Никель (Nickel) - это

цветной металл, обладающий пластичностью и ковкостью, очень твердый, серебристо-белого цвета, является ферромагнетиком, химически слабо активен, покрывается тонким слоем оксида на воздухе

Никель определение, история открытия никеля, физические свойства никеля, химические свойства никеля, нахождение никеля в природе, никелевые руды, получение и производство никеля, потребление никеля в мире, цены на никель, применение никеля, биологическая роль никеля, опасность и вред никеля.

Никель - это, определение

Никель - это один из сравнительно недавно открытых и используемых человеком элементов, относится к тяжелым цветным металлам, в чистом виде на земле не встречается - обычно входит в состав различных руд, обладает хорошими свойствами пластичности и ковкости, высокой твердостью, хорошо полируется, на воздухе покрывается малозаметной пленкой оксида, является ферромагнетиком - притягивается магнитом, в периодической системе Дмитрия Ивановича Менделеева обозначается символом Ni и имет 28 порядковый номер.

Никель - это элемент десятой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 28. Обозначается символом Ni(лат. Niccolum). Простое вещество никель (CAS-номер: 7440-02-0) - это пластичный, ковкий, переходный металл серебристо-белого цвета, при обычных температурах на воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида. Химически малоактивен.

Никель - это ковкий и пластичный металл. Он обладает кубической гранецентрированной кристаллической решеткой (параметр а=0,35238 нм) . Температура плавления 1455°C, температура кипения около 2900°C, плотность 8,90 кг/дм3.

Никель - это ферромагнетик, точка Кюри около 358°C На воздухе компактный никель стабилен, а высокодисперсный никель пирофорен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Никель – это цветной металл, который в природе находится не в чистом виде, а только в составе руды или же в соединениях с другими металлами. Археологам известно, что сплавы никеля с медью и цинком были известны еще в Древнем Китае. Но вот в наше время получать никель в чистом виде научились лишь в середине восемнадцатого века.

Никель - это один из самых полезных ме­таллов, известных человеку. Но в старину, когда с ним пытались работать химики, он доставлял им немало хлопот. Ведь недаром название «никель» происходит от немецкого слова, означающего «чертенок»!

Никель - это - металлический химический элемент VIIIB подгруппы периодической системы элементов((Ni (niccolum)) Никель открыт шведским химиком А.Кронстедтом в 1751. Широко известен как компонент монетных сплавов с драгоценными металлами; используется также в технологии коррозионностойких покрытий, получаемых методом гальванотехники.

Никель - это металл, обладающий хорошей пластичностью и способностью к ковке Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, очень тверд, хорошо полируется, притягивается магнитом. Является ферромагнетиком, точка Кюри около 358 °C. На воздухе компактный никель стабилен, а высокодисперсный никель пирофорен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Никель - это элемент земных глубин (в ультраосновных породах мантии его 0,2% по массе). Существует гипотеза, что земное ядро состоит из никелистого железа; в соответствии с этим среднее содержание никель в земле в целом по оценке около 3%. В земной коре, где Никеля 5,8·10-3%, он также тяготеет к более глубокой, так называемых базальтовой оболочке.

Никель – это серебристо-белый с желтоватым оттенком металл, очень твердый, вязкий и ковкий, притягивается магнитом, проявляя магнитные свойства при температурах ниже 340° C.

История открытия никеля

Первые образцы нового металла человечество получило отнюдь не путём научных изысканий. Металл буквально упал с неба. Куски метеоритного железа переплавлялись не только на оружие, но и на талисманы.

  Происхождение названия

Задолго до научного открытия элемента никеля на старинных рудниках Саксонско-Богемского кряжа слово «Nickel» служило, якобы, презрительной кличкой для минерала, известного у местных горняков под именем купферникель, что означало «ложная медь» или «не содержащий меди». Распространена легенда, что название «никель» произошло от имени гнома «Старый Ник», который посмеялся над горняками Саксонии и превратил хорошую медную руду в негодную, оказавшуюся впоследствии никелевой рудой.

Загадочный купферникель являлся даже для опытных плавильщиков руды «технологической мистерией», так как из этого минерального вида невозможно было извлечь меди или другого полезного металла. В литературном наследии, оставленном алхимиками, купферникель трактуется как таинственная руда, имеющая по своему красноватому цвету некоторое сходство с медью и состоящая из природного сплава меди и железа.

Немногие знают о том, что в увлекательных, приукрашенных поэтическим вымыслом исторических хрониках китайских ученых часто упоминается о чудесном сплаве, так называемом пакфонге (т. е. «белой меди»), из которого в глубокой древности, уже в 235 г. до н. э., китайские ремесленники изготавливали разнообразные предметы роскоши. Позднейшими исследованиями было установлено, что сплав пакфонг имеющий цвет более или менее близкий к серебристо-белому, также состоит из трех компонентов: меди, никеля и цинка.

Этот сплав был завезен в Европу через Бактрию (Среднюю Азию), где он употреблялся для чеканки монет. Внедрение никеля в промышленность и в торговлю началось в середине XVIII в., когда на европейском рынке появилась зульская белая медь - сплав, подобный китайскому пакфонгу. В сохранившихся записях современников рассказывается, что в городе Зуле, в Тюрингервальде, из этого сплава выделывали шпоры, различные украшения, применяли его для отделки оружия, а также для ювелирных изделий.

  Год открытия и сомнения ученых (1751 - 1775 года)

Прошли столетия, прежде чем шведский ученый Аксель Кронштедт в 1751 г. открыл в купферникеле «существование особенного металла». Первоначально Кронштеду пришлось достаточно долго доказывать, что никель это новый метал, а совсем не сплав уже известных металлов с мышьяком и серой. Среди его противников значились даже астрологи, которые полагали, что количество существующих металлов должно соответствовать числу планет в солнечной системе.

  Признание и утверждение никеля как элемента (1775 - 1804 года)

Кронштедт умер в 1765 году так и не получив лавры первооткрывателя. Лишь через 10 лет после его смерти другой швед Т.Бергман в своих опубликованных исследованиях окончательно доказал открытие нового элемента. Работая с купферникелем, он доказал, что заключенный в последнем «особенный металл» является никелем. С этого момента в Европе на кустарных предприятиях начали искусно выделывать и вводить в обиход сплавы никеля с медью и цинком (они получили широкую известность под названием нейзильбер, аргентан, белая жесть, немецкое серебро и т. д.).

Только в 1775 г., через 10 лет после смерти Кронстедта, швед Т. Бергман выполнил исследования, позволявшие заключить, что никель - это простое вещество. Но окончательно никель как элемент утвердился только в начале 19-го века, в 1804 году, после скрупулезных исследований немецкого химика И. Рихтера, который для очистки провел 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и в результате восстановления получил чистый металл. Под стараниями химиков и подвёл черту известный учёный И. Рихтер. В его статье о свойствах никеля пророчески перечислены все его основные качества сопротивление коррозии, магнитные свойства и пластичность.

  Становление и развитие никелевой промышленности (1804 - 1914)

Много десятилетий мировая добыча никеля не превышала нескольких сот тонн и только к 1887 г. она достигла рекордной по тому времени цифры - 600 т. Старейшими производителями никеля являются Саксония (Германия) и Норвегия, дававшие небольшую продукцию этого металла. Во второй половине XIX в. в некоторых странах Старого и Нового Света уже широко была распространена никелевая монета. Она выделывалась из сплава, состоящего из меди (75%) и никеля (25%).

