Kovy

Fakty o niklu



Informácie o použití niklu, zdrojoch, dodávkach, dopyte a produkcii


Zverejnené na informačnom letáku USGS od marca 2012

Nikel v prúdových motoroch: Niklové zliatiny sa používajú v lopatkách turbín a iných častiach prúdových motorov, kde teplota môže dosiahnuť 2 700 stupňov Fahrenheita a tlaky môžu dosiahnuť 40 atmosfér. Obrázok z NASA.gov.

Čo je to nikel?

Nikel je strieborne biely kov, ktorý sa používa hlavne na to, aby sa z nehrdzavejúcej ocele a iných zliatin stala silnejšia a lepšia odolnosť voči extrémnym teplotám a koróznemu prostrediu. Nikel bol prvýkrát identifikovaný ako jedinečný prvok v roku 1751 švédskym mineralogom a chemikom Baronom Axelom Fredrikom Cronstedtom. Pôvodne nazýval prvok kupfernickel, pretože sa nachádzal v skale, ktorá vyzerala ako medená (kupfer) ruda, a pretože baníci si mysleli, že „zlí duchovia“ (nikel) v skale im sťažujú získavanie medi z nej.

Nikel je nevyhnutným stopovým prvkom niektorých zvierat. Niektorí ľudia sú citliví na nikel a môžu sa vyvinúť kontaktná dermatitída, ak s nimi príde do styku s ich pokožkou. Aj keď veľa zliatin niklu, vrátane nehrdzavejúcej ocele, nespôsobuje zdravotné problémy, je potrebné prijať osobitné opatrenia na zaistenie bezpečnosti osôb pracujúcich s určitými inými zlúčeninami niklu a dokonca aj kovového niklu, pretože je známe, že spôsobujú rakovinu.

Vedel si? 5-percentné obehové mince ("nikly"), ktoré v súčasnosti vyrába mincovňa Spojených štátov, obsahujú 25 hmotnostných percent niklu a 75 hmotnostných percent medi.

Vedel si? V niektorých rámoch okuliarov sa používajú špeciálne zliatiny niklu a titánu, známe ako „zliatiny s tvarovou pamäťou“, pretože po ohnutí sa môžu odraziť späť do tvaru.

Ako používame nikel?

Približne 80 percent primárneho (nerecyklovaného) niklu spotrebovaného v Spojených štátoch v roku 2011 bolo použitých v zliatinách, ako napríklad nehrdzavejúca oceľ a superzliatiny. Pretože nikel zvyšuje odolnosť zliatiny voči korózii a jej schopnosť odolávať extrémnym teplotám, zariadenia a časti vyrobené zo zliatin obsahujúcich nikel sa často používajú v drsných prostrediach, ako sú zariadenia v chemických závodoch, ropných rafinériách, prúdových motoroch, zariadeniach na výrobu energie a pobrežné inštalácie. Zdravotnícke vybavenie, riad a príbory sú často vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, pretože sa dajú ľahko čistiť a sterilizovať.

Všetky americké obehové mince s výnimkou penny sú vyrobené zo zliatin, ktoré obsahujú nikel. Zliatiny niklu sa čoraz viac používajú pri výrobe nabíjateľných batérií pre prenosné počítače, elektrické náradie a hybridné a elektrické vozidlá. Nikel je tiež nanášaný na také predmety, ako sú kúpeľňové armatúry, aby sa znížila korózia a poskytol atraktívny povrch.

meteorit: Väčšina niklu na Zemi pochádza z vplyvov meteoritu počas skorej formácie našej planéty. Tento meteorit železa Sikhote-Alin má zloženie asi 93% železa, 6% niklu a 1% stopových prvkov. fotografie

Niklová ruda: Vzorka niklovej rudy z komplexu Sudbury Igneous Complex. Toto je vzorka pentlanditu v pyrhotite, ktorý má priemer približne štyri palce. Obrázok USGS.

Niklová ruda z komplexu Sudbury Igneous Complex. Masívna niklová ruda sa skladá z minerálov pentlanditu a pyrrhotitu, ktoré obklopujú fragmenty vyvrelých, sedimentárnych a metamorfovaných hornín, ktoré boli roztrhané zo stien krátera nárazom mimozemského tela. Obrázok USGS.

Odkiaľ pochádza nikel?

Nikel je piatym najhojnejším prvkom na Zemi, ale väčšina tohto niklu sa nachádza v jadre, viac ako 1 800 míľ pod povrchom. V zemskej kôre dodávajú väčšinu dnes používaného niklu dva hlavné typy ložísk: ložiská magmatického sulfidu (napríklad tie, ktoré sa nachádzajú v Norilsku v Rusku; Sudbury, Kanada; a Kambalda v Austrálii) a ložiská laterity (vrátane tých, ktoré sa nachádzajú na Kube, Nová Kaledónia a Indonézia). Uzly a kôry mangánu na hlbokom morskom dne môžu obsahovať toľko niklu ako vklady, ktoré sú známe na pevnine, ale v súčasnosti sa ťažia.

Magmatické vklady sulfidov obsahujú asi 40 percent celosvetových zdrojov niklu a v súčasnosti sú zdrojom viac ako polovice svetovej ponuky niklu. Usadzovanie niklu sa môže vyvinúť, ak sa magma, ktorá obsahuje malé množstvo siliky a vysoké množstvo horčíka, nasýti v síre, zvyčajne reakciou s horninami v zemskej kôre. Kvapalina bohatá na síru sa môže oddeliť od magmy; ióny niklu a niektoré ďalšie prvky sa do nich môžu pohybovať. Pretože kvapalina bohatá na síru je hustejšia ako magma, tekutina klesá a hromadí sa pozdĺž bázy magmatických komôr, vniknutí alebo lávových prúdov, kde môžu potom kryštalizovať sulfidové minerály obsahujúce nikel. Sulfidové minerály často tiež obsahujú kovy skupiny kobalt, meď alebo platina.

Komplex Sudbury Igneous je hlavným zdrojom niklu v Kanade a druhým najväčším ložiskom sulfidu niklu na svete. Komplex je jedinečný, pretože vznikol, keď mimozemské telo, pravdepodobne kométa, zasiahlo Zem asi pred 1 850 miliónmi rokov. Časti zemskej kôry blízko nárazu sa vo výslednom kráteri roztavili a vytvorili veľkú vrstvu magmy; sulfidová kvapalina obsahujúca nikel zozbieraná pozdĺž dna magmatickej vrstvy a z nej vykryštalizovali sulfidové minerály obsahujúce nikel a meď.

Lateritové vklady predstavujú približne 60 percent svetových zdrojov niklu. Lateritové ložiská sa vytvárajú v teplom, vlhkom, tropickom alebo subtropickom prostredí, keď sa pomocou chemického počasia rozkladajú vyvierajúce horniny s nízkym obsahom oxidu kremičitého a vysokým obsahom horčíka. Zvetrávanie odstraňuje niektoré z pôvodných zložiek hornín a vytvára zvyšky usadenín, v ktorých sa môžu koncentrovať prvky ako nikel.

Niklové jadro Zeme: Priemerná hojnosť niklu v kôre je iba asi 100 častíc na milión. Vnútorné jadro Zeme je však považované za zliatinu železa a niklu a vonkajšie jadro je tavenina primárne zložená zo železa a niklu. Obrázok USGS.

Nikel: Celosvetová ponuka a dopyt


2011 Výroba niklu
KrajinaMetrické tony
Austrália215,000
Botswana26,000
Brazília109,000
Kanada220,000
Čína89,800
Kolumbia76,000
Kuba71,000
Dominikánska republika21,700
Indonézia290,000
madagaskar5,900
Nová Kaledónia131,000
Filipíny270,000
Rusko267,000
južná Afrika44,000
Spojené štáty0
Ostatné krajiny103,000
Vyššie uvedené hodnoty sú metrické tony výroby niklu v roku 2011 zo súhrnov minerálnych komodít USGS, január 2013.

V roku 2011 v Spojených štátoch neexistovali žiadne aktívne niklové bane, hoci sa malé množstvo niklu získalo ako vedľajší produkt pri spracovaní medených a paládiových platinových rúd. Do roku 2015 sa plánuje príchod niekoľkých vkladov v Minnesote a Michigane.

Recyklovaný nikel je mimoriadne dôležitým zdrojom dodávok. V roku 2011 predstavoval recyklovaný nikel približne 43 percent spotreby niklu v USA.

V roku 2011 bolo Rusko popredným výrobcom niklu, za ktorým nasledovala Indonézia, Filipíny a Kanada. Od roku 2007 do roku 2010 Kanada dodávala približne 38 percent dovozu niklu v USA a následne v poradí podľa dovážaného množstva Rusko (17 percent), Austrália, Nórsko a ďalšie krajiny. Väčšina svetových známych zásob niklu sa sústreďuje v Austrálii, Brazílii, Kanade, na Kube, na Novej Kaledónii a v Rusku.

Vedel si? Pivní sudy vyrobené z niklovej nehrdzavejúcej ocele sa často používajú 30 až 40 rokov.

Vedel si? Chondrity, najbežnejší typ meteoritu, obsahujú 100 až 1 000-krát viac niklu ako takmer každá zemská hornina.

Zaistite budúce dodávky niklu

Spojené štáty sa spoliehajú na dovoz a recykláciu dodávok niklu a táto situácia sa pravdepodobne pravdepodobne počas nasledujúcich 25 rokov významne nezmení. Riziko prerušenia dodávok je však nízke, pretože existuje dostatok globálnych rezerv rozložených vo viac ako 10 krajinách, ktoré by uspokojili predpokladaný dopyt po nikle na mnoho ďalších rokov. Vláda USA už neudržiava nikel v zásobe národnej obrany. Produkcia z lateritových ložísk sa pravdepodobne zvýši, keďže zdroje niklu v existujúcich sulfidových baniach sú vyčerpané.

Vedci USGS študujú, ako a kde sú zdroje niklu sústredené v zemskej kôre, aby pomohli predpovedať, kde by sa mohli nachádzať budúce dodávky niklu, a pomocou týchto poznatkov zhodnotiť pravdepodobnosť, že môžu existovať neobjavené zásoby niklu. Techniky posudzovania nerastných zdrojov vyvinula organizácia USGS na podporu správcovstva spolkových krajín a na vyhodnotenie dostupnosti nerastných zdrojov v globálnom kontexte. USGS tiež zostavuje štatistiky a informácie o celosvetovej ponuke niklu, dopyte po ňom a toku niklu. Tieto údaje sa používajú na informovanie vnútroštátnych právnych predpisov USA.

Pozri si video: Kopalnia niklu w Szklarach (August 2020).