نیکل پایه ساخت فلزات سخت

نیکل و ویژگیهای آن

نیکل انتقالی از گروه عناصر آهن و کبالت است و از نظر خواص مغناطیسی و فعالیت شیمیایی شبیه به آن ها می باشد. کانی های اصلی این عنصر شامل پنتلاندیت ، پیروتیت ( سولفیدهای نیکل و آهن ) و گارنییریت ( سیلیکات نیکل و منیزیم ) می باشد. این فلز دوام زیادی در هوا و آب داشته و اکسید نمی‌شود. به همین علت برای تولید سکه‌های پول، فلز کاری برنج و آهن و همچنین برای ساخت ابزار آلات شیمیایی در آلیاژهای خاص مانند نقره آلمانی کاربرد دارد.این عنصر جزو عناصر انتقالی محسوب می شود و معمولاً با کبالت همراه هست که هر دوی آنها در آهن‌های شهاب سنگی یافت می‌شوند.بزرگترین تولید کننده های نیکل در جهان به ترتیب روسیه، استرالیا و کانادا می باشد. به طور کلی با توجه به حجم تولید نسبتا پایین و قیمت بالای نیکل، ارزش ناخالص آن بالاست. بیش از 60 درصد نیکل‌ تولیدی در فولادهای ضد زنگ و بقیه آن به طور عمده در سوپر آلیاژها کاربرد دارد. نیکل اغلب جزیی از آلیاژهای ریختگی کروم‌دار بوده که در برابر دمای بالا و خوردگی مقاوم هستند. با توجه به گستردگی کاربرد فولاد ضد زنگ در صنایع غذایی و شیمیایی، این صنایع منبع اصلی برای بازیافت فولاد ضد زنگ محسوب می‌شوند. از طرف دیگر سوپر آلیاژها در صنایع ساخت توربین‌های گازی، هواپیما سازی و تولید برق نیز کاربرد دارند. با توجه به حجم بالای استفاده از نیکل در صنایع فولاد و سوپر آلیاژها و به تبع آن تولید ضایعات و قراضه فراوان، نخستین واحدهای صنعتی بازیابی نیکل در دهه 80 در ایالات متحده تاسیس شدند. این واحدها با استفاده از روش‌های پیرومتالورژی نیکل را بازیافت می‌کردند.

در سال‌های اخیر بازیابی نیکل از منابعی مانند کاتالیست‌ها، باتری‌ها و محلول‌ها دورریز مورد توجه قرار گرفته است.

قراضه‌های معمول نیکل شامل زوائد برشی آلیاژهای مس – نیکل موسوم به نقره نیکل و همچنین ورق، صفحه، لوله، مفتول، سیم و سایر مقاطع این آلیاژها است.

امروزه اغلب از فرآیندهای بازیابی هیدرومتالورژیکی استفاده می‌شود. در این فرآیندها، نیکل با استفاده از حلال مناسب به طور انتخابی و در حداکثر میزان ممکن وارد محلول می‌شود.

سپس به صورت یک نمک از محلول رسوب داده می‌شود و یا با استفاده از استخراج حلالی از محلول جدا شده و با انجام الکترولیز به صورت فلزی استحصال می‌گردد.

 ویژگی های نیکل:

این فلز دارای خواص مکانیکی خوب و مقاومت عالی در برابر محیط های خورنده است.
این فلز استحکام خود را در دمای بالا حفظ می کند
در دما های پایین دارای چقرمگی و داکتیلیته مناسبی است.
سختی نیکل در حدود فولاد بوده و به‌راحتی با گوگرد و آرسنیک ترکیب می‌شود.
این فلز دوام زیادی در هوا و آب داشته و اکسید نمی‌شود.
نیکل برای آلیاژهایی که بوجود می‌آورد، بسیار با ارزش می‌باشد.
معمولترین حالت اکسیداسیون نیکل ، 2+ است و این در حالی است که نیکل 3+ و 1+ نیز به ندرت مشاهده می‌شوند.
نیکل خالص تجاری، خلوصی در حدود %99 دارد.
این آلیاژ حاوی درصدی کربن (بیش از 0.1%) می باشد. هر چه مقدار کربن کمتر باشد، کار سختی کمتر و داکتیلیه بیشتر است.
نیکل هم به صورت فلز و هم به صورت ترکیب محلول می تواند وجود داشته باشد.