas dziļjūras grīdā var saturēt tikpat daudz niķeļa, kā krastā zināmie nogulsnes, taču pašlaik tie netiek iegūti.

Magmatiskās sulfīda nogulsnes satur apmēram 40 procentus no visiem niķeļa resursiem, un šobrīd tās ir vairāk nekā puse no pasaules niķeļa piegādes avotiem. Niķeļa nogulsnes var veidoties, ja magma, kas satur nelielu daudzumu silīcija dioksīda un lielu daudzumu magnija, kļūst piesātināta ar sēru, parasti reaģējot ar iežiem Zemes garozā. Šķidrums, kas bagāts ar sēru, var atdalīties no magmas; niķeļa joni un daži citi elementi tajā var iekļūt. Tā kā ar sēru bagātais šķidrums ir blīvāks nekā magma, šķidrums nogrimst un uzkrājas gar magmas kameru pamatiem, ieplūšanu vai lavas plūsmām, kur pēc tam var kristalizēties niķeli saturoši sulfīdu minerāli. Sulfīda minerāli bieži satur arī kobalta, vara vai platīna grupas metālus.

Sudberijas magnētiskais komplekss ir Kanādas vadošais niķeļa avots un otrais lielākais niķeļa sulfīda atradne pasaulē. Komplekss ir unikāls, jo tas izveidojās, kad kāds ārpuszemes ķermenis, iespējams, komēta, pirms aptuveni 1,850 miljoniem gadu skāra Zemi. Zemes garozas daļas, kas atrodas netālu no trieciena, izkusa un izveidoja lielu magmas slāni iegūtajā krāterī; niķeli saturošs sulfīda šķidrums, kas savākts gar magmas slāņa pamatni, un no tā izkristalizēti niķeļa un vara saturoši sulfīda minerāli.

Laterīta atradnēs atrodas aptuveni 60 procenti no pasaules niķeļa resursiem. Laterītu nogulsnes veidojas siltā, mitrā, tropiskā vai subtropiskā vidē, kad ķīmiskos laikapstākļos sadalās pārējie ieži ar nelielu silīcija dioksīda daudzumu un lielu magnija daudzumu. Laika apstākļu ietekmē tiek noņemti daži no sākotnējiem iežu komponentiem, veidojot atlikuma nogulsnes, kur var koncentrēties tādi elementi kā niķelis.

Zemes niķeļa kodols: Niķeļa vidējais garozā sastopamais daudzums ir tikai aptuveni 100 daļas uz miljonu. Tomēr domājams, ka Zemes iekšējais kodols ir dzelzs-niķeļa sakausējums, un ārējais kodols ir kausējums, kas galvenokārt sastāv no dzelzs un niķeļa. USGS attēls.

Niķelis: piedāvājums un pieprasījums visā pasaulē


2011. gada niķeļa ražošana
ValstsMetriskas tonnas
Austrālija215,000
Botsvāna26,000
Brazīlija109,000
Kanāda220,000
Ķīna89,800
Kolumbija76,000
Kuba71,000
Dominikānas republika21,700
Indonēzija290,000
Madagaskara5,900
Jaunkaledonija131,000
Filipīnas270,000
Krievija267,000
Dienvidāfrika44,000
Savienotās Valstis0
Citas valstis103,000
Iepriekš norādītās vērtības ir 2011. gada metriskās tonnas niķeļa satura ražošanas no USGS Mineral Commodity Summaries, 2013. gada janvāris.

2011. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs nebija aktīvu niķeļa raktuvju, lai gan neliels daudzums niķeļa tika atgūts kā blakusprodukts, pārstrādājot vara un pallādija-platīna rūdas. Plānots, ka līdz 2015. gadam tiks ražoti vairāki noguldījumi Minesotā un Mičiganā.

Pārstrādāts niķelis ir ārkārtīgi svarīgs piegādes avots. 2011. gadā pārstrādāts niķelis veidoja aptuveni 43 procentus no ASV niķeļa patēriņa.

2011. gadā vadošais niķeļa ražotājs bija Krievija, tai sekoja Indonēzija, Filipīnas un Kanāda. No 2007. līdz 2010. gadam Kanāda piegādāja aptuveni 38 procentus no ASV niķeļa importa, kam sekoja importa apjoma secībā Krievija (17 procenti), Austrālija, Norvēģija un citas valstis. Lielākā daļa no pasaulē zināmajām niķeļa rezervēm ir koncentrētas Austrālijā, Brazīlijā, Kanādā, Kubā, Jaunkaledonijā un Krievijā.

Vai tu zināji? Alus mucas, kas izgatavotas no nerūsējošā tērauda, ​​kas satur niķeli, bieži lieto 30 līdz 40 gadus.

Vai tu zināji? Chondrites, visizplatītākais meteorīta tips, satur 100 līdz 1000 reizes vairāk niķeļa nekā gandrīz jebkurš Zemes klintis.

Nodrošiniet turpmākos niķeļa krājumus

Amerikas Savienotās Valstis paļaujas uz niķeļa piegādes importu un pārstrādi, un maz ticams, ka šī situācija vismaz nākamos 25 gadus būtiski mainīsies. Piegādes pārtraukuma risks tomēr ir mazs, jo ir pietiekami daudz globālo rezervju, kas ir sadalītas vairāk nekā 10 valstīs, lai apmierinātu prognozēto niķeļa pieprasījumu daudzu gadu garumā. ASV valdība vairs nesatur niķeli Valsts aizsardzības krājumos. Ražošana no laterītu atradnēm, visticamāk, palielināsies, jo niķeļa resursi esošajās sulfīdu raktuvēs būs izsmelti.

Lai palīdzētu prognozēt, kur nākotnē varētu atrasties niķeļa krājumi, USGS zinātnieki pēta, kā un kur niķeļa resursi ir koncentrēti Zemes garozā, un izmanto šīs zināšanas, lai novērtētu neatklātu niķeļa nogulumu iespējamību. USGS ir izstrādājusi minerālresursu novērtēšanas paņēmienus, lai atbalstītu federālo zemju pārvaldību un novērtētu derīgo izrakteņu pieejamību globālā kontekstā. USGS arī apkopo statistiku un informāciju par niķeļa piedāvājumu, pieprasījumu un plūsmu visā pasaulē. Šie dati tiek izmantoti, lai informētu ASV politikas veidošanu.


Skatīties video: Niķelis un platīns Latvijas dzīlēs?! (Oktobris 2021).