Bu kumush-kulrang metall o'tish metalliga tegishli - u ham gidroksidi, ham bor kislotali xossalari. Metallning asosiy afzalliklari egiluvchanlik, egiluvchanlik va yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlardir. Nikel qayerda va qanday ishlatiladi - quyida o'qing.

Sirtda oksidli plyonka mavjudligi tufayli metall korroziyaga mukammal qarshilik ko'rsatish qobiliyatiga ega. Bundan tashqari, ushbu metallning qoplamasi boshqa materiallardan tayyorlangan qismlar va narsalarni oksidlanishdan ishonchli himoya qiladi. Shuning uchun nikel zamonaviy sanoatda keng qo'llaniladi.

Bundan tashqari, element nafaqat korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega. Turli ishqorlarning ta'siriga mukammal darajada qarshilik ko'rsatadi. Shu sababli, u agressiv muhitda foydalanish uchun mo'ljallangan barcha turdagi alyuminiy, temir va quyma temir qismlarini himoya qilish uchun ishlatiladi. Jumladan, samolyot pichoqlari, xavfli moddalarni tashish uchun tanklar va kimyo sanoati uchun boshqa uskunalar ishlab chiqarish uchun.

Agar bugungi kunda nikeldan foydalanish keng miqyosda bo'lgan hayotimizning boshqa sohalari haqida gapiradigan bo'lsak, ishlab chiqarishni eslatib o'tish kerak:

• tibbiy ehtiyojlar uchun protezlar va braketlar;
• batareyalar;
• kimyoviy reagentlar;
• zargarlik sanoatida "oq oltin";
• musiqa asboblari torlari uchun o'ramlar.

Qotishmalar

Korroziyaga qarshi xususiyatlari tufayli element temir, mis, titan, qalay, molibden va boshqalardan turli xil qotishmalar ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi. Buning uchun butun dunyo bo'ylab qazib olingan Ni umumiy hajmining 80 foizdan ortig'i iste'mol qilinadi, konlar. ulardan Rossiya (Ural, Murmansk va Voronej viloyatlari, Norilsk viloyati) Janubiy Afrika, Kanada, Gretsiya, Albaniya va boshqa mamlakatlarda joylashgan. Ni zanglamaydigan po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Temir bilan qotishmalar zamonaviy sanoatning deyarli barcha tarmoqlarida, shuningdek, har qanday fuqarolik yoki sanoat ob'ektlarini qurishda qo'llaniladi.

Mis bilan har xil foizli birikmalar natijasida Monel, Konstantin va boshqalar qotishmalari olinadi. Ular tangalar, oltingugurt, perklorik yoki fosfor kislotasi uchun saqlash tanklari, ehtiyot qismlar va yuqori yuk ostida foydalanish uchun mo'ljallangan mashina qismlari (klapanlar, issiqlik almashtirgichlar, vtulkalar, buloqlar, pervanel pichoqlari) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Xrom - nikrom qo'shilgan qotishmalar issiqlikka chidamli bo'lib, shuning uchun gaz turbinalarining strukturaviy elementlarini, reaktiv dvigatellarning qismlarini va yadro reaktorlari uchun uskunalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Molibden qo'shib, kislotalar va boshqa agressiv birikmalarga (quruq xlor) chidamli bo'lgan qotishmalar olinadi.

Alyuminiy, temir, mis va kobaltni o'z ichiga olgan qotishmalar - alnik va magnit - doimiy magnitlar xususiyatiga ega va turli xil radio o'lchash asboblari va elektr jihozlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Invardan tayyorlangan mahsulotlar - temir qo'shilgan qotishma (Ni - 35 foiz, Fe - 65%) qizdirilganda deyarli cho'zilmaydigan xususiyatga ega.

Boshqa ilovalar

Bugungi kunda sanoatda nikelning eng keng tarqalgan qo'llanilishidan biri nikel qoplamasi bo'lib, u elektrokaplama usuli yordamida boshqa metallar yuzasiga yupqa nikel qatlamini (qalinligi 12 dan 36 mikrometrgacha) qo'llashdir. Korroziyaga qarshi ishlov berish quyidagi tarzda amalga oshiriladi:

• metall quvurlar;
• idishlar;
• dasturxon;
• oshxona yoki hammom uchun musluklar va kranlar;
• mebel jihozlari va boshqa bezak buyumlari.

Shu tarzda ishlov berilgan ob'ektlar uzoq vaqt davomida namlikdan ishonchli himoyalanadi, shuningdek, vaqt o'tishi bilan so'nmaydigan kumush qoplama tufayli chiroyli ko'rinishni saqlab qoladi.

Nikel (kimyoviy element) Nikel(lat. Niccolum), Ni, kimyoviy element birinchi triada VIII guruh davriy jadval Mendeleev, atom raqami 28, atom massasi 58,70; kumushsimon oq metall, egiluvchan va egiluvchan. Tabiiy azot beshta barqaror izotoplar aralashmasidan iborat: 58 Ni (67,76%), 60 Ni (26,16%), 61 Ni (1,25%), 63 Ni (3,66%), 64 Ni (1 ,16%).

Tarixiy ma'lumotnoma. Metallni birinchi marta nopok holatda 1751 yilda shved kimyogari A. Kronstedt, taklif qiluvchi va element nomi. 1804 yilda nemis kimyogari I. Rixter tomonidan ancha toza metall olingan. Sarlavha "N." 17-asrda ma'lum bo'lgan kupfernikel (NiAs) mineralidan keladi. va ko'pincha konchilarni mis rudalariga tashqi o'xshashligi (nemis Kupfer - mis, Nikel - tog 'ruhi, go'yo ma'dan o'rniga konchilarga chiqindi jinslarni sirg'atib yuborgan) adashtirdi. 18-asrning oʻrtalaridan boshlab. N. faqat tashqi koʻrinishi kumushga oʻxshash qotishmalarning tarkibiy qismi sifatida ishlatilgan. 19-asr oxirida nikel sanoatining keng rivojlanishi. topish bilan bog'liq yirik konlar Yangi Kaledoniya va Kanadadagi nikel rudalari va uning po'latlarning xususiyatlariga "ennobling" ta'sirini aniqlash.

Tabiatda tarqalishi. N. — yer chuqurligining elementi (mantiyaning oʻta asosli jinslarida 0,2 % massasi). Yer yadrosi nikel temirdan iborat degan gipoteza mavjud; Shunga ko'ra, umuman tuproqdagi o'rtacha N miqdori taxminan 3% ni tashkil qiladi. IN er qobig'i, bu erda H. 5,8 × 10-3%, u ham chuqurroq, bazalt qobig'i deb ataladigan tomon tortadi. Yer qobig'idagi Ni Fe va Mg ning hamrohi bo'lib, bu ularning valentligi (II) va ion radiuslarining o'xshashligi bilan izohlanadi; N izomorf aralashma sifatida ikki valentli temir va magniy minerallari tarkibiga kiradi. N.ning 53 ta minerallari maʼlum; ularning aksariyati yuqori harorat va bosimlarda, magmaning qotishi paytida yoki issiqdan hosil bo'lgan suvli eritmalar. N. konlari magma va nurash qobigʻidagi jarayonlar bilan bogʻliq. Sanoat nitrat konlari (sulfid rudalari) odatda azotli va mis minerallaridan iborat (qarang. Nikel rudalari). Yer yuzasida, biosferada N. nisbatan kuchsiz migrant hisoblanadi. U yer usti suvlarida va tirik moddalarda nisbatan kam. Ultramafik jinslar ustun bo'lgan hududlarda tuproq va o'simliklar nikel bilan boyitilgan.

Jismoniy va Kimyoviy xossalari. Oddiy sharoitlarda vodorod b-modifikatsiya shaklida mavjud bo'lib, u yuzga markazlashtirilgan kubik panjaraga ega (a = 3,5236). Ammo H2 atmosferasida katodli purkalgan N. a-modifikatsiyasini hosil qiladi, u 200 °C dan yuqori qizdirilganda kubga aylanadigan olti burchakli qadoqlangan panjaraga ega (a = 2,65, c = 4,32) bitta. Yilni kub N.ning zichligi 8,9 g/sm 3 (20 °C), atom radiusi 1,24, ion radiusi: Ni2+ 0,79, Ni3+ 0,72; t pl 1453 °C; t kip taxminan 3000 ° C; 20 °C da o'ziga xos issiqlik quvvati 0,440 kJ / (kg K); harorat koeffitsienti chiziqli kengayish 13.310-6 (0‒100 °C); 25 °C da issiqlik o'tkazuvchanligi 90,1 vml (m K); 500 °C da bir xil 60,01 vm/ (m K). 20 °C da o'ziga xos elektr qarshiligi 68,4 nom m, ya'ni 6,84 mkm sm; elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 6,8×10-3 (0‒100 °C).