Быстрое развитие мировой никелевой промышленности началось с конца 80-х годов 19 века, после открытия к востоку от Австралии, на Новокаледонских островах, богатейших месторождений силикатных никелевых руд (они были открыты в 1865 г. французским инж. Жюлем Гарние) и открытия в 90-х годах в Канаде, в районе Седбери, огромных залежей сульфидных (сернистых) медно-никелевых руд.

О последовавшем вслед за этим росте мировой добычи никелевых руд наглядно свидетельствуют следующие цифры: в 1898 г. было добыто 165 620 т, в 1899 г. - 288 175 т, а спустя 15 лет, в разгар первой мировой войны, добыча возросла до 1 500 000 т руды.

  Развитие применения никеля (XIX - XX века)

Первыми кто обратил внимание на этот метал, были ювелиры. Они стали использовать его в украшениях и монетах. Однако те свойства, по которым мы знаем никель, он получил не сразу. Первые исследователи имели дело с хрупким, и практически непригодным для чего бы то ни было веществом. Случайное открытие позволило взглянуть на металл по-новому. Дело в том, что даже незначительные примеси серы до 0,03% делают никель непригодным для обработки. И вот случайно выяснилось, что добавление магния к расплавленному никелю позволяет связать все ненужные примеси и получить абсолютно чистый элемент №28.

Всё это привело к бешеному спросу на новый металл. Оказалось, что никель не только можно использовать для защиты поверхностей от коррозии, он практически не заменим для химиков при использовании в агрессивных средах и сохраняет свои свойства даже при сильном нагреве. Никель очень медленно растворяется в соляной и серной кислотах, заметно растворим в азотной кислоте и царской водке. Органические кислоты оказывают на него заметное влияние только после очень продолжительного действия.

Никель хорошо противостоит действию расплавленных щелочей и щелочных водных растворов. Отсюда понятно употребление никелевых тиглей в лабораторной практике для сплавления веществ с едкими щелочами. Огромный спрос на никелевую сталь возник у военной индустрии. Еще в 1890 г. канадец Джемс Рилей опубликовал свой знаменитый доклад о применении никеля при изготовлении стальной брони для военных целей, с тех пор никель считается «военным» металлом.

Добавка никеля к стали увеличивает твердость и временное прочное сопротивление последней, не вызывая соответственного уменьшения вязкости. Эти свойства никеля делают его чрезвычайно желательным компонентом в сталях, идущих на изготовление орудий, броневых плит для военных судов, снарядов, головных шлемов, переносных щитов и разного рода брони. Проволока из никелевой стали применяется для подводных кабелей и для защиты военных судов от мин.

Никелевая сталь получила широкое применение в машиностроении, особенно в тех случаях, когда требуется малый удельный вес механизма и высокое качество материала: для пустотелых пароходных валов, для судовых машин для автомобилей и в авиации. Из нее же делаются маховики и диски турбин с большим числом оборотов в тех случаях, когда вследствие большой центробежной силы сопротивление обыкновенной стали является уже недостаточным.

Перечислить все сферы применения нового металла в современной жизни невозможно. Это и аккумуляторы (изобретённые Т.Эдисоном в 1900г.) и источник ультразвука (никель известен как "поющий" металл) и многое другое. Это ещё более увеличивает ценность этого открытия шведских химиков.

На территории России никелевые руды были обнаружены еще в начале XIX века на Урале в Ревдинской даче, принадлежавшей Демидову, вблизи реки Чусовой. В Российской Федерации неоднократно делались попытки создать собственную никелевую промышленность. В старейшем горнозаводском центре страны - на Урале силикатные никелевые руды были открыты в 20-х годах 19 века на Петровском руднике близ Ревдинского завода и были приняты за медные руды. Начатая плавка этих руд оказалась неудачной, - плавильщики не смогли выделить меди. Уральские плавильщики повторили те же ошибки, которые в свое время допустили металлурги за рубежом.

Ревдинские никелевые руды были заброшены, а начатые геологические разведки были прекращены. Несколько десятилетий проблема русского никеля находилась в забвении. Только в 1854 г. ревдинская руда вновь привлекла к себе внимание. На этот раз рудой заинтересовался горный инженер М. Данилов и определил ее как никелевую. Снова были начаты разведки на открытую руду. Данилову удалось даже выплавить металлический никель.

Нашему соотечественнику Данилову принадлежит честь разработки оригинального метода плавки силикатных никелевых руд; в тот период европейская никелевая промышленность не знала еще силикатных руд, развивая и совершенствуя производство никеля на базе мышьяковисто-сернистых месторождений. Можно сказать, что отечественная никелевая промышленность Российской Федерации зародилась в 1874 г. На Петровском руднике было добыто и переработано более 550 т никелевой руды. В том же 1874 г. на Новокаледонских островах были открыты и быстро изучены огромные месторождения никелевых руд.

На мировом рынке наступила «никелевая лихорадка», предприниматели, вложившие свои капиталы в европейскую никелевую промышленность, терпели финансовый крах. Произошло стремительное падение цен на никель, европейский рынок быстро наводнялся большим количеством дешевого никеля из Каледонии, Работы по выплавке никеля не Урале прекратились сразу же с началом мирового никелевого кризиса. Вновь возник интерес к уральскому никелю в начале 20 века, с открытием никеленосного Уфалейского района на Урале.

В 1907 году геологом Кротовым П.И. были открыты большие месторождения никелевых руд в районе Верхнего Уфалея вблизи Черемшанского железного рудника. В 1912 году профессором Шадлуном Н.А. открыто месторождение Ново-Черемшанское, геологом Керзиным Н.А. проведена разведка и открыта черная земля, содержащая никель.

Сильно увеличившаяся в годы первой мировой войны потребность военной промышленности Российской Федерации в никеле выдвинула вопрос о необходимости строительства уральского никелевого завода. В 1916 г. был разработан проект строительства никелевого завода в Сергинско - Уфалейском горном округе, с годовой производительностью около 330 т. металлического никеля. Проект остался, однако, неосуществленным из-за опасения, что изученная сырьевая база ненадежна и не обеспечит завод богатой рудой.

Гражданская война и разруха на несколько лет сняли с повестки дня проблему никеля. Но уже в 1920 г. на Урале были начаты разведки на никелевые руды.

В период сталинских строек на Кольском полуострове, в так называемой Монче-тундре, был создан один из первых в СССР крупный горнозаводский центр никелевой промышленности - Мончегорск. Здесь вступили в строй и первые очереди никелевого завода «Североникель», одного из крупнейших в мире. На Южном и Среднем Урале до сих пор успешно работают никелевые заводы.

Физические свойства никеля

Никель - серебристо-белый металл, не тускнеет на воздухе. Имеет гранецентрированную кубическую решетку с периодом a = 0,35238 нм, пространственная группа Fm3m. В чистом виде весьма пластичен и поддается обработке давлением. Является ферромагнетиком с точкой Кюри 358 °C.

Физические свойства никеля следующие:

- удельное электрическое сопротивление 0,0684 мкОм∙м;

- коэффициент линейного теплового расширения α=13,5∙10−6 K−1 при 0 °C;

- коэффициент объёмного теплового расширения β=38-39∙10−6 K−1 Модуль упругости 196-210 ГПа.

Никель - ковкий и тягучий металл, из него можно изготовлять тончайшие листы и трубки. Предел прочности при растяжении 400-500 Мн/м2 (т. е. 40-50 кгс/мм2); предел упругости 80 Мн/м2, предел текучести 120 Мн/м2; относительное удлинение 40%; модуль нормальной упругости 205 Гн/м2; твердость по Бринеллю 600- 800 Мн/м2. В температурном интервале от 0 до 631 К (верхняя граница соответствует точке Кюри) никель ферромагнитен. Ферромагнетизм никеля обусловлен особенностями строения внешних электронных оболочек (3d84s2) его атомов.

Химические свойства никеля

Атомы никеля имеют внешнюю электронную конфигурацию 3d84s2. Наиболее устойчивым для никеля является состояние окисления Ni(II). Никель образует соединения со степенью окисления +1, +2, +3 и +4. При этом соединения никеля со степенью окисления +4 редкие и неустойчивые. Оксид никеля Ni2O3 является сильным окислителем. Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью - устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот.

Химическая стойкость обусловлена его склонностью к пассивированию - образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки, обладающей защитным действием. Никель активно растворяется в разбавленной азотной кислоте и в горячей концентрированной серной. С соляной и с разбавленной серной кислотами реакция протекает медленно. Концентрированная азотная кислота пассивирует никель, однако при нагревании реакция всё же протекает (основной продукт восстановления азота - NO2). С оксидом углерода CO никель легко образует летучий и очень ядовитый карбонил Ni(CO)4.

Тонкодисперсный порошок никеля пирофорный (самовоспламеняется на воздухе). Никель горит только в виде порошка. Образует два оксида NiO и Ni2O3 и соответственно два гидроксида Ni(OH)2 и Ni(OH)3. Важнейшие растворимые соли никеля - ацетат, хлорид, нитрат и сульфат. Водные растворы солей окрашены обычно в зелёный цвет, а безводные соли - жёлтые или коричнево-жёлтые. К нерастворимым солям относятся оксалат и фосфат (зелёные), три сульфида: NiS (черный), Ni3S2 (желтовато-бронзовый) и Ni3S4 (серебристо-белый).

Никель также образует многочисленные координационные и комплексные соединения. Например, диметилглиоксимат никеля Ni(C4H6N2O2)2, дающий чёткую красную окраску в кислой среде, широко используется в качественном анализе для обнаружения никеля.Водные растворы солей никеля(II) содержат ион гексаакваникеля(II) [Ni(H2O)6]2+.

При добавлении к раствору, содержащему эти ионы, аммиачного раствора происходит осаждение гидроксида никеля (II), зелёного желатинообразного вещества. Этот осадок растворяется при добавлении избыточного количества аммиака вследствие образования ионов гексамминникеля(II) [Ni(NH3)6]2+. Никель образует комплексы с тетраэдрической и с плоской квадратной структурой. Например, комплекс тетрахлороникелат (II) [NiCl4]2− имеет тетраэдрическую структуру, а комплекс тетрацианоникелат(II) [Ni(CN)4]2− имеет плоскую квадратную структуру.

В качественном и количественном анализе для обнаружения ионов никеля (II) используется щелочной раствор бутандиондиоксима, известного также под названиями диметилглиоксим и реактив Чугаева. То, что это вещество является реактивом на никель, установил в 1905 году Л. А. Чугаев. При его взаимодействии с ионами никеля (II) образуется красное координационное соединениебис(бутандиондиоксимато)никель(II). Это - хелатное соединение, и бутандиондиоксимато-лиганд является бидентатным.

Нахождение никеля в природе

Никель довольно распространён в природе - его содержание в земной коре составляет ок. 0,01 %(масс.). В земной коре встречается только в связанном виде, в железных метеоритах содержится самородный никель (до 8 %). Содержание его в ультраосновных породах примерно в 200 раз выше, чем в кислых (1,2 кг/т и 8г/т). В ультраосновных породах преобладающее количество никеля связано с оливинами, содержащими 0,13 - 0,41 % Ni. Он изоморфно замещает железо и магний.

Небольшая часть никеля присутствует в виде сульфидов. Никель проявляет сидерофильные и халькофильные свойства. При повышенном содержании в магме серы возникают сульфиды никеля вместе с медью, кобальтом, железом и платиноидами. В гидротермальном процессе совместно с кобальтом, мышьяком и серой и иногда с висмутом, ураном и серебром, никель образует повышенные концентрации в виде арсенидов и сульфидов никеля.

Никель обычно содержится в сульфидных и мышьяк-содержащих медно-никелевых рудах. Никель в рудах: никелин (красный никелевый колчедан, купферникель) NiAs; хлоантит (белый никелевый колчедан) (Ni, Co, Fe)As2; гарниерит (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O и другие силикаты;магнитный колчедан (Fe, Ni, Cu)S; мышьяково-никелевый блеск (герсдорфит) NiAsS; пентландит (Fe,Ni)9S8.

В растениях в среднем 5·10−5 весовых процентов никеля, в морских животных - 1,6·10−4, в наземных - 1·10−6, в человеческом организме - 1…2·10−6. О никеле в организмах известно уже немало. Установлено, например, что содержание его в крови человека меняется с возрастом, что у животных количество никеля в организме повышено, наконец, что существуют некоторые растения и микроорганизмы - «концентраторы» никеля, содержащие в тысячи и даже в сотни тысяч раз больше никеля, чем окружающая среда.

  Природные изотопы никеля

Изотопы никеля - разновидности атомов (и ядер) химического элемента никеля, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Природный никель содержит 5 стабильных изотопов: 58Ni (68.27 %), 60Ni (26.10 %), 61Ni (1.13 %), 62Ni (3.59 %), 64Ni (0.91 %). Существуют также искусственно созданные изотопы никеля, самые стабильные из которых - 59Ni (период полураспада 100 тысяч лет), 63Ni (100 лет) и 56Ni (6 суток).

  Никелевые руды

Никелевые руды - вид полезных ископаемых, природные минеральные образования, содержание никеля в которых достаточно для экономически выгодного извлечения этого металла или его соединений. Обычно разрабатываются месторождения сульфидных руд, содержащие 1-2 % Ni, и силикатные руды, содержащие 1-1,5 % Ni. В основу положена промышленная систематика месторождений, базирующуюся на морфологии рудных тел, геологических условиях их залегания, минеральном и вещественном составе руд, особенностях их технологической переработки.

К наиболее важным минералам никеля относят наиболее часто встречающиеся и промышленные минералы:

- сульфиды (пентландит (Fe, Ni)S (или (Ni, Fe)9S8,содержит 22-42% Ni);

- миллерит NiS (64,5% Ni);

- никелин (купферникель, красный никелевый колчедан) NiAs (до 44% Ni);

- никелистый пирротин, полидимит, кобальт-никелевый пирит, виоларит, бравоит, ваэсит NiS2, хлоантит, раммельс-бергит NiAs2,герсдорфит (герсфордит, никелевый блеск NiAsS), ульманит), водные силикаты (гарниерит, аннабергит, ховахсит, ревдинскит, шухардит, никелевые нонтрониты) и никелевые хлориты.

    Месторождения никелевых руд

Основные месторождения никелевых руд находятся в Канаде, Российской Федерации (Мурманская область, Норильский район, Урал, Воронежская область), Кубе, ЮАР, Новой Каледонии и на Украине.

Основные типы никелевых месторождений следующие:

- медно-никелевые сульфидные месторождения: Норильское (в т. ч. Талнахское и Октябрьское), Мончегорское (также п. Никель), Каула и др. (СНГ), рудный район Сёдбери и месторождение Томпсон (Канада), Камбалда (Австралия);

- никелевые силикатные и кобальт-никелевые силикатные, преимущественно пластообразные месторождения Южного Урала и Побужья (в т. ч. оксидно-силикатные ферро-никелевые), Кубы, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.

Второстепенные типы:

- медно-колчеданные месторождения;

- жильные сульфидно-арсенидные комплексные месторождения.

Потенциальным источником могут являться железомарганцевые конкреции дна океанов.

      Норильский рудный район (Россия)

Норильский рудный район - бесценная кладовая на Крайнем Севере. Район находится на севере Красноярского края, здесь сосредоточены сульфидные медно-никелевые месторождения мирового значения: «Норильск I», «Норильск II», «Талнахское», «Октябрьское», а также месторождения угля, нефти, газа и других полезных ископаемых.

      Мончегорское месторождение (Россия)

Мончегорский район обладает огромным рудным потенциалом. Отработанные на сегодняшний день приповерхностные медно-никелевые руды составляют лишь небольшую часть от потенциальных ресурсов более глубоких горизонтов. А, учитывая огромные суммарные ресурсы платинометальных как сульфидных, так и малосульфидных руд, а также наличие в Мончегорском районе месторождений и проявлений хромовых, высокованадиевых титаномагнетитовых руд и других видов минерального сырья, Мончегорский район может играть ведущую роль в России в развитии горной промышленности.

      Рудный район Садбери (Канада)

Садбери (Sudbury) - уникальный медно-никелевый рудный район в Канаде (штат Онтарио). Включает 61 месторождение и рудопроявление. Разработка месторождений - подземным способом. Из руд Садбери производят рафинированный никель (содержание никеля 99,74%), оксиды никеля (76% никеля, 0,75% меди), никелево-медный штейн (около 40% никеля), рафинированные медь и кобальт, золото, серебро, металлы платиновой группы, селен, теллур, концентрированную серную кислоту, сжиженный SО2, железную руду.

      Рудный район Томпсон (Канада)

Томпсон (Thompson) - медно-никелевый рудный район на северо-западе Манитобы (Канада); эксплуатируется с 1961 года. Всего в районе разведано девятнадцать месторождений, крупнейшие из них: Томпсон, Мистери-Лейк, Моак-Лейк, а разрабатываются только три: Томпсон, Соаб-Лейк, Пайп-Лейк. Общие запасы руды оценены в 2 млн. т при содержании никеля 2%. Производство никеля осуществляется в концентратах. Центром добычи, выплавки и рафинирования никеля является город Томпсон. Горнометаллургический комбинат в Томпсоне способен перерабатывать 100 тысяч тонн руды в год.

      Месторождение Камбалда (Австралия)

Камбалда (Kambalda) - крупное месторождение никелевых руд в Западной Австралии. Открыто в 1966, разрабатывается с 1967. Представлено сегрегационными сульфидными рудами. В пределах месторождения разведаны рудные залежи: Мак Маон, Геллатли, Лорето, Оттер, Хуан, Дуркин, Гибс, Ланнон, Хант, Фишер, Кен. Общие запасы руды 24 млн. т (1981), 793 тысяч т никеля при содержании в руде 3,23%, 10 тысяч т кобальта при содержании 0,04%, 76 тысяч т меди при содержании 0,3%.

    Запасы никелевых руд в мире

По оценке ВНИИЗГ общие запасы никеля в промышленно развитых и развивающихся странах на начало 1998 г. составляли 77.4 млн т., в том числе подтвержденные запасы 45,5 млн т.

Основные запасы сосредоточены в Новой Каледонии, Канаде,Австралийском союзе, на Филиппинах, в Индонезии, Бразилии, Гватемале, Греции. Япония и страны Западной Европы (за исключением Норвегии) собственными ресурсами никеля не располагают. Незначительные запасы никеля и в США - 140 тыс. т. Ежегодная добыча никеля промышленно развитых и развивающихся странах составляет около 600 тыс. т., в том числе: в Канаде - 262, Новой Каледонии - до 135, Австралийском союзе - 85, на Филиппинах - 40, в Индонезии - 25, ЮАР - 22, США - 15, Доминиканской республике - 27.

Главные страны по добыче и производству никеля: Канада, Новая Каледония и Австралийский союз, а основные потребители: Япония, США и страны Западной Европы. В связи с этим Япония, США и Германия интенсивно занимаются решением проблемы добычи и переработки железомарганцевых конкреций Мирового океана с целью получения из них и никеля. Дальнейший рост производства никеля предусматривается в основном за счет силикатных руд никеля и вовлечения в эксплуатацию сульфидных месторождений с крупными запасами, хотя и бедными рудами.

В объёме внешнеторгового оборота никель занимает одно из ведущих мест среди цветных металлов. Уникальные месторождения содержат более 500 тыс. т никеля, крупные - 500-250 тыс. т., средние - 250- 100 тыс. т., мелкие - до 100 тыс. т.

Получение и производство никеля

Около 80% никеля от общего его производства получают из сульфидных медно-никелевых руд. После селективного обогащения методом флотации из руды выделяют медный, никелевый и пирротиновый концентраты. Под обогащением руд принято понимать совокупность приемов получения концентратов путем обработки руд механическими способами - измельчением с последующей гравитацией, магнитной сепарацией или флотацией.

Общие запасы никеля в рудах на начало 1998 г. оцениваются в количестве 135 млн т., в том числе достоверные - 49 млн.т. Основные руды никеля - никелин (купферникель) NiAs, миллерит NiS, пентландит (FeNi)9S8 - содержат также мышьяк, железо и серу; в магматическом пирротине также встречаются включения пентландита. Другие руды, из которых тоже добывают Ni, содержат примеси Co, Cu, Fe и Mg.

Иногда никель является основным продуктом процесса рафинирования, но чаще его получают как побочный продукт в технологиях других металлов. Из достоверных запасов, по разным данным, от 40 до 66 % никеля находится в «окисленных никелевых рудах» (ОНР), 33 % - в сульфидных, 0,7 % - в прочих. По состоянию на 1997 г. доля никеля, произведённого переработкой ОНР, составила порядка 40 % от общемирового объёма производства. В промышленных условиях ОНР делят на два типа: магнезиальные и железистые.

Тугоплавкие магнезиальные руды, как правило, подвергают электроплавке на ферроникель (5-50 % Ni+Co, в зависимости от состава сырья и технологических особенностей). Наиболее железистые - латеритовые руды перерабатывают гидрометаллургическими методами с применением аммиачно-карбонатного выщелачивания или сернокислотного автоклавного выщелачивания.

В зависимости от состава сырья и применяемых технологических схем конечными продуктами этих технологий являются: закись никеля (76-90 % Ni), синтер (89 % Ni), сульфидные концентраты различного состава, а также металлические никель электролитный, никелевые порошки и кобальт.

Менее железистые - нонтронитовые руды плавят на штейн. На предприятиях, работающих по полному циклу, дальнейшая схема переработки включает конвертирование, обжиг файнштейна, электроплавку закиси никеля с получением металлического никеля. Попутно извлекаемый кобальт выпускают в виде металла и/или солей.

Ещё один источник никеля: в золе углей Южного Уэльса в Англии - до 78 кг никеля на тонну. Повышенное содержание никеля в некоторых каменных углях, пефтях, сланцах говорит о возможности концентрации никеля ископаемым органическим веществом. Причины этого явления пока не выяснены.

«Никель долгое время не могли получить в пластичном виде вследствие того, что он всегда имеет небольшую примесь серы в форме сульфида никеля, расположенного тонкими, хрупкими прослойками на границах металла. Добавление к расплавленному никелю небольшого количества магния переводит серу в форму соединения с магнием, которое выделяется в виде зерен, не нарушая пластичности металла.»

Основную массу никеля получают из гарниерита и магнитного колчедана. Способы получения никеля:

- силикатную руду восстанавливают угольной пылью во вращающихся трубчатых печах до железо-никелевых окатышей (5-8 % Ni), которые затем очищают от серы, прокаливают и обрабатывают раствором аммиака. После подкисления раствора из него электролитически получают металл;

- карбонильный способ (метод Монда). Вначале из сульфидной руды получают медно-никелевый штейн, над которым пропускают СО под высоким давлением. Образуется легколетучий тетракарбонилникель [Ni(CO)4], термическим разложением которого выделяют особо чистый металл;

- алюминотермический способ восстановления никеля из оксидной руды: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O3.

В январе-июле 2015 года на мировом рынке наблюдался дефицит никеля в размере 16 тыс. тонн. Об этом свидетельствуют данные World Bureau of Metal Statistics. Согласно подсчетам экспертов, мировое производство рафинированного никеля достигло в указанный период 1,096 млн. тонн.

Мировой избыток никеля в июне 2015 года уменьшился до 8,8 тыс. тонн. Об этом свидетельствуют данные International Nickel Study Group. Годом ранее избыток никеля на мировом рынке оценивался в 9,5 тыс. тонн. Производство никеля в мире в июне этого года составило 168 тыс. тонн, а потребление – 159,2 тыс. тонн.

Избыток никеля на мировом рынке в 2015 году составит 15 тыс. тонн. Такое мнение высказали аналитики австралийского инвестиционного банка Macquarie. Ранее специалисты банка прогнозировали, что мировой избыток никеля в нынешнем году будет составлять 30 тыс. тонн.

  ТОП-10 стран - производителей никеля в 2014 году

На протяжении 2014 г. большинство участников рынка ожидали, что цены на никель будут расти, опираясь на запрет вывоза никельсодержащей руды из Индонезии и грядущий дефицит никеля на рынке. Тем не менее, цена падала все ниже благодаря сохранению запасов руды на сладах и ожиданию смягчения введенных правил.

Мировое производство никеля в 2014 г. незначительно сократилось по сравнению с прошлым годом (2,4 млн. т против 2,63 млн. т). По данным Геологической Службы США (USGS) среднегодовая цена на никель упала на 14%. Взгляды аналитиков на развитие рынка разделились: одни утверждают, что производство вырастет, другие - что рынок никеля сильно сократится в 2015. Список из 10 основных стран-продуцентов никеля в 2014 году по данным USGS.

    Филиппины (440 тыс. тонн)

Филиппины - добыча никеля за 2014 г. - 440 тыс.т. Страна за прошедший год стала ведущим поставщиком никелевой руды в Китай, увеличив экспорт руды на 24% за первые 10 месяцев прошедшего года (по данным агентства Блумберг (Bloomberg)).

Основная доля руды была поставлена со складов, но Филиппины планируют ввести в строй несколько новых месторождений никеля, надеясь целиком заполнить пробел, оставленный Индонезией. «Если запрет на экспорт руды в Индонезии сохранится, то мы сможем начать отработку более пяти новых месторождений в ближайшую пятилетку. Добыча никеля будет наиболее прибыльна в ближайшие 10 лет», - отметил представитель геологического департамента Филиппин.

    Россия (260 тыс. тонн)

Россия - добыча никеля за 2014 г. – 260 тыс.т. Производство никеля в стране сократилось на 5% по сравнению с 2013 г. В то время как запрет на экспорт руды в Индонезии ударил по некоторым производителям, в Российской Федерации возникли свои экспортные запреты, с которыми пришлось считаться. Экономические санкции, введенные против Российской Федерации, по данным новостного агентства CBC News, привели к ограничению экспорта в США и Великобританию.

    Индонезия (240 тыс. тонн)

Индонезия - добыча никеля за 2014 г. - 240 тыс.т. С начала января 2014 г. начал действовать запрет на экспорт необработанной руды, который привел к снижению добычи на 45%. Эти меры были приняты правительством Индонезии, чтобы горнодобывающие компании стали вкладываться в создание полного цикла производства конечного продукта внутри страны, что имело бы длительный положительный экономический эффект в будущем. Результаты уже есть - к концу 2015 г. в стране будет построено уже шесть никельперерабатывающих заводов, к концу 2016 - еще пять.

    Канада (233 тыс. тонн)

Канада - добыча никеля в 2014 г. - 233 тыс.т. Добыча никеля в Канаде незначительно выросла по сравнению с 2013 г. (с 223 тыс.т). Как и многие другие страны, Канада ожидала резкого увеличения добычи руды с момента введения запрета на экспорт в Индонезии, и, как следствие, ввод в строй новых рудников и создания новых рабочих мест. Однако, из-за падения цен на никель отработка большинства объектов оказалась нерентабельной.

    Австралия (220 тыс. тонн)

Австралия - добыча никеля в 2014 г. - 220 тыс.т. Добыча никеля за 2014 год в Австралии также сократилась (с 234 тыс.т), однако этот спад был ожидаем. В трех штатах страны начинают работу несколько никелевых рудников и увеличение добычи ожидается только к 2018 г.

    Новая Каледония (165 тыс. тонн)

Новая Каледония - добыча никеля в 2014 г. - 165 тыс.т. Добыча никеля в стране осталась на том же уровне, что и в 2013 г. В стане действует завод по производству промышленной техники Caterpillar, который использует местное сырье. В ближайшем будущем руководство завода собирается расширять мощности производства, для чего будет развивать добычные возможности региона.

    Бразилия (126 тыс. тонн)

Бразилия - добыча никеля в 2014 г. - 126 тыс.т. В Бразилии 2014 год также отметился спадом добычи никеля с 138 тыс.т до 126 тыс.т. Несмотря на это в стране зафиксирован резкий рост производства никеля: за 2014 г. компания Vale S.A., один из ведущих производителей никеля в мире, увеличила выпуск никеля с 2 тыс.т конечного никеля до 21 тыс.т.

    Китай (100 тыс. тонн)

Китай - добыча никеля в 2014 г. - 100 тыс.т. Добыча никеля в Китае выросла незначительно - на 5 тыс.т по сравнению с прошлым годом. Китай является ведущим мировым продуцентом чернового ферроникеля (nickel pig iron), используемого в сталелитейной промышленности, который производится, преимущественно, из привозного сырья.

    Колумбия (75 тыс. тонн)

Колумбия - добыча никеля в 2014 г. - 75 тыс.т. За прошедший год добыча никеля в стране не изменилась. Однако, в будущем году ситуация может измениться, поскольку в стране начали случаться забастовки рабочих, что приводит к простою рудников.

    Куба (66 тыс. тонн)

Куба - добыча никеля в 2014 г. - 66 тыс.т. На Кубе ситуация с добычей никеля также осталась неизменной. По данным агентства Reuters, в стране сократится производство на одном из двух никелевых заводов, чтобы обеспечить технологическое обслуживание и капитальные изменения на объекте.

  5 крупнейших компаний - производителей никеля (2010 год)

    Норильский никель (297 тыс. тонн, 14 млрд. долларов)

Норильский никель - российская горно-металлургическая компания. В настоящее время «Норильский никель» объединяет группу предприятий, возглавляемую Публичным акционерным обществом «Горно-металлургическая компания „Норильский никель“» (ГМК «Норильский никель»; в том числе ГМК НН).

Ранее основная часть современного «Норильского никеля» была известна как «Норильский горно-металлургический комбинат им. А. П. Завенягина» (НГМК). Штаб-квартира компании расположена в Москве-Сити, в небоскрёбе Меркурий Сити Тауэр. До октября 2014 года располагалась на Большой Татарской улице.

    Vale (178 тыс. тонн, 38 млрд. долларов)

Компания является корпорацией в горно-металлургической отрасли промышленности. Vale является второй по величине горнодобывающей компании по величине переработанного сырья, а также является крупнейшим производителем железной руды и второй по величине производства никеля.

Компания имеет филиалы в 30 странах, на 5 континентах. (Ангола, Аргентина, Австралия, Австрия, Барбадос, Канада, Чили, Китай, США, Филиппины, Гвинея, Индия, Индонезия, Япония, Малайзия, Малави, Мексика, Мозамбик, Новая Каледония, Сингапур, республика Корея, объединенные Арабские Эмираты и другие) Штаб-квартира находится в Бразилии. Компания стремится к повышению качества жизни и максимальной защите окружающей среды.

    BHP Billiton (170 тыс.тонн, 72 млрд. долларов)

Би-Эйч-Пи Биллитон - крупнейшая в мире горнодобывающая компания. Основная штаб-квартира - в Мельбурне, Австралия, дополнительная - в Лондоне. Основана в 2001 году путём объединения предприятий бизнеса австралийской Broken Hill Proprietary Company (BHP), и британской Billiton.

Юридически Би-Эйч-Пи Биллитон состоит из двух компаний - австралийской Би-Эйч-Пи Биллитон Limited и британской BHP Billiton Plc, которые имеют отдельную структуру собственников и независимо друг от друга котируются на фондовому рынку. В то же время управление осуществляется двумя идентичными советами директоров и одной управляющей структурой. Австралийская компания владеет около 60 % бизнеса единой компании; британская - около 40 %.

    Jinchuan (120. тыс.тонн, 7.8 млрд. долларов)

Jinchuan Group Co., Ltd. (ранее - Jinchuan Group Ltd.) - китайская металлургическая компания. Штаб-квартира располагается в городе Цзиньчан, в провинции Ганьсу. Производит никель, медь, кобальт, платину, палладий, золото, серебро и селен. В 2007 году объём производства составил 150 тысяч тонн чистого никеля в год, что составляло 90 % производства никеля в Китае, и являлся крупнейшим производителем никеля в Азии.

Производит 400 тысяч тонн меди в год, являясь по этому показателю 4-м производителем в Китае. Компания отчиталась о прибыли в 10 млрд. юаней в 2007 году, 7,2 млрд юаней в 2006 году, с продажами на 50 млрд. юаней. В октябре 2007 года компания объявила, что планирует достичь роста капитализации до 30 млрд. юаней в ходе Публичное размещение, которое планировалось в течение следующих 10 месяцев. Акции компании размещены на Гонконгской бирже.

    Xstrata (92 тыс.тонн, 32 млрд. долларов)

Xstrata plc (LSE: XTA) - швейцарская горнодобывающая компания. Штаб-квартира - в городе Цуг, столице одноимённого кантона Швейцарии. Xstrata производит цинк, медь и добывает уголь, также занимается разработкой месторождений меди, цинка, золота, серебра и свинца.

Добыча ведётся в таких странах, как Чили, Австралия, Аргентина,Колумбия, Германия, Перу, ЮАР, Испания, Великобритания и др. Компании принадлежит 19,8 % акций канадской горнодобывающей компании Falconbridge; в мае 2006 Xstrata сделала акционерам Falconbridge предложение о её покупке за сумму $14,6 млрд.. 2 мая 2013 года Xstrata была приобретена компанией Glencore.

Потребление никеля в мире

На рынке никеля принято различать первичных и конечных потребителей. Первичные потребители - это те отрасли, в которых потребляется непосредственно никель. Конечные потребители - это отрасли, в которых производят конечные никельсодержащие товары.

Главными первичными потребителями никеля являются производители нержавеющей стали. На их долю приходится около 2/3 всего потребления в мире. Никель используется также в производстве специальных сталей и сплавов, в гальванотехнике (никелирование), катализаторах, батареях и т.д.

Основные конечные потребители никеля - транспорт, машиностроение, строительство, химическая промышленности, производство посуды и прочих изделий быта. Основные страны (группы стран) потребители никеля - Евросоюз, Япония, США, Китай, Тайвань и Южная Корея. Следует уточнить, что с 2009 года Китай по объему использования рафинированного никеля (около 600 тыс.т./год) находится на первом месте в мире. Интересно, что на рынке никеля страны основные производители данного металла, за исключением, пожалуй, Японии и Китая, не являются его основными потребителями.

Цены на никель в мире

На мировом рынке никеля происходят разнонаправленные изменения биржевых котировок. На Лондонской бирже металлов (London Metal Exchange, LME) средняя стоимость наличного никеля в декабре 2014 года составляла $15 918,5, в январе 2015 года - $14 770,9, а на последних торгах - $14 785,0 за тонну. Средняя стоимость наличного никеля на LME в феврале 2014 года составляла $14 194,5 за тонну.

С начала 2015 года никель подешевел на 41%, до $8885 за тонну, свидетельствуют данные Лондонской биржи металлов (LME). Это минимальная цена с 2003 г. Тогда в середине года никель стоил $8267 за тонну, но уже к концу года подорожал выше $10 000 за тонну. В кризис 2009 г. никель дешевел до $8934 за тонну, но ниже не опускался, свидетельствуют данные LME. Сейчас на складах биржи сохраняются внушительные запасы этого металла – 415 452 т, это также давит на цены.

Применение никеля

Основная часть добываемого никеля (87 %) идет на производство жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов; относительно небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для химической и пищевой промышленности, а также в реактивной авиации, ракетостроении, в производстве оборудования для атомных электростанций, для изготовления приборов радиолокации.

Сплавы никеля с медью, цинком, алюминием (латунь, нейзильбер, мельхиор, бронза), сплав никеля и хрома (нихром) и монельметалл (75 % меди и 25 % никеля) широко используются машиностроительной промышленностью. Сплав никонель применяется в ракетостроении; элинвар сохраняет постоянную упругость при различных температурах; платинит заменяет дорогую платину; пермаллой обладает магнитной проницаемостью. Пермаллойные сердечники есть в любом телефонном аппарате. Десятая часть никеля, производимого в мире, идет на изготовление катализаторов в нефтехимическом производстве.

Основная доля выплавляемого никеля расходуется на приготовление различных сплавов. Так, добавление никеля в стали позволяет повысить химическую стойкость сплава, и все нержавеющие стали обязательно содержат никель. Кроме того, сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и используются при изготовлении прочной брони.

Сплав железа и никеля, содержащий 36 - 38 % никеля, обладает удивительно низким коэффициентом термического расширения (это - так называемый сплав инвар (сплав)), и его применяют при изготовлении ответственных деталей различных приборов. В связи с развитием реактивной техники и созданием газотурбинных установок особенно важны жаропрочные и жаростойкие хромоникелевые сплавы. Сплавы никеля используются в конструкциях атомных реакторов. Значит, количество никеля расходуется для производства щелочных аккумуляторов и антикоррозионных покрытий.

Ковкий Никель в чистом виде применяют для изготовления листов, труб и т. д. Он используется также в химические промышленности для изготовления специальной химической аппаратуры и как катализатор многих химических процессов. Никель - весьма дефицитный металл и по возможности должен заменяться другими, более дешевыми и распространенными материалами.

При изготовлении сердечникиов электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои. Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80 % никеля. Общеизвестны применяемые в различных нагревателях нихромовые спирали, которые состоят из хрома (10-30 %) и никеля. Из никелевых сплавов чеканятся монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч.

Высокая коррозионная стойкость никелевых покрытий позволяет использовать тонкие никелевые слои для защиты различных металлов от коррозии путем их никелирования. Одновременно никелирование придает изделиям красивый внешний вид. В этом случае для проведения электролиза используют водный раствор двойного сульфата аммония и никеля (NH4)2Ni(SO4)2.

Специально приготовленный дисперсный никель (так называемый никель Ренея) находит широкое применение как катализатор самых разных химических реакций. Оксиды никеля используют при производстве ферритных материалов и как пигмент для стекла, глазурей и керамики; оксиды и некоторые соли служат катализаторами различных процессов. Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.

  Сплавы с добавлением никеля

Никель является основой большинства суперсплавов - жаропрочных материалов, применяемых в аэрокосмической промышленности для деталей силовых установок.

- монель-металл (65 - 67 % Ni + 30 - 32 % Cu + 1 % Mn), жаростойкий до 500 °C, очень коррозионно-устойчив;

- белое золото (например, 585 пробы содержит 58,5 % золота и сплав (лигатуру) из серебра и никеля (или палладия));

- нихром, сплав никеля и хрома (60 % Ni + 40 % Cr);

- пермаллой (76 % Ni + 17 %Fe + 5 % Cu + 2 % Cr), обладает высокой магнитной восприимчивостью при очень малых потерях на гистерезис;

- инвар (65 % Fe + 35 % Ni), почти не удлиняется при нагревании;

- кроме того, к сплавам никеля относятся никелевые и хромоникелевые стали, нейзильбер и различные сплавы сопротивления типа константана, никелина и манганина.никель присутствует в качестве компонента ряда нержавеющих сталей.

  Никелирование изделий

Никелирование - создание никелевого покрытия на поверхности другого металла с целью предохранения его от коррозии. Проводится гальваническим способом с использованием электролитов, содержащих сульфат никеля(II), хлорид натрия, гидроксид бора, поверхностно-активные и глянцующие вещества, и растворимых никелевых анодов.

Толщина получаемого никелевого слоя составляет 12-36 мкм. Устойчивость блеска поверхности может быть обеспечена последующим хромированием (толщина слоя хрома - 0,3 мкм). Бестоковое никелирование проводится в растворе смеси хлорида никеля(II) и гипофосфита натрия в присутствии цитрата натрия: процесс проводят при рН 4-6 и 95 °C.

  Никель Ренея

Во многих химико-технологических процессах в качестве катализатора используется никель Ренея. Никель Ренея, иначе «скелетный никель» - твёрдый микрокристаллический пористый никелевый катализатор, используемый во многих химико-технологических процессах; способ его приготовления предложил в 1926 году американский инженер Мюррей Реней. Представляет собой серый высокодисперсный порошок (размер частиц обычно 400-800 нм), содержащий, помимо никеля, некоторое количество алюминия (до 15 масс.%) и насыщенный водородом (до 33 ат.%).

Частицы порошка имеют большое количество пор, вследствие чего удельная поверхность составляет около 100 м²/г. Никель Ренея пирофорен, то есть самовоспламеняется на воздухе при комнатной температуре, поэтому его хранят под слоем воды, спирта либо бензина. Никель Ренея широко применяется как катализатор разнообразных процессов гидрирования или восстановления водородом органических соединений (например, гидрирования аренов, алкенов, растительных масел и т. п.).

Ускоряет также и некоторые процессы окисления кислородом воздуха. Структурная и тепловая стабильность никеля Ренея позволяет использовать его в широком диапазоне условий проведения реакции; в лабораторной практике возможно его многократное использование. Никель Ренея каталитически значительно менее активен, чем металлы платиновой группы, но значительно дешевле последних.

  Изотопы никеля в радиационных технологиях

Нуклид 63Ni, излучающий β--частицы, имеет период полураспада 100,1 года и применяется в крайтронах, а также детекторах электронного захвата (ЭЗД) в газовой хроматографии.

  Никель-металлогидридные аккумуляторы

Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов. Никель-металл-гидридный аккумулятор (Ni-MH) - вторичный химический источник тока, в котором анодом является водородный металлогидридный электрод (обычно гидрид никель-лантан или никель-литий),электролит - гидроксид калия, катод - оксид никеля.

  Монеты с добавлением никеля

Никель широко применяется при производстве монет во многих странах. В США монета достоинством в 5 центов носит разговорное название «никель». 5 центов с изображением Джефферсона - монеты США номиналом 5 центов, которые чеканятся с 1938 года по сегодняшний день. Имеют несколько разновидностей.

  Струны для электрогитар с никелевой обмоткой

Также никель используется для производства обмотки струн музыкальных инструментов.

  Брекеты и протезы на основе сплава никеля

Никель в медицине может применяется при изготовлении брекет-систем (никелид титана или нитинол) и протезирования (дентальные имплантаты, другие имплантаты)

Брекет-системы - (брекеты) (ортодонтические скобы, от англ. bracket - скобка) - сложные ортодонтические несъёмные конструкции (аппараты), для коррекции положения зубов человека при нарушениях прикуса, неровности зубного ряда. Представляют собой устройства, которые фиксируются при помощи ортодонтического клея (бонда) на наружную или внутреннюю поверхность зубов.

Брекет имеет паз, в котором лежит ортодонтическая дуга, имеющая «память формы» (например, сплав нитинол на основе никеля и титана) или стальная. Сопротивление этой дуги при её фиксации посредством брекетов на искривлённых зубах - сила, которая медленно, но неуклонно выравнивает зубы и зубной ряд, под воздействием тепла в полости рта.

Зубной (дентальный) имплантат - искусственно изготовленная, чаще всего многокомпонентная конструкция, используемая для внедрения в костную ткань челюсти с последующим сращением (остеоинтеграцией) с целью протезирования. Имплантаты замещают собой корни утраченных зубов, позволяя впоследствии провести восстановление зубного ряда.

Также из никелида титана делаются некоторые другие медицинские имплантаты.

  Нихромовая проволока с добавлением никеля

  Трубы в нефтегазовой промышленности с добавлением никеля

  Изоляторы в электронике с никельным покрытием

  Элементы автомобильных деталей на основе сплавов никеля

  Емкости в нефтегазовой промышленности с добавлением никеля

  Никелевые катоды для микроволновых излучателей

  Посуда с добавлением никеля

Биологическая роль никеля

Никель относится к числу микроэлементов, необходимых для нормального развития живых организмов. Однако о его роли в живых организмах известно немного. Известно, что никель принимает участие в ферментативных реакциях у животных и растений. В организме животных он накапливается в ороговевших тканях, например, в перьях.

Никель в организме является необходимым микроэлементом. Среднее содержание его в растениях 5,0·10-5% на сырое вещество, в организме наземных животных 1,0·10-6%, в морских - 1,6·10-4%. Установлено, что никель активирует фермент аргиназу, влияет на окислительные процессы; у растений принимает участие в ряде ферментативных реакций (карбоксилирование, гидролиз пептидных связей и других).

На обогащенных никелем почвах содержание его в растениях может повыситься в 30 раз и более, что приводит к эндемическим заболеваниям (у растений - уродливые формы, у животных - заболевания глаз, связанные с повышенным накоплением никеля в роговице: кератиты, кератоконъюнктивиты).

В XX веке было установлено, что поджелудочная железа очень богата никелем. При введении вслед за инсулином никеля продлевается действие инсулина и тем самым повышается гипогликемическая активность. Никель оказывает влияние на ферментативные процессы, окисление аскорбиновой кислоты, ускоряет переход сульфгидрильных групп в дисульфидные. Никель может угнетать действие адреналина и снижать артериальное давления. Избыточное поступление никеля в организм вызывает витилиго. Депонируется никель в поджелудочной и околощитовидной железах.

Опасность и вред никеля

Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям - у растений появляются уродливые формы, у животных - заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице. Токсическая доза (для крыс) - 50 мг. Рекомендуемой ежедневной нормы приема никеля не существует, применение Ni допустимо только после выявления его дефицита.

На никель, поступающий с пищей, так же как и при контакте с никелевыми сплавами, часто возникает аллергия в виде экземы. У больных экземой концентрация в крови меди, цинка и никеля повышена. Жесткая вода содержит кальций, магний и никель. Ni присутствует в питьевой воде, куда он попадает из стенок водопроводных труб (особенно утром, так как ночью вода в трубах застаивается).

Высокий уровень Ni в крови может быть также связан с артритом. Используемые в промышленности карбонильные соединения Ni являются канцерогенными веществами 1 группы опасности. При недоказанном дефиците Ni применять никель-содержащие препараты опасно потенцированием онко- и мутагенеза.

Никель - основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В 2008 году Американским обществом контактного дерматита никель был признан «Аллергеном года». В Евросоюзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.

Особенно вредны летучие соединения никеля, в частности, его тетракарбонил Ni(CO)4. ПДК соединений никеля в воздухе составляет от 0,0002 до 0,001 мг/м3 (для различных соединений). Карбонил никеля [Ni(CO)4] - очень ядовит. Предельно допустимая концентрация его паров в воздухе производственных помещений 0.0005 мг/м3.

Цельный металлический никель не опасен. Пыль, пары никеля и его соединений токсичны, а также вызывают заболевания носоглотки, легких, злокачественные новообразования, дерматиты, экземы. В атмосферном воздухе ПДК (среднесуточная) для металлического никеля, его оксидов и сульфата 0,001 мг/м3, для растворимых солей в виде гидроаэрозоля 0,0002 мг/м3, в воздухе рабочей зоны ПДК 0,005 мг/м3. Для металлического никеля ПДК в воде 0,1 мг/л, в почве 3,0 мг/кг.

Источники и ссылки

  Источники текстов, картинок и видео

ru.wikipedia.org - крупнейшая интернет энциклопедия Википедия

otvet.mail.ru - сервис ответов на вопросы пользователей другими пользоватеями

mirax.su - сайт компании Миракс, полезные статьи

dic.academic.ru - словари и энциклопедии на Академике

9tv.co.il - сайт и мобильное приложение Девятого Канала

potomy.ru - интернет энциклопелия для детей и родителей

gildiyakuznecov.ru - Гильдия кузнецов и художников по металлу

infogeo.ru - крупнейшая база данных по рынку металлов в открытом доступе

ereport.ru - сайт о мировому хозяйству, о мировых товарных и финансовых рынках

brazil24.ru - важные и интересные новости о Бразилии на русском языке

kt.kz - информационное агентство Kazakhstan Today

calorizator.ru - сайт о калориях, еде, вреде и пользе продуктов и добавок

vedomosti.ru - ежедневная деловая газета Ведомости

thequestion.ru - место, где можно задавать свои вопросы и делиться знанием с другими

azbukivedi-istoria.ru - интересные, порой даже очень необычные материалы из прошлого

vokrugsveta.ru - интернет сайт журнала Вокруг Света

nlmk-com.livejournal.com - личная страница в Живом Журнале, полезные статьи

aidaposhel.livejournal.com - личная страница в Живом Журнале, полезные статьи

cniga.com.ua - сайт издательства Издательство Дикое Поле, полезные книги

uraloved.ru - портал знатоков и любителей Урала

kitv.livejournal.com - личная страница в Живом Журнале, полезные статьи и фотографии

pixanews.com - информационный ресурс о многообразии мира человека

statista.com - интернет портал статистики, графики

mapoftheworld.ru - интернет сайт карт мира

metalbulletin.ru - сайт информационно-аналитического журнала Металлургический бюллетень

avia-simply.ru - интернет сайт - просто и доступно об авиации

sovsekretno.ru - интернет сайт газеты Совершенно Секретно

metotech.ru - интернет сайт компании Метотехника

geographyofrussia.com - сайт о географии, природе, экономике Российской Федерации

azbukametalla.ru - сайт справочник технической тематики

my.krskstate.ru - интернет сайт Энциклопедия Красноярского Края

mining-enc.ru - интернет сайт Горной энциклопедии Аа-лава-Яшма

mgeos.ru - министерство природных ресурсов и экологии Красноярского Края

discoverkola.com - сайт Геотуризм на Кольском полуострове

  Ссылки на интернет-сервисы

forexaw.com - информационно-аналитический портал по финансовым рынкам

youtube.com - ютуб, самый крупный видеохостинг в мире

Google Inc..ru - крупнейшая поисковая система в мире

video.google.com - поиск видео в интернете черег Гугл

translate.google.ru - переводчик от поисковой системы Google Inc.

maps.google.ru - карты от Google для поиска мест описываемых в материале

Yandex.ru - крупнейшая поисковая система в России

wordstat.yandex.ru - сервис от Яндекса позволяющий анализировать поисковые запросы

video.yandex.ru - поиск видео в интернете через Яндекс

images.yandex.ru - поиск картинок через сервис Яндекса

maps.yandex.ru- карты от Яндекса для поиска мест описываемых в материале

  Создатель статьи

Создателем данной статьи является Фома Киняев

vk.com/id332052092- профиль создателя статьи ВКонтакте

plus.google.com/u/1/114413574658912812182/posts?hl=ru - профиль создателя статьи в Google Inc. Плюс

my.mail.ru/mail/foma.kiniaev.de.piento/ - профиль создателя статьи в Мой Мир

Твиттер.com/Foma_Kiniaev_ - профиль создателя статьи в Twitter

Фейсбук.com/profile.php?id=100010625076512 - профиль создателя статьи в Facebook

ok.ru/profile/572040484026 - профиль создателя статьи в Одноклассниках

fomakiniaev.livejournal.com - профиль создателя статьи в Livejournal

Корректировщик статьи - Джейкоб

Рецензент статьи - профессор, д. э. н. Хайзенберг

Главный редактор ForexAW.com - Варис смотрящий