니켈
니켈
화학 원소입니다. 화학 기호 Ni, 원자 번호 28, 원자량 58.69는 주기율표의 VIII족에 속합니다. 고대 이집트인, 중국인, 바빌로니아인은 모두 니켈 함량이 높은 운석 철을 사용하여 유물을 만들었습니다. 고대 중국 운남성에서 생산된 백동에는 니켈 함량이 높았습니다. 1751년 스웨덴 A.F. Kronsted는 숯을 사용하여 적색 니켈 광석을 환원하여 금속 니켈을 얻었습니다. 영어 이름은 가짜 구리를 의미하는 독일 Kupfernickel에서 유래되었습니다. 지각의 니켈 함량은 0.018%입니다. 주요 광물은 펜틀란다이트[(Ni, Fe)9S8], 니켈라이트[(Ni, Mg)SiO3·6·1nH2O], 침철석 또는 황색 니켈(NiS), 적색 니켈입니다. 광석(NiAs) 등 해저에 있는 망간단괴에는 다량의 니켈 매장량이 포함되어 있어 니켈의 중요한 유망자원입니다.
니켈은 녹는점 1455°C, 끓는점 2730°C, 밀도 8.90g/cm3의 은백색 금속입니다. 강자성과 연성이 있어 전기와 열을 전도할 수 있습니다. 상온에서 니켈은 습한 공기 중에서 표면에 조밀한 산화막을 형성하여 추가 산화를 방지할 뿐만 아니라 알칼리 및 염 용액에 의한 부식에도 저항합니다. 블록 니켈은 타지 않으며 미세한 니켈 와이어는 가연성이며 특수 미세 다공성 니켈 입자는 공기 중에서 자연 발화합니다. 가열되면 니켈은 산소, 황, 염소 및 브롬과 격렬하게 반응합니다. 미세하게 분말화된 금속 니켈은 가열될 때 상당한 양의 수소를 흡수합니다. 니켈은 묽은 염산, 묽은 황산, 묽은 질산에 서서히 용해되지만, 발연질산에서는 표면이 부동태화됩니다. 니켈의 산화 상태는 -1, +1, +2, +3, +4이며, 단순 화합물 중에서는 +2가 가장 안정하고, +3 니켈 염은 산화제입니다. 니켈 산화물에는 NiO 및 Ni2O3가 포함됩니다. 수산화니켈[Ni(OH)2]은 강염기이며 물에 약간 용해되고 산에는 쉽게 용해됩니다. 황산니켈(NiSO4)은 알칼리 금속 황산염과 함께 명반 Ni(SO4)2·6·16H2O(MI는 알칼리 금속 이온)를 형성할 수 있습니다. +2가 니켈 이온은 배위 화합물을 형성할 수 있습니다. 압력을 가하면 니켈과 일산화탄소는 니켈 테트라카보닐[Ni(CO)4]을 형성할 수 있으며, 이는 가열 후 금속 니켈과 일산화탄소로 분해됩니다.
니켈의 제조방법은 다음과 같다. ①전기분해법. 농축된 황화물 광석은 산화물로 연소되고, 탄소와 함께 조니켈로 환원된 후, 전기분해되어 순수한 금속 니켈을 얻습니다. ②카르보닐화 방법. 황화니켈 광석은 일산화탄소와 반응하여 니켈 테트라카르보닐을 형성하고, 이를 가열하면 분해되어 고순도의 금속 니켈을 얻습니다. ③수소 환원 방법. 산화니켈을 수소로 환원하면 금속성 니켈을 생성할 수 있습니다. 니켈은 주로 스테인리스강과 내식성 합금 제조에 사용됩니다. 니켈은 니켈 도금에도 대량으로 사용됩니다. 니켈-구리 합금은 저항 합금, 열 교환기 및 콘덴서 튜빙에 사용됩니다. 인코넬은 증기 터빈과 열선 제조에 사용됩니다. 화학 산업에서 니켈은 수소화 반응의 촉매제로 사용됩니다.
니켈은 1751년 스웨덴 광물학자인 A.F. 크론스테트에 의해 처음 분리된 은백색 금속입니다. 기계적 강도와 연성이 좋고, 내화성과 고온에 강하고, 화학적 안정성이 높으며, 공기 중에서 산화되지 않기 때문에 매우 중요한 비철금속 원료로서 스테인레스강, 고강판 제조에 사용됩니다. -니켈 합금강 및 합금 구조강은 항공기, 레이더, 미사일, 탱크, 선박, 우주선, 원자로 등 다양한 군수 제조 산업에 널리 사용됩니다. 토목산업에서는 니켈을 구조용강, 내산강, 내열강 등으로 만드는 경우가 많으며, 다양한 기계제조 산업에 널리 사용됩니다. 니켈은 세라믹 안료 및 부식 방지 코팅으로도 사용할 수 있습니다. 니켈-코발트 합금은 전자 원격 제어, 원자력 산업 및 초음파 기술과 같은 분야에서 널리 사용되는 영구 자석 재료입니다. 수소화 촉매. 최근에는 컬러 TV, 테이프 레코더 및 기타 통신 장비에도 니켈 사용이 급속히 증가하고 있습니다. 요컨대 니켈은 그 우수한 특성으로 인해 현대 항공산업, 국방산업의 발전과 인류의 고급 물질문화생활을 위한 현대적 제도 구축에 없어서는 안 될 금속으로 되었습니다.
중국의 니켈광석 자원은 수요를 충족시킬 수 없습니다. 니켈 총 매장량은 784만톤으로 세계 9위다. 18개 성(지역)에 약 100개의 니켈 광산이 분포되어 있습니다. 그 중 감숙성은 전국 매장량의 61.9%를 차지해 매장량이 가장 많고 신장, 길림, 쓰촨 등 기타 성(지역)이 그 뒤를 잇는다.
간쑤성 진촨 니켈 광산은 캐나다 서드베리 니켈 광산에 이어 세계에서 두 번째로 큰 니켈 광산이다. 니켈 광상의 주요 유형은 마그마 융합 광상과 풍화 지각 규산염 니켈 광상입니다. 후자는 윈난(雲南)의 모장 니켈 광산으로 대표되며, 전자는 현장 용해 침전물과 마그마 심층 용해 및 침투 침전물의 두 가지 하위 범주로 나뉜다. 간쑤성 백가자 니켈 광산은 일종의 심층 용융 분리 화합물 침투 광상에 속합니다. 광물화시대를 분석하면 선캠브리아기부터 신생대까지 니켈광석이 생산되었다. 마그마 니켈광석은 주로 선캄브리아기와 고생대 후기에 생산되었으며, 니켈광석도 고생대 전기와 중생대에도 생산되었다. 풍화 지각 형태의 니켈 퇴적물은 신생대에 형성되었습니다.