N. egiluvchan va choʻziluvchan metall boʻlib, undan eng yupqa choyshablar va naychalar yasalishi mumkin; Uzilish kuchi 400 – 500 MN/m 2 (ya'ni 40‒50 kgf / mm 2 ), elastik chegara 80 MN/m 2 , oqish quvvati 120 MN/m 2 ; nisbiy cho'zilish 40%; normal elastik modul 205 Gn/m 2 ; Brinell qattiqligi 600 - 800 Mn / m 2 . 0 dan 631 K gacha bo'lgan harorat oralig'ida (yuqori chegara mos keladi Kyuri nuqtasi) N. ferromagnit. Ferromagnetizm N. atomlarining tashqi elektron qavatlarining (3d8 4s2) tuzilish xususiyatlariga bogʻliq. N, Fe (3d6 4s2) va Co (3d7 4s2), shuningdek, ferromagnitlar bilan birga, tugallanmagan 3d elektron qobig'i bo'lgan elementlarga kiradi (o'tish 3d metallar). Tugallanmagan qobiqning elektronlari kompensatsiyalanmagan spin magnit momentini hosil qiladi, uning N atomlari uchun samarali qiymati 6 mB, bu erda mB Bor magnetoni. Ijobiy qiymat almashinuv o'zaro ta'siri kristallarda azot atom magnit momentlarining parallel yo'nalishiga, ya'ni ferromagnetizmga olib keladi. Xuddi shu sababga ko'ra, qotishmalar va bir qator azotli birikmalar (oksidlar, galogenidlar va boshqalar) magnit jihatdan tartibga solinadi (ular ferro- yoki kamroq tarqalgan ferrimagnit tuzilishga ega, qarang. Magnit tuzilishi). N. eng muhimlaridan biridir magnit materiallar va minimal termal kengayish koeffitsienti bo'lgan qotishmalar ( permalloy, monel metall, invar va boshq.).

Kimyoviy jihatdan Ni Fe va Co ga o'xshaydi, lekin Cu va asil metallarga ham o'xshaydi. Birikmalarda u o'zgaruvchan valentlikni ko'rsatadi (ko'pincha 2-valentin). N. - metall o'rtacha faollik, So'riladi (ayniqsa, mayda ezilgan holatda) katta miqdorda gazlar (H2, CO va boshqalar); N.ning gazlar bilan toʻyinganligi uni yomonlashtiradi mexanik xususiyatlar. Kislorod bilan o'zaro ta'sir 500 ° C da boshlanadi; mayda dispers holatda, N. piroforik - havoda oʻz-oʻzidan alangalanadi. Oksidlardan eng muhimi NiO oksidi - suvda deyarli erimaydigan yashil rangli kristallar (mineral bunsenit). Ishqorlar qo'shilsa, katta hajmli olma-yashil cho'kma shaklida gidroksid nikel tuzlari eritmalaridan cho'kadi. Qizdirilganda N galogenlar bilan birikib NiX2 ni hosil qiladi. Oltingugurt bug'ida yonib, tarkibida Ni3 S2 ga o'xshash sulfid hosil qiladi. NiS monosulfidini oltingugurt bilan NiO ni qizdirish orqali olish mumkin.

Azot yuqori haroratlarda ham (1400 °C gacha) azot bilan reaksiyaga kirishmaydi. Azotning qattiq azotda eruvchanligi og'irlik bo'yicha taxminan 0,07% ni tashkil qiladi (445 ° C da). Ni3N nitridi 445 °C da NiF2, NiBr2 yoki metall kukunlari orqali NH3 ni o'tkazish orqali tayyorlanishi mumkin. At fosfor bug'lari ta'siri ostida yuqori harorat fosfid Ni3 P2 kulrang massa shaklida hosil bo'ladi. Ni ‒ As tizimida uchta arsenid mavjudligi aniqlangan: Ni5 As2, Ni3 As (maucherit minerali) va NiAs. Ko'pgina odamlar nikel-arsenid tipidagi tuzilishga ega (atomlar zich olti burchakli o'rash hosil qiladi, ularning barcha oktaedral bo'shliqlari Ni atomlari bilan band). metallidlar. Stabil bo'lmagan karbid Ni3C ni 300 ° C da CO atmosferasida N kukunini sekin (yuzlab soat) karbürleşmesi (sementlash) orqali olish mumkin. Suyuq holatda N. sezilarli darajada S ni eritib yuboradi, u sovutish paytida grafit shaklida choʻkadi. Grafit ajralib chiqqanda N. egiluvchanligini va bosim ostida ishlov berish qobiliyatini yoʻqotadi.

Kuchlanish qatorida Ni Fe ning o'ng tomonida (ularning normal potentsiallari mos ravishda ‒0,44 V va ‒0,24 V) va shuning uchun suyultirilgan kislotalarda Fe ga qaraganda sekinroq eriydi. N. suvga nisbatan barqaror. Organik kislotalar N.ga u bilan uzoq vaqt aloqa qilgandagina taʼsir qiladi. Oltingugurt va xlorid kislotasi N.ni asta-sekin eritib yuboring; suyultirilgan azot - juda oson; konsentrlangan HNO3 azotni passivlashtiradi, lekin temirdan kamroq darajada.

Kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda 2 valentli Ni tuzlari hosil bo'ladi. Deyarli barcha Ni(II) tuzlari va kuchli kislotalar suvda yaxshi eriydi, ularning eritmalari gidroliz tufayli kislotali bo'ladi; Karbon va fosfor kislotalari kabi nisbatan kuchsiz kislotalarning tuzlari juda kam eriydi. Ko'pchilik N tuzlari kalsinlanganda (600 - 800 ° C) parchalanadi. Eng ko'p ishlatiladigan tuzlardan biri NiSO4 sulfat zumrad yashil kristallari NiSO4 × 7H2 O - nikel sulfat ko'rinishidagi eritmalardan kristallanadi. Kuchli ishqorlar N.ga taʼsir qilmaydi, lekin u eriydi ammiak eritmalari(NH4 )2 CO3 ishtirokida eruvchan hosil bo'lishi bilan ammiak, kuchli ko'k rangga bo'yalgan; Ularning aksariyati 2 + va komplekslarning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Rudalardan ammiak olishning gidrometallurgiya usullari ammiakning tanlab hosil bo'lishiga asoslangan. Ni (II) tuzlari eritmalaridan NaOCI va NaOBr cho'kadi, Ni (OH)3 gidroksid qora rangda. IN murakkab birikmalar Ni, Co dan farqli o'laroq, odatda 2 valentli. Murakkab ulanish Ni bilan dimetilglioksim(C4 H7 O2 N)2 Ni Ni ni analitik aniqlash uchun ishlatiladi.

Da ko'tarilgan haroratlar N. azot oksidlari, SO2 va NH3 bilan oʻzaro taʼsir qiladi. CO qizdirilganda uning mayda maydalangan kukuniga ta'sir qilganda, karbonil Ni (CO) 4 hosil bo'ladi (2-rasmga qarang). Metall karbonillar). Karbonilning termal dissotsiatsiyasi eng toza N ni hosil qiladi.

Kvitansiya. Umumiy ishlab chiqarishning 80% ga yaqini (SSSRdan tashqari) sulfidli mis-nikel rudalaridan olinadi. Flotatsiya yo‘li bilan tanlab boyitilgandan so‘ng rudadan mis, nikel va pirrotit kontsentratlari ajratiladi. Flyslar bilan aralashtirilgan nikel rudasi konsentrati chiqindi jinslarni ajratish va nikelni 10-15% Ni ni o'z ichiga olgan sulfid eritmasiga (mat) olish uchun elektr shaftalarda yoki reverber pechlarda eritiladi. Odatda, elektr eritish (SSSRda asosiy eritish usuli) qisman oksidlovchi qovurish va kontsentratning aglomeratsiyasidan oldin amalga oshiriladi. Ni bilan birga Fe, Co ning bir qismi va deyarli barcha Cu va asil metallar mat rangga kiradi. Fe oksidlanish yo‘li bilan ajratilgandan so‘ng (konvertorlarda suyuq matni puflash orqali) Cu va Ni sulfidlarining qotishmasi olinadi - mat, u asta-sekin sovutiladi, mayda maydalanadi va Cu va Ni ni ajratish uchun flotatsiyaga yuboriladi. Nikel konsentrati NiO ga suyultirilgan qatlamda pishiriladi. Metall elektr yoy pechlarida NiO ni kamaytirish orqali olinadi. Anodlar qo'pol metalldan quyiladi va elektrolitik tarzda tozalanadi. Elektrolit N. tarkibidagi aralashmalarning miqdori (110-sinf) 0,01% ni tashkil qiladi.

Cu va Ni deb ataladigan narsalarni ajratish uchun. Reaksiyaning teskariligiga asoslangan karbonil jarayoni:

Karbonil ishlab chiqarish 100-200 atm va 200-250 ° S haroratda amalga oshiriladi va uning parchalanishi atmosfera bosimi va taxminan 200 ° S haroratda havo kirishisiz amalga oshiriladi. Ni (CO) 4 ning parchalanishi nikel qoplamalarini olish va turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi (isitilgan matritsada parchalanish).

Zamonaviy "avtojen" jarayonlarda eritish kislorod bilan boyitilgan havo bilan sulfidlarning oksidlanishi paytida chiqarilgan issiqlik yordamida amalga oshiriladi. Bu uglerodli yoqilg'ilarni yo'q qilish, sulfat kislota yoki elementar oltingugurt ishlab chiqarish uchun mos bo'lgan SO2 ga boy gazlarni ishlab chiqarish, shuningdek, jarayon samaradorligini keskin oshirish imkonini beradi. Eng to'liq va istiqbolli - suyuq sulfidlarning oksidlanishi. Nikel konsentratlarini yuqori harorat va bosimda kislorod ishtirokida kislotalar yoki ammiak eritmalari bilan ishlov berishga asoslangan jarayonlar (avtoklav jarayonlari) tobora keng tarqalgan. Odatda N. probirkaga oʻtkaziladi, undan koʻp sulfidli konsentrat yoki metall kukuni (bosim ostida vodorod bilan qaytarilgan holda) holida ajratib olinadi.

Silikat (oksidlangan) rudalardan azot, shuningdek, eritish zaryadiga gips yoki pirit kabi oqimlarni kiritish orqali mat holda konsentratsiyalanishi mumkin. Qaytarilish-sulfidlanishli eritish odatda val pechlarida amalga oshiriladi; hosil bo'lgan mat 16‒20% Ni, 16‒18% S, qolganlari Fe ni o'z ichiga oladi. Metallni matdan ajratib olish texnologiyasi yuqorida tavsiflanganga o'xshaydi, faqat Cu ajratish operatsiyasi ko'pincha o'tkazib yuboriladi. Oksidlangan rudalarda Co ning miqdori past bo'lsa, po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ferronikel olish uchun ularni qaytaruvchi eritishga o'tkazish maqsadga muvofiqdir. Oksidlangan rudalardan azot olish uchun gidrometallurgiya usullari ham qo'llaniladi - oldindan qaytarilgan rudani ammiak bilan yuvish, sulfat kislotani avtoklavda yuvish va boshqalar.

Ilova. Ni ning katta qismi yuqori mexanik, korroziyaga qarshi, magnit yoki elektr va termoelektrik xususiyatlari bilan ajralib turadigan boshqa metallar (Fe, Cr, Cu va boshqalar) bilan qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Reaktiv texnologiyaning rivojlanishi va gaz turbinali agregatlarini yaratish munosabati bilan issiqqa chidamli va issiqqa chidamli xrom-nikel qotishmalari ayniqsa muhimdir (qarang. Nikel qotishmalari). Azot qotishmalari yadro reaktorlarini qurishda ishlatiladi.

Ishqoriy batareyalar va korroziyaga qarshi qoplamalar ishlab chiqarish uchun katta miqdordagi N ishlatiladi. Egiluvchan N. oʻzining sof koʻrinishida choyshab, quvurlar va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Shuningdek, u kimyo sanoatida maxsus kimyoviy uskunalar ishlab chiqarish uchun va ko'pchilik uchun katalizator sifatida ishlatiladi kimyoviy jarayonlar. N. juda kam metall boʻlib, iloji boʻlsa, boshqa, arzonroq va keng tarqalgan materiallar bilan almashtirilishi kerak.

N. rudalarini qayta ishlash tarkibida SO2 va koʻpincha As2 O3 boʻlgan zaharli gazlar ajralib chiqishi bilan kechadi. Karbonil usuli yordamida azotni tozalashda ishlatiladigan CO juda zaharli; juda zaharli va juda uchuvchan Ni (CO)4. Uning havo bilan aralashmasi 60 ° C da portlaydi. Nazorat choralari: uskunaning zichligi, yaxshilangan shamollatish.

A.V.Vanyukov.

Tanadagi nikel muhim ahamiyatga ega mikroelement. Uning o'simliklardagi o'rtacha miqdori xom ashyoda 5,0 × 10-5%, quruqlikdagi hayvonlarning tanasida 1,0 × 10-5%, dengiz hayvonlarida - 1,6 × 10-5%. Hayvon organizmida N. jigar, teri va ichki sekretsiya bezlarida uchraydi; keratinlashtirilgan to'qimalarda (ayniqsa, patlarda) to'planadi. N.ning fiziologik roli yetarlicha oʻrganilmagan. Aniqlanishicha, N. arginaza fermentini faollashtiradi, taʼsir qiladi oksidlanish jarayonlari; o'simliklarda bir qator ishtirok etadi fermentativ reaktsiyalar(karboksillanish, peptid bog'larining gidrolizi va boshqalar). N. bilan boyitilgan tuproqlarda uning oʻsimliklardagi miqdori 30 barobar va undan koʻproq ortishi mumkin, bu esa endemik kasalliklarga (oʻsimliklarda — xunuk shakllar, hayvonlarda — shox pardada N. toʻplanishi koʻpayishi bilan bogʻliq koʻz kasalliklari: keratit, keratokonjunktivit) yuzaga keladi. .

I. F. Gribovskaya.

Ripan R., Ceteanu I., Noorganik kimyo, 2-jild - Metallar, trans. rumdan, M., 1972, s. 581‒614; Metallurglarning rangli metallar bo'yicha qo'llanmasi, 2-jild.

mavzu bo'yicha: Nikel va uning xossalari

Ish 2-kurs 5202-guruh talabalari tomonidan tuzilgan

Nikitin Dmitriy va Sharxemullin Emil.

Qozon 2013 yil

Nikelning fizik xususiyatlari.

Element 1761 yilda kashf etilgan. Nikel - o'ninchi guruh elementi, kimyoviy elementlar davriy jadvalining to'rtinchi davri. I. Mendeleyev, atom raqami 28. Havoda xira bo'lmaydigan kumushsimon oq metall. Uning sof shaklida u juda plastik va bosim bilan ishlov berishga mos keladi. Bu ferromagnit, ya'ni. U orqali oqim o'tkazilganda, u aniq magnit xususiyatlarini namoyon qiladi. Nikel atomlari 3d 8 4s 2 tashqi elektron konfiguratsiyaga ega. Bu egiluvchan va egiluvchan metall bo'lib, undan eng nozik choyshab va quvurlarni ishlab chiqarish imkonini beradi.

Nikelning kimyoviy xossalari

Kimyoviy jihatdan Ni Fe va Co ga o'xshaydi, lekin Cu va asil metallarga ham o'xshaydi. Birikmalarda u o'zgaruvchan valentlikni ko'rsatadi (ko'pincha 2-valentin). Nikel o'rtacha faollikdagi metalldir. Ko'p miqdorda gazlarni (ayniqsa, nozik bo'lingan holatda) o'zlashtiradi

Nikel faqat kukun shaklida yonadi. Bunda u ikkita NiO va Ni 2 O 3 oksidini va shunga mos ravishda ikkita Ni(OH) 2 va Ni(OH) 3 gidroksidlarini hosil qiladi. Eng muhimi eriydigan tuzlar nikel - asetat, xlorid, nitrat va sulfat. Tuzlarning suvli eritmalari odatda yashil rangga, suvsiz tuzlar esa sariq yoki jigarrang-sariq rangga ega. , bu analitik kimyoda tez-tez qo'llaniladi.

N.ning gazlar bilan toʻyinganligi uning mexanik xususiyatlarini yomonlashtiradi. Kislorod bilan o'zaro ta'sir 500 ° C da boshlanadi; mayda dispers holatda N. piroforik boʻladi — havoda oʻz-oʻzidan alangalanadi. Oksidlardan eng muhimi NiO oksidi - suvda deyarli erimaydigan yashil rangli kristallar (mineral bunsenit). Ishqorlar qo'shilsa, katta hajmli olma-yashil cho'kma shaklida gidroksid nikel tuzlari eritmalaridan cho'kadi. Qizdirilganda N galogenlar bilan birikib NiX 2 ni hosil qiladi. Oltingugurt bug'ida yonib, tarkibida Ni 3 S 2 ga o'xshash sulfid hosil qiladi. NiS monosulfidini oltingugurt bilan NiO ni qizdirish orqali olish mumkin. Azot yuqori haroratlarda ham azot bilan reaksiyaga kirishmaydi (1400 °C gacha)

Suyuq holatda N. sezilarli darajada S ni eritib yuboradi, u sovutish paytida grafit shaklida choʻkadi. Grafit ajralib chiqqanda N. egiluvchanligini va bosim ostida ishlov berish qobiliyatini yoʻqotadi.

Nikel suvga chidamli. Organik kislotalar N.ga u bilan uzoq vaqt aloqa qilgandagina taʼsir qiladi. Sulfat va xlorid kislotalar N.ni sekin eritadi; suyultirilgan azot - juda oson; konsentrlangan HNO 3 azotni passivlashtiradi, lekin temirdan kamroq darajada. Kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda 2 valentli Ni tuzlari hosil bo'ladi. Deyarli barcha Ni(II) tuzlari va kuchli kislotalar suvda yaxshi eriydi, ularning eritmalari gidroliz tufayli kislotali reaksiyaga ega;

Nikel kompleks birikmalari.

Nikelning komplekslarga ulanishi analitik kimyo uchun muhim diagnostika jarayonidir.

Nikel komplekslarning shakllanishi bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, Ni 2+ kationi ammiak bilan geksaammin kompleksi 2+ va diakvatetraammin kompleksi 2+ hosil qiladi. Bu anionlar bilan komplekslar ko'k yoki binafsha rangli birikmalar hosil qiladi.

Erimaydigan tuzlarga oksalat va fosfat (yashil rang), uchta sulfid kiradi: NiS (qora), Ni 3 S 2 (sarg'ish-bronza) va Ni 3 S 4 (kumush-oq). Yoki kislotali muhitda tiniq qizil rang beruvchi nikel dimetilglioksimat Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2, nikelni aniqlash uchun sifatli tahlilda keng qo'llaniladi.

Nikel(II) tuzlarining suvdagi eritmalarida geksaakvanikel(II) 2+ ioni mavjud. Ushbu ionlarni o'z ichiga olgan eritmaga ammiak eritmasi qo'shilsa, yashil, jelatinli modda bo'lgan nikel (II) gidroksid cho'kadi. Bu cho‘kma geksamminnikel(II) 2+ ionlarining hosil bo‘lishi hisobiga ortiqcha ammiak qo‘shilganda eriydi.

Nikel tetraedral va tekis kvadrat tuzilmalar bilan komplekslar hosil qiladi. Masalan, tetraxloronikkelat (II) 2− kompleksi tetraedr tuzilishga ega, tetrasianonikkelat (II) 2− kompleksi esa tekis kvadrat tuzilishga ega.

Ni 2+ ionlarining dimetilglioksim bilan xarakterli reaktsiyasi pushti-qizil nikel dimetilglioksimat hosil bo'lishiga olib keladi. Bu reaksiya nikelni miqdoriy aniqlashda, reaksiya mahsuloti esa kosmetika materiallarida pigment sifatida va boshqa maqsadlarda ishlatiladi.

Element miqdorini aniqlash.

U asosan quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi:

1) Yuqorida aytib o'tilganidek, nikel dimetoiglyoksimat ko'rinishidagi yog'ingarchilik.

2) enikkel-alfa-benzildioksim shaklida yog'ingarchilik.

3) Nikel gidroksidi (3) holidagi yog'ingarchilik. Bu reaksiya kaustik kaliy va bromli suv yordamida amalga oshiriladi.

4) Sulfid shaklida yog'ingarchilik. Nikel oksidi og'irlik shakli sifatida qayerda ishlatiladi2.

5) Elektrolitik usul

6) Volumetrik usul bilan - ya'ni kaliy siyanidini murakkab siyanid hosil qilishgacha titrlash (kaliy 2 nikel ko'k to'rt marta)

7) nikel ionlari 3 dimetilglioksim bilan ishqoriy eritmada oksidlovchi ishtirokida reaksiyaga kirishishi natijasida hosil boʻlgan geksaammin-nikel ioni rangining yoki eruvchan kompleks birikmaning qizil rangining oʻzgarishiga asoslangan kolometrik usul. agent.

8) Kompleksometrik usul.

NIKELNI ANIQLASHNING GRAVIMETRIK USUL Usul nikelni ammiak eritmasida dimetilglioksim bilan limon yoki tartarik kislota ishtirokida kam eriydigan kompleks ichidagi birikma holida cho’ktirishga asoslangan.

NIKELNI ANIQLASHNING TITROMETRIK Usuli

Usul nikelni ammiak eritmasida limon yoki tartarik kislota ishtirokida kam eruvchan kompleks ichidagi birikma holida dimetilglioksim bilan cho’ktirish va indikator sifatida erioxrom qora T bilan kompleksometrik titrlash orqali nikelni aniqlashga asoslangan.

Tafsilotlar Kategoriya: Ko'rilgan: 4405

NIKEL, Ni, davriy tizimning VIII guruhining kimyoviy elementi, deb ataladigan triadaga tegishli. temir metallari (Fe, Co, Ni). Atom og'irligi 58,69 (atom og'irligi 58 va 60 bo'lgan 2 izotop ma'lum); seriya raqami 28; Ni ning odatiy valentligi 2, kamroq odatda 4, 6 va 8 ni tashkil qiladi. Yer qobig'ida nikel kobaltga qaraganda ko'proq bo'lib, og'irlik bo'yicha taxminan 0,02% ni tashkil qiladi. Erkin holatda nikel faqat meteorik temirda (ba'zan 30% gacha) mavjud; geologik tuzilishlarda u faqat birikmalar - kislorod, oltingugurt, mishyak, silikatlar va boshqalar shaklida bo'ladi (qarang Nikel rudalari).

Nikelning xossalari. Sof nikel - havo ta'sirida so'nmaydigan kuchli porlashi bilan kumush-oq metalldir. Bu qattiq, o'tga chidamli va silliqlash oson; aralashmalar (ayniqsa, oltingugurt) bo'lmasa, u juda moslashuvchan, egiluvchan va egiluvchan, juda nozik choyshablarga o'ralib, diametri 0,5 mm dan kam bo'lgan simga tortilishi mumkin. Nikelning kristall shakli kubdir. O'ziga xos tortishish 8,9; quyma mahsulotlar mavjud solishtirma og'irlik~8,5; dumalab ketishi mumkin. 9,2 ga oshdi. Mohs qattiqligi ~5, Brinell 70. Maksimal tortishish kuchi 45-50 kg/mm ​​2, cho'zilish bilan 25-45%; Young moduli E 20 = (2,0-2,2)x10 6 kg)sm 2; kesish moduli 0,78 10 6 kg/sm 2; Puasson nisbati m =0,3; siqilish qobiliyati 0,52·10 -6 sm 2 /kg; nikelning erish nuqtasi, so'nggi eng aniq ta'riflarga ko'ra, 1455 ° C; qaynash nuqtasi 2900-3075 ° S oralig'ida.

Termal kengayishning chiziqli koeffitsienti 0,0000128 (20 ° C da). Issiqlik quvvati: o'ziga xos 0,106 kal / g, atomik 6,24 kal (18 ° C da); erish issiqligi 58,1 kal/g; issiqlik o'tkazuvchanligi 0,14 kal sm / sm 2 sek. °C (18 °C da). Ovoz uzatish tezligi 4973,4 m/sek. Nikelning 20°C da elektr qarshiligi harorat koeffitsienti (6,2-6,7)·10 -3 bo'lgan 6,9-10 -6 Ō-sm. Nikel ferromagnit moddalar guruhiga kiradi, lekin magnit xususiyatlari u temir va kobaltdan past; nikel uchun 18 ° C da magnitlanish chegarasi J m = 479 (temir uchun J m = 1706); Kyuri nuqtasi 357,6 ° S; nikelning o'zi va uning ferroqotishmalarining magnit o'tkazuvchanligi sezilarli (pastga qarang). Oddiy haroratlarda nikel atmosfera ta'siriga ancha chidamli; suv va ishqorlar, hatto qizdirilsa ham, unga ta'sir qilmaydi. Nikel suyultirilgan nitrat kislotada vodorod ajralib chiqishi bilan oson eriydi va HCl, H 2 SO 4 va konsentrlangan HNO 3 da ancha qiyinroq eriydi. Havoda qizdirilganda, nikel sirtdan oksidlanadi, lekin faqat kichik chuqurlikda; qizdirilganda u galogenidlar, oltingugurt, fosfor va mishyak bilan osongina birlashadi. Metall nikelning bozor navlari quyidagilardan iborat: a) ko'mir yordamida oksidlarini qaytarish yo'li bilan olingan oddiy metallurgiya nikel odatda 1,0 dan 1,5% gacha aralashmalarni o'z ichiga oladi; b) avvalgisidan taxminan 0,5% magniy yoki marganets qo'shib qayta eritish yo'li bilan olingan egiluvchan nikel tarkibida Mg yoki Mn aralashmasi mavjud va oltingugurt deyarli yo'q; v) Mond usuli bo'yicha tayyorlangan nikel (nikel karbonil orqali) eng toza mahsulotdir (99,8-99,9% Ni). Metallurgiya nikelidagi umumiy aralashmalar: kobalt (0,5% gacha), temir, mis, uglerod, kremniy, nikel oksidi, oltingugurt va tiqilib qolgan gazlar. Bu barcha moddalar, oltingugurtdan tashqari, nikelning texnik xususiyatlariga juda oz ta'sir qiladi, faqat uning elektr o'tkazuvchanligini pasaytiradi va qattiqligini biroz oshiradi. Oltingugurt (nikel sulfid shaklida mavjud) nikelning egiluvchanligi va mexanik kuchini keskin pasaytiradi, ayniqsa yuqori haroratlarda, bu hatto o'z ichiga olganida ham seziladi.<0,005% S. Вредное влияние серы объясняется тем, что сульфид никеля, растворяясь в металле, дает хрупкий и низкоплавкий (температура плавления около 640°С) твердый раствор, образующий прослойки между кристаллитами чистого никеля.

Nikel ilovalari. Metallurgiya nikelining asosiy qismi ferronikel va nikel po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Nikelning asosiy iste'molchisi, shuningdek, elektrotexnika sanoati, mashinasozlik va kimyo uskunalari ishlab chiqarish uchun turli xil maxsus qotishmalar ishlab chiqarish (pastga qarang); nikelni qo'llash sohasi o'tgan yillar o'sish tendentsiyasini ko'rsatadi. Egiluvchan nikeldan laboratoriya apparatlari va anjomlari (tigel, stakan), oshxona va dasturxon tayyorlanadi. Ko'p miqdorda nikel temir, po'lat va mis mahsulotlarini nikel bilan qoplash va elektr batareyalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Radio uskunalari uchun chiroq elektrodlari kimyoviy toza nikeldan tayyorlanadi. Nihoyat, chang shaklida tozalangan toza nikel barcha turdagi gidrogenatsiya (va dehidrogenatsiya) reaktsiyalari uchun eng ko'p ishlatiladigan katalizatordir, masalan, yog'larni, aromatik uglevodorodlarni, karbonil birikmalarini va boshqalarni gidrogenlashda.

Nikel qotishmalari . Amaldagi nikel qotishmalarining sifat va miqdoriy tarkibi juda xilma-xildir. Nikelning mis, temir va xrom bilan qotishmalari (eng yaqinda alyuminiy bilan ham) texnik ahamiyatga ega - ko'pincha uchinchi metall (rux, molibden, volfram, marganets va boshqalar) qo'shilishi va ma'lum miqdorda uglerod yoki kremniy bilan. . Ushbu qotishmalardagi nikel miqdori 1,5 dan 85% gacha.

Qotishmalar Ni-Cu komponentlarning har qanday nisbatida qattiq eritma hosil qiladi. Ular gidroksidi, suyultirilgan H 2 SO 4 va 800 ° C gacha qizdirishga chidamli; ularning korroziyaga qarshi xususiyatlari Ni miqdori ortishi bilan ortadi. O'q snaryadlari 85% Cu + 15% Ni qotishmasidan, kichik pullar esa 75% Cu + 25% Ni qotishmasidan tayyorlanadi. 20-40% Ni bo'lgan qotishmalar kondensatsiya agregatlarida quvurlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; xuddi shu qotishmalar oshxona va bufetlarda stollarni qoplash va shtamplangan bezak bezaklarini tayyorlash uchun ishlatiladi. 30-45% Ni bo'lgan qotishmalar reostatik sim va standart elektr qarshilik ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; Bunga, masalan, nikel va konstantan kiradi. Ni miqdori yuqori bo'lgan (70% gacha) Ni-Cu qotishmalari yuqori kimyoviy qarshilik bilan ajralib turadi va apparat va mashinasozlikda keng qo'llaniladi. Monel metall eng keng tarqalgan.

Qotishmalar Ni-Cu-Zn organik kislotalarga juda chidamli (sirka, tartarik, sut); tarkibida taxminan 50% mis bo'lgan, ular birgalikda nikel kumush deb ataladi. Misga boy apparat qotishmasi ambarak tarkibida 20% Ni, 75% Cu va 5% Zn mavjud; Barqarorlik nuqtai nazaridan u Monel metallidan past. Bronza yoki nikel o'z ichiga olgan guruch kabi qotishmalar ba'zan nikel bronza deb ham ataladi.

Qotishmalar Ni-Cu-Mn, manganina deb ataladigan 2-12% Ni o'z ichiga olgan, elektr qarshilik uchun ishlatiladi; elektr o'lchash asboblarida 45-55% Ni, 15-40% Mn va 5-40% Cu qotishmasi ishlatiladi.

Qotishmalar Ni-Cu-Cr gidroksidi va kislotalarga chidamli, HCl dan tashqari.

Qotishmalar Ni-Cu-W yaqinda kimyoviy uskunalar uchun qimmatli kislotaga chidamli materiallar sifatida katta ahamiyatga ega bo'ldi; tarkibida 2-10% Vt va 45% Cu dan ko'p bo'lmagan, ular yaxshi o'ralgan va issiq H 2 SO 4 ga juda chidamli. Kompozitsiyaning qotishmasi eng yaxshi fazilatlarga ega: 52% Ni, 43% Cu, 5% Vt; Kichik miqdordagi Fe qabul qilinadi.

Qotishmalar Ni-Cr. Xrom nikelda 60% gacha, nikel xromda 7% gacha eriydi; oraliq tarkibli qotishmalarda ikkala turdagi kristall panjaralar mavjud. Bu qotishmalar nam havo, gidroksidi, suyultirilgan kislotalar va H 2 SO 4 ga chidamli; tarkibida 25% Cr yoki undan ko'p bo'lsa, ular HNO 3 ga ham chidamli; ~2% Ag qo'shilishi ularni o'rashni osonlashtiradi. 30% nikelda Ni-Cr qotishmasi magnit xususiyatlaridan butunlay mahrum. Yuqori bilan birga 80-85% Ni va 15-20% Cr o'z ichiga olgan qotishma elektr qarshilik yuqori haroratlarda oksidlanishga juda chidamli (1200 ° S gacha qizdirishga bardosh beradi); u elektr qarshilik pechlari va maishiy isitish moslamalarida (elektr dazmollar, mangallar, pechlar) ishlatiladi. AQShda Ni-Cr zavod uskunalarida ishlatiladigan yuqori bosim uchun quyma quvurlarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Qotishmalar Ni-Mo Ular yuqori kislota qarshiligiga ega (>15% Mo da), lekin ularning yuqori narxi tufayli keng tarqalmagan.

Qotishmalar Ni-Mn(1,5-5,0% Mn bilan) gidroksidi va namlikka chidamli; ularning texnik qo'llanilishi cheklangan.

Qotishmalar Ni-Fe qattiq eritmalarning uzluksiz qatorini hosil qiladi; ular katta va texnik jihatdan muhim guruhni tashkil qiladi; uglerod tarkibiga qarab ular po'lat yoki quyma temirdir. Nikel po'latning an'anaviy navlari (perlit strukturasi) 1,5-8% Ni va 0,05-0,50% S ni o'z ichiga oladi. Nikel qo'shimchasi po'latni juda qattiq qiladi va egiluvchanlik va payvandlanish qobiliyatiga ta'sir qilmasdan, uning elastik chegarasi va egiluvchan zarba qarshiligini sezilarli darajada oshiradi. Mashinaning muhim qismlari nikel po'latdan tayyorlanadi, masalan, transmissiya shaftalari, o'qlar, shpindellar, o'qlar, tishli debriyajlar va boshqalar, shuningdek, artilleriya inshootlarining ko'plab qismlari; 4-8% Ni bo'lgan po'lat va<0,15% С хорошо поддается цементации. Введение никеля в чугуны(>1,7% C) uglerod (grafit) ajralib chiqishiga va sementitning yo'q qilinishiga yordam beradi; Nikel quyma temirning qattiqligini, uning cho'zilish va egilish qarshiligini oshiradi, quymalarda qattiqlikning bir xil taqsimlanishiga yordam beradi, ishlov berishni osonlashtiradi, mayda donalar beradi va quymalarda bo'shliqlar paydo bo'lishini kamaytiradi. Nikel quyma temir kimyoviy uskunalar uchun gidroksidi chidamli material sifatida ishlatiladi; Buning uchun eng mos bo'lganlar 10-12% Ni va ~1% Si o'z ichiga olgan quyma temirdir. Nikel miqdori yuqori bo'lgan po'latga o'xshash qotishmalar (0,1-0,8% S da 25-46% Ni) ostenitik tuzilishga ega; ular oksidlanishga, issiq gazlar, gidroksidi va sirka kislotasi ta'siriga juda chidamli, yuqori elektr qarshilik va juda past kengayish koeffitsientiga ega. Bu qotishmalar deyarli magnit emas; Ni miqdori 25-30% ichida bo'lsa, ular magnit xususiyatlarini butunlay yo'qotadi; ularning magnit o'tkazuvchanligi (past quvvatli maydonlarda) nikel miqdori ortishi va m.b. maxsus issiqlik bilan ishlov berish orqali yanada mustahkamlanadi. Ushbu toifadagi qotishmalarga quyidagilar kiradi: a) yuqori haroratlarda ishlaydigan motor klapanlari va boshqa mashina qismlarini, shuningdek elektr mashinalarining magnit bo'lmagan qismlarini va reostatik simlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ferronikel (0,3-0,5% C da 25% Ni). ; b) invar; v) platinit (0,15% C da 46% Ni) simlarni shisha ichiga lehimlash uchun platina o'rniga elektr lampalarda ishlatiladi. Permalloy qotishmasi (0,04% C da 78% Ni) magnit o'tkazuvchanligi m = 90000 (0,06 gauss maydonda); magnitlanish chegarasi I m = 710. Ushbu turdagi ba'zi qotishmalar suv osti elektr kabellarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Qotishmalar Ni-Fe-Cr- shuningdek, juda muhim texnik guruh. Xrom-nikel po'lat, mexanik va dvigatel qurilishida ishlatiladigan, odatda 1,2-4,2% Ni, 0,3-2,0% Cr va 0,12-0,33% C. Yuqori yopishqoqlikka qo'shimcha ravishda, u ham sezilarli qattiqlik va qarshilik aşınma va yıpranma mavjud; issiqlik bilan ishlov berish xususiyatiga qarab vaqtinchalik kuchlanish kuchi 50 dan 200 kg / mm 2 gacha; krank mili va ichki yonuv dvigatellarining boshqa qismlarini, dastgohlar va mashinalarning qismlarini, shuningdek artilleriya zirhlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qattiqlikni oshirish uchun bug 'turbinasi pichoqlari uchun po'latga ko'p miqdorda xrom (10 dan 14% gacha) kiritiladi. Tarkibida >25% Ni bo'lgan xrom-nikel po'latlari issiq gazlar ta'siriga yaxshi qarshilik ko'rsatadi va minimal suyuqlikka ega: ular yuqori haroratlarda (300-400 ° S) qoldiq deformatsiyalarni aniqlamasdan sezilarli kuchlarga ta'sir qilishi mumkin; dvigatellar uchun klapanlar, gaz turbinalari qismlari va yuqori haroratli qurilmalar uchun konveyerlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi (masalan, shisha tavlanadigan pechlar). Tarkibida >60% Ni boʻlgan Ni-Fe-Cr qotishmalari quyma mashina qismlari va elektr isitish moslamalarining past haroratli qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Uskuna materiallari sifatida Ni-Fe-Cr qotishmalari yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega va HNO 3 ga nisbatan ancha chidamli. Kimyoviy apparatlar ishlab chiqarishda 0,1-0,4% C da 2,5-9,5% Ni va 14-23% Cr o'z ichiga olgan xrom-nikel po'latdan foydalaniladi; u deyarli magnit emas, HNO 3 ga, issiq ammiak va yuqori haroratlarda oksidlanishga chidamli; Mo yoki Cu qo'shimchasi issiq kislota gazlariga (SO 2, HCl) qarshilikni oshiradi; Ni tarkibini oshirish po'latning ishlov berish qobiliyatini va H2SO4 ga chidamliligini oshiradi, lekin HNO3 ga chidamliligini pasaytiradi. Bunga Krupp zanglamaydigan po'latlari (V1M, V5M) va kislotaga chidamli po'latlar(V2A, V2H va boshqalar); Ularning issiqlik bilan ishlov berish jarayoni ~ 1170 ° C ga qadar qizdirish va suvda so'ndirishdan iborat. Ishqorga chidamli material sifatida ishlatiladi nikel-xromli quyma temir(5-6% Ni va 5-6% Cr, tarkibi >1,7% C). 54-80% Ni, 10-22% Cr va 5-27% Fe ni o'z ichiga olgan nikrom qotishmasi, ba'zan Cu va Mn qo'shilishi bilan, 800 ° C gacha bo'lgan haroratlarda oksidlanishga chidamli va isitish moslamalarida (ba'zan) ishlatiladi. xuddi shu nom bilan yuqorida tavsiflangan, Fe tarkibida bo'lmagan Ni-Cr qotishmalarini bildiradi).

Qotishmalar Ni-Fe-Mo apparat materiali sifatida taklif qilindi. 55-60% Ni, 20% Fe va 20% Mo bo'lgan qotishma tarkibida eng yuqori kislotaga chidamlilik va korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega.< 0,2% С; присадка небольшого количества V еще более повышает кислотоупорность; Мn м. б. вводим в количестве до 3%. Сплав вполне устойчив по отношению к холодным кислотам (НСl, H 2 SO 4), за исключением HNO 3 , и к щелочам, но разрушается хлором и окислителями в присутствии кислот; он имеет твердость по Бринеллю >200, yaxshi o'ralgan, zarb qilingan, quyma va mashinalarda qayta ishlangan.

Qotishmalar Ni-Fe-Cu kimyoviy uskunalarda (6-11% Ni va 16-20% Cu bo'lgan po'lat) ishlatiladi.

Qotishmalar Ni-Fe-Si. Kislotalarga chidamli uskunani qurish uchun Durimet markali kremniy-nikel po'latlari ishlatiladi, ular tarkibida 20-25% Ni (yoki 3: 1 nisbatda Ni va Cr) va ~ 5% Si, ba'zida Cu qo'shiladi. Ular sovuq va issiq kislotalarga (H 2 SO 4, HNO 3, CH 3 COOH) va tuz eritmalariga chidamli, HCl ga kamroq chidamli; Issiq va sovuq ishlov berishga mos keladi.

Qotishmalarda Ni-AI ta'lim amalga oshiriladi kimyoviy birikma AINi, qotishma komponentlaridan biridan ortiq miqdorda eriydi.

Tizimga asoslangan qotishmalar texnik ahamiyatga ega bo'la boshlaydi. Ni-AI-Si. Ular HNO 3 va sovuq va issiq H 2 SO 4 ga juda chidamli bo'lib chiqdi, ammo ularni qayta ishlash deyarli mumkin emas. Bu, masalan, taxminan 85% Ni, 10% Si va 5% Al (yoki Al + Cu) o'z ichiga olgan quyma mahsulotlar uchun yangi kislotaga chidamli qotishma; uning Brinell qattiqligi taxminan 360 ni tashkil qiladi (u 1050 ° C da tavlanish orqali 300 ga kamayadi).

Nikel metallurgiyasi . Nikelni qo'llashning asosiy sohasi po'latning maxsus navlarini ishlab chiqarishdir. 1914-18 yillardagi urush paytida. bu maqsad uchun barcha nikelning kamida 75% sarflangan; normal sharoitda ~ 65%. Nikel rangli (rangli) metallar bilan qotishmalarida ham keng qo'llaniladi, Ch. arr. mis bilan (~ 15%). Nikelning qolgan qismi nikel anodlari - 5%, egiluvchan nikel - 5% va turli xil mahsulotlar - 10% ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Nikel ishlab chiqarish markazlari bir necha bor bir xil joylardan ko'chib o'tgan globus boshqalarda ishonchli ruda konlari mavjudligi va umumiy iqtisodiy vaziyat bilan izohlanadi. Rudalardan nikelni sanoatda eritish 1825-26 yillarda Falunda (Shvetsiya) boshlangan bo'lib, u erda oltingugurtli piritli nikel topilgan. O'tgan asrning 90-yillarida shved konlari deyarli tugaydi. Faqat 1914-18 yillardagi urush davrida, nikel metalliga bo'lgan talabning ortishi tufayli Shvetsiya ushbu metalldan bir necha o'nlab tonna (1917 yilda maksimal 49 tonna) etkazib berdi. Norvegiyada ishlab chiqarish 1847-50 yillarda boshlangan.

Bu yerdagi asosiy ruda oʻrtacha 0,9-1,5% Ni boʻlgan pirotit edi. Norvegiyada kichik miqyosda ishlab chiqarish (maksimal - 1914-18 yillardagi urush paytida yiliga taxminan 700 tonna) bugungi kungacha davom etmoqda. O'tgan asrning o'rtalarida nikel sanoatining markazi Germaniya va Avstriya-Vengriyada to'plangan. Dastlab u bu erda faqat Qora o'rmon va Gladbaxning mishyak rudalariga, 1901 yildan va ayniqsa 1914-18 yillardagi urush paytida Sileziya (Frankenshteyn) oksidlangan rudalariga asoslangan edi. Yangi Kaledoniyada nikel rudasi konlarini o'zlashtirish 1877 yilda boshlangan. Ushbu rudalardan foydalanish tufayli 1882 yilda nikelning jahon ishlab chiqarishi deyarli 1000 tonnaga etdi Yevropaga yuborilgan. Faqat so'nggi yillarda, transport tariflarining oshishi tufayli, hl. arr. 75-78% Ni o'z ichiga olgan boy mattlar, nikel miqdori yiliga taxminan 5000 tonna. Hozirgi vaqtda Yangi Kaledoniyada metall nikel olish taklif qilinmoqda, buning uchun Nikel kompaniyasi qayta ishlash zavodini qurmoqda. elektr energiyasi Yate daryosidagi gidroelektrostantsiya. Kanadadagi nikel sanoati ( Shimoliy Amerika) 80-yillarning oxirida paydo bo'lgan. o'tgan asr. Yaqin vaqtgacha bu erda ikkita kompaniya bor edi; bitta inglizcha - Mond Nickel Co. va yana bir amerikalik - International Nickel Co. 1928 yil oxirida ikkala kompaniya Kanadaning Xalqaro Nikel Kompaniyasi deb nomlangan kuchli global trastga birlashdi va bozorni Sedberi shahri yaqinida joylashgan dunyodagi nikel ishlab chiqarish va ekspluatatsiya konlarining qariyb 90% bilan ta'minladi. Mond Nikel Co. Konistondagi zavodda rudalarini mat holga keltiradi, u Angliyaga Kleydachdagi zavodda keyingi qayta ishlash uchun yuboriladi. International Nikel Co. Conpercliffe zavodida eritilgan mat metall ishlab chiqarish uchun Port Colborne zavodiga yuboriladi. Jahonda nikel ishlab chiqarish oxirgi yillarda 40 ming tonnaga yetdi.

Nikel rudalarini qayta ishlash faqat quruq usullar bilan amalga oshiriladi. Rudani qayta ishlash uchun bir necha marta tavsiya etilgan gidrometallurgiya usullari hali amaliyotda qo'llanilishini topmagan. Hozirgi vaqtda bu usullar ba'zan rudalarni quruq qayta ishlash natijasida olingan oraliq mahsulotlarni (matlarni) qayta ishlashda qo'llaniladi. Nikel rudalarini (ham oltingugurt, ham oksidlangan) qayta ishlashning quruq yo'lidan foydalanish rudaning qimmatli tarkibiy qismlarini ma'lum mahsulotlar shaklida bosqichma-bosqich konsentratsiyalashning bir xil printsipini amalga oshirish bilan tavsiflanadi, keyinchalik ular metallarga qayta ishlanadi. qazib olinadi. Nikel rudalarining ko'pikli tarkibiy qismlarining bunday kontsentratsiyasining birinchi bosqichi rudani mat ichiga eritish orqali amalga oshiriladi. Oltingugurt rudalari bo'lsa, ikkinchisi xom yoki oldindan yondirilgan holda shaft yoki olovli pechlarda eritiladi. Oksidlangan rudalar val pechlarida ularning zaryadiga oltingugurt saqlovchi materiallar qo'shilgan holda eritiladi. Ruda eritish mat, rostein, bu mahsulotda nisbatan past konsentratsiyali bo'lganligi sababli, uni o'z ichiga olgan qimmatbaho metallarga to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash uchun yaroqsiz bo'lib chiqadi. Buni hisobga olgan holda, ruda eritish matini qo'shimcha konsentratsiyaga yoki uni kuydirib, so'ngra milya pechida eritish yoki olovli pechning pastki qismida yoki konvertorda oksidlovchi eritish orqali erishiladi. Amalda bir yoki bir necha marta ishlab chiqariladigan bu kontraktil yoki kontsentratsiyali mat eritmalarning yakuniy maqsadi faqat qimmatbaho metallarning sulfidlaridan iborat bo'lgan sof eng konsentrlangan mat (fin mat) olishdir. davlat. Amalda olingan sonli mattlar tarkibiga qarab ikki xil bo'ladi. Nikeldan boshqa qimmatbaho metallar bo'lmagan oksidlangan Yangi Kaledoniya rudalarini qayta ishlashda matli nikel sulfidining (Ni 3 S 2) ma'lum miqdordagi metall nikel bilan qotishmasi. Nikel va misni o'z ichiga olgan oltingugurtli Kanada rudalarini qayta ishlash natijasida hosil bo'lgan mat bu metallarning ma'lum miqdori bilan erkin holatda bo'lgan mis va nikel sulfidlarining qotishmasi hisoblanadi. Matning tarkibiga qarab, ularni sof metallarga qayta ishlash ham o'zgaradi. Eng oddiy - faqat nikel o'z ichiga olgan matni qayta ishlash; mis-nikel matini qayta ishlash qiyinroq va mumkin turli yo'llar bilan amalga oshiriladi. Oksidlangan rudalarni oltingugurt o'z ichiga olgan qo'shimchalar (gips) bilan mat holga keltirish 1874 yilda Garnieri tomonidan taklif qilingan. Ushbu rudalarni Frankenshteynda (Germaniya) qayta ishlash quyidagicha amalga oshirildi. 4,75% Ni, 10% gips yoki 7% angidrit va 20% ohaktosh o'z ichiga olgan ruda aralashmasiga; bu yerda ma'lum miqdorda ftor shpati ham qo'shilgan. Bu butun aralashma yaxshilab aralashtiriladi, maydalanadi va keyin g'ishtlarga bosiladi, quritgandan so'ng, ruda og'irligining 28-30% koks iste'moli bilan milya pechida eritiladi. Shaxta pechining sutkalik unumdorligi 25 tonna rudaga yetdi. Tuyer darajasida pechning kesimi 1,75 m2; uning balandligi 5 m, 2 m balandlikdagi milning pastki qismida suv ko'ylagi bor edi. Shlaklar juda kislotali; Ularda 15% Ni yo'qolgan. Rostein tarkibi: 30-31% Ni; 48-50% Fe va 14-15% S. Mat granulyatsiyalangan, maydalangan, pishirilgan va 20% kvartsli aralashmada va qovurilgan mat og'irligining 12-14% koks iste'molida gumbazli pechda eritilgan. quyidagi o'rtacha tarkibi konsentrlangan mat uchun: 65% Ni, 15% Fe va 20% S. Ikkinchisi mot aylantirildi: 77,75% Ni, 21% S, 0,25-0,30% Fe va 0,15-0,20% Cu. Ehtiyotkorlik bilan maydalangan mat oltingugurt to'liq chiqarilgunga qadar olovli pechlarda (qo'lda yoki mexanik tirma bilan) pishiriladi. Pishirish oxirida oltingugurtning yonishini osonlashtirish uchun emas, balki matda ba'zan mavjud bo'lgan As va Sb ni surma va mishyakga aylantirish uchun olovli massaga ma'lum miqdorda NaNO 3 va Na 2 CO 3 qo'shiladi. kislota tuzlari, keyinchalik kalsinlangan mahsulotdan suv bilan yuviladi. Kuyish natijasida olingan NiO qaytarilishga duchor bo'ladi, buning uchun nikel oksidi un va suv bilan aralashtiriladi va hosil bo'lgan xamirdan kublar hosil bo'ladi, keyin ular tigel yoki retortlarda isitiladi. Kamaytirish oxirida harorat 1250 ° S ga ko'tariladi, bu esa alohida qisqartirilgan Ni zarralarini qattiq massaga payvandlashni ta'minlaydi.

International Nikel Co. uning oltingugurt rudalari izlarini qayta ishlaydi. arr. Rudalarni eritish, ularning kattaligiga qarab, shaftda yoki olovli pechlarda amalga oshiriladi. Bo'lak rudalar uyumlarda oldindan qovuriladi; otish muddati 8 oydan 10 oygacha. Qovurilgan ruda shaftali pechlarda bir oz qovurilmagan ruda bilan aralashtirib eritiladi. Hech qanday oqim qo'shilmaydi, chunki ruda o'z-o'zidan oqadi. Koks iste'moli ruda aralashmasi og'irligining 10,5% ni tashkil qiladi. Pechda kuniga 500 tonnaga yaqin ruda eritiladi. Rudani erituvchi matli yuqori navli matga aylantiriladi. Konverter shlaki qisman konvertorga qaytariladi va qisman ruda eritish zaryadiga kiradi. Rudalar va mahsulotlarning tarkibi jadvalda keltirilgan:

Nozik ruda Wedja pechlarida 10-11% oltingugurt miqdorigacha qovuriladi va keyin olovli pechda eritiladi. 79,5% (Cu + Ni), 20% S va 0,30% Fe ni o'z ichiga olgan konvertor cüruflari Na 2 S ishtirokida mat eritishdan iborat bo'lgan Orford jarayoni bilan qayta ishlanadi. yuqori qismi Cu 2 S + Na 2 S qotishmasini ifodalaydi va pastki qismi deyarli toza nikel sulfidni o'z ichiga oladi. Ushbu qatlamlarning har biri mos keladigan metallga qayta ishlanadi. Yuqori, mis o'z ichiga olgan qatlam, undan Na 2 S ajratilgandan so'ng, konversiyaga duchor bo'ladi va pastki, nikel qatlami xlorli qovuriladi, yuviladi (va u tarkibidagi misning ma'lum miqdoridan ozod qilinadi). ) va natijada shunday. Nikel oksidi kamayadi. Mis-nikel matining ma'lum miqdori oksidlanish bilan qovuriladi va keyinchalik Monel metalli deb nomlanuvchi mis-nikel qotishmasiga qaytariladi.

Mond Nikel Co. uning rudalarini boyitadi; olingan kontsentratlar Duayt-Lloyd mashinalarida sinterlanadi, undan aglomerat milya pechiga tushadi. Ruda erituvchi mat konvertatsiya qilinadi, hosil bo'lgan mat Mond usulida qayta ishlanadi, buning uchun mat maydalanadi, kuydiriladi va CuSO 4 ko'rinishidagi misning katta qismini ajratib olish uchun H 2 SO 4 bilan yuviladi. Bir oz mis bilan NiO ni o'z ichiga olgan qoldiq quritiladi va apparatga beriladi, u erda vodorod (suv gazi) bilan 300 ° C da kamayadi. Qisqartirilgan, mayda maydalangan nikel keyingi apparatga kiradi, u erda CO bilan aloqa qiladi; bu holda uchuvchi nikel karbonat hosil bo'ladi - Ni (CO) 4, u uchinchi apparatga o'tkaziladi, u erda harorat 150 ° S da saqlanadi. Bu haroratda Ni(CO) 4 metall Ni va CO ga parchalanadi. Olingan nikel metallida 99,80% Ni bor.

Mis-nikel matidan nikel olishning yuqoridagi ikkita usulidan tashqari, elektrolitik vositalar yordamida nikel olish imkonini beruvchi Hybinette usuli ham mavjud. Elektrolitik nikel tarkibida: 98,25% Ni; 0,75% Co; 0,03% Cu; 0,50% Fe; 0,10% C va 0,20% Pb.

SSSRda nikel ishlab chiqarish masalasi yuz yillik tarixga ega. O'tgan asrning 20-yillarida nikel rudalari Uralsda ma'lum bo'lgan; O'z vaqtida taxminan 2% Ni o'z ichiga olgan Ural nikel rudasi konlari jahon nikel sanoati uchun asosiy xom ashyo manbalaridan biri hisoblangan. Uralsda nikel rudalari topilgach, ularni qayta ishlashda M. Danilov, P. A. Demidov va G. M. Permikinlar bir qancha tajribalar oʻtkazdilar. 1873-77 yillarda Revdinskda. 57,3 tonna metall nikel olindi. Ammo yangi Kaledoniyada nikel rudalarining yanada boy va kuchli konlari topilgandan keyin vazifani keyingi hal qilish to'xtatildi. Mahalliy nikel masalasi 1914-18 yillardagi urush natijasida yuzaga kelgan sharoitlar ta'sirida yana hal qilish uchun ko'tarildi. 1915 yil yozida Ufaleyskiy zavodida P. M. Butirin va V. E. Vasilev matni olovli pechda eritish bo'yicha tajribalar o'tkazdilar. Shu bilan birga, Sankt-Peterburg politexnika institutida G. A. Kashchenkoda prof. A. A. Baikov va 1915 yil kuzida zavodda olovli pechda sinov eritmalari o'tkazildi. 1916 yil yozida Revdinskiy zavodida past navli nikel rudalaridan (0,86% Ni) va kam misli piritlardan (1,5% Cu) mis-nikel matini eritish bo'yicha tajribalar o'tkazildi. Eritish milya pechida amalga oshirildi. Shu bilan birga, Revda nikel o'z ichiga olgan jigarrang temir rudalari yuqori o'choqda nikelli quyma temirga eritildi (barcha nikel rudalari quyma temirda to'plangan), bu dengiz bo'limi bilan tuzilgan shartnoma asosida Leningrad zavodlariga etkazib berildi. Yuqoridagi barcha tadqiqotlar, bir qator holatlar tufayli, o'sha paytda tegishli zavod jarayonlari shaklida tugallanmagan. So'nggi yillarda Ural rudalaridan nikel olish muammosi yana hal qilindi va uni rudalardagi nikel tarkibiga muvofiq amaliy amalga oshirish ikki yo'nalishda davom etishi kerak. Ural rudalarida nikel miqdori past bo'lib, unga ko'ra rudalar ikki navga bo'linadi: 1 va 2. Pirometallurgik qayta ishlashga yaroqli 1-nav rudalari tarkibida oʻrtacha 3% ga yaqin Ni bor; 2-navli ruda - taxminan 1,5% va undan past. Oxirgi rudalar bo'lishi mumkin emas oldindan boyitmasdan eritish yo‘li bilan qayta ishlanadi. Past navli nikel rudalarini qayta ishlashning yana bir imkoniyati gidrometallurgiya yo'lidir; u d.b. hali ham o'qigan. Hozirda Uralda 1-navli rudalarni qayta ishlash zavodi qurilmoqda.

Metall birinchi marta 1751 yilda shved kimyogari A. Kronstedt tomonidan nopok shaklda olingan va u ham element nomini taklif qilgan. 1804 yilda nemis kimyogari I. Rixter tomonidan ancha toza metall olingan. "Nikel" nomi 17-asrda ma'lum bo'lgan kupfernikel (NiAs) mineralidan kelib chiqqan va ko'pincha mis rudalariga tashqi o'xshashligi bilan konchilarni chalg'ituvchi (nemis Kupfer - mis, nikel - tog 'ruhi, go'yo konchilar o'rniga chiqindi jinslarni siljitadi). ruda). 18-asrning o'rtalaridan boshlab, nikel faqat kumushga o'xshash qotishmalarning tarkibiy qismi sifatida ishlatilgan. 19-asrning oxirida nikel sanoatining keng rivojlanishi Yangi Kaledoniya va Kanadada nikel rudalarining yirik konlarining topilishi va uning po'latlarning xususiyatlariga "ennoblashuvchi" ta'sirining ochilishi bilan bog'liq edi.

Nikelning tabiatda tarqalishi. Nikel er chuqurligining elementi (mantiyaning o'ta asosli jinslarida u 0,2% ni tashkil qiladi). Yer yadrosi nikel temirdan iborat degan gipoteza mavjud; Shunga ko'ra, umuman tuproqdagi o'rtacha nikel miqdori taxminan 3% ni tashkil qiladi. Nikel 5,8·10 -3% bo'lgan er qobig'ida u ham chuqurroq, bazalt qobig'i deb ataladigan tomon tortadi. Yer qobig'idagi Ni - Fe va Mg ning yo'ldoshi bo'lib, bu ularning valentligi (II) va ion radiuslarining o'xshashligi bilan izohlanadi; Nikel ikki valentli temir va magniy minerallari tarkibiga izomorf aralashma sifatida kiradi. Nikelning o'z minerallari ma'lum 53; ularning ko'pchiligi yuqori harorat va bosimlarda, magmaning qattiqlashishi paytida yoki issiq suvli eritmalardan hosil bo'lgan. Nikel konlari magma va nurash qobig'idagi jarayonlar bilan bog'liq. Sanoat nikel konlari (sulfid rudalari) odatda nikel va mis minerallaridan iborat. Yer yuzasida, biosferada Nikel nisbatan zaif migrant hisoblanadi. U yer usti suvlarida va tirik moddalarda nisbatan kam. Ultramafik jinslar ustun bo'lgan hududlarda tuproq va o'simliklar nikel bilan boyitilgan.

Nikelning fizik xususiyatlari. Oddiy sharoitlarda nikel b-modifikatsiya shaklida mavjud bo'lib, u yuzga markazlashtirilgan kubik panjaraga ega (a = 3,5236Å). Ammo H 2 atmosferasida katodli purkalgan nikel 200 ° C dan yuqori qizdirilganda kubik panjaraga aylanadigan olti burchakli qadoqlash panjarasiga ega bo'lgan a-modifikatsiyasini hosil qiladi. Yilni kubik Nikelning zichligi 8,9 g/sm 3 (20 °C), atom radiusi 1,24 Å, ion radiusi: Ni 2+ 0,79 Å, Ni 3+ 0,72 Å; t pl 1453 ° C; qaynash harorati taxminan 3000 ° C; 20 ° C da o'ziga xos issiqlik quvvati 0,440 kJ / (kg K); chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 13,3·10 -6 (0-100 °C); 25 ° C da issiqlik o'tkazuvchanligi 90,1 Vt / (m K); shuningdek, 500 °C da 60,01 Vt/(m K). 20 ° C da o'ziga xos elektr qarshiligi 68,4 nom m, ya'ni. 6,84 mŌ sm; elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 6,8·10 -3 (0-100 °C). Nikel egiluvchan va egiluvchan metall bo'lib, u juda nozik choyshablar va quvurlarni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Kuchlanish kuchi 400-500 MN / m2 (ya'ni 40-50 kgf / mm2); elastik chegarasi 80 Mn/m2, oqish quvvati 120 Mn/m2; nisbiy cho'zilish 40%; normal elastiklik moduli 205 Gn/m2; Brinell qattiqligi 600-800 Mn/m2. 0 dan 631 K gacha bo'lgan harorat oralig'ida (yuqori chegara Kyuri nuqtasiga to'g'ri keladi) Nikel ferromagnitdir. Nikelning ferromagnitligi uning atomlarining tashqi elektron qavatlarining (3d 8 4s 2) strukturaviy xususiyatlariga bog'liq. Nikel, Fe (3d 6 4s 2) va Co (3d 7 4s 2), shuningdek, ferromagnitlar bilan birga, tugallanmagan 3d elektron qobig'i bo'lgan elementlarga kiradi (o'tish 3d metallar). Tugallanmagan qobiqning elektronlari kompensatsiyalanmagan spin magnit momentini hosil qiladi, uning nikel atomlari uchun samarali qiymati 6 mk B, bu erda m B - Bor magnetoni. Nikel kristallaridagi almashinuv o'zaro ta'sirining ijobiy qiymati atom magnit momentlarining parallel yo'nalishiga, ya'ni ferromagnetizmga olib keladi. Xuddi shu sababga ko'ra, qotishmalar va bir qator nikel birikmalari (oksidlar, galogenidlar va boshqalar) magnit jihatdan tartibga solinadi (ferro- yoki kamroq tarqalgan ferrimagnit tuzilishga ega). Nikel termal kengayishning minimal koeffitsienti (permalloy, monel metall, invar va boshqalar) bo'lgan eng muhim magnit materiallar va qotishmalarning bir qismidir.

Nikelning kimyoviy xossalari. Kimyoviy jihatdan Ni Fe va Co ga o'xshaydi, lekin Cu va asil metallarga ham o'xshaydi. Birikmalarda u o'zgaruvchan valentlikni ko'rsatadi (ko'pincha 2-valentin). Nikel o'rtacha faollikdagi metalldir. Ko'p miqdorda gazlarni (H 2, CO va boshqalar) o'zlashtiradi (ayniqsa, mayda ezilgan holatda); Nikelning gazlar bilan to'yinganligi uning mexanik xususiyatlarini yomonlashtiradi. Kislorod bilan reaktsiya 500 ° C da boshlanadi; Nozik dispers holatda nikel piroforik bo'lib, havoda o'z-o'zidan yonib ketadi. Oksidlardan eng muhimi NiO - yashil rangli kristallar, suvda deyarli erimaydigan (mineral bunsenit). Ishqorlar qo'shilsa, katta hajmli olma-yashil cho'kma shaklida gidroksid nikel tuzlari eritmalaridan cho'kadi. Qizdirilganda nikel galogenlar bilan birlashib NiX 2 ni hosil qiladi. Oltingugurt bug'ida yonib, tarkibida Ni 3 S 2 ga o'xshash sulfid hosil qiladi. NiS monosulfidini oltingugurt bilan NiO ni qizdirish orqali olish mumkin.

Nikel yuqori haroratlarda ham (1400 °C gacha) azot bilan reaksiyaga kirishmaydi. Qattiq nikelda azotning eruvchanligi og'irlik bo'yicha taxminan 0,07% ni tashkil qiladi (445 ° C da). Ni3N nitridi 445 °C da NiF2, NiBr2 yoki metall kukunlari orqali NH3 ni o'tkazish orqali tayyorlanishi mumkin. Yuqori haroratlarda fosfor bug'ining ta'siri ostida fosfid Ni 3 P 2 kulrang massa shaklida hosil bo'ladi. Ni-As tizimida uchta arsenidning mavjudligi aniqlangan: Ni 5 As 2, Ni 3 As (maucherit minerali) va NiAs. Ko'pgina metallidlar nikel-arsenid tipidagi tuzilishga ega (bunda atomlar zich olti burchakli o'rash hosil qiladi, ularning barcha oktaedral bo'shliqlarini Ni atomlari egallaydi). Stabil bo'lmagan Ni 3 C karbidini 300 ° C da CO atmosferasida nikel kukunini sekin (yuzlab soat) karbürleşmesi (sementlash) orqali olish mumkin. Suyuq holatda Nikel sezilarli darajada C ni eritib yuboradi, u sovutish paytida grafit shaklida cho'kadi. Grafit chiqarilganda, nikel egiluvchanligini va bosim ostida ishlov berish qobiliyatini yo'qotadi.

Kuchlanish qatorida Ni Fe ning o'ng tomonida (ularning normal potentsiallari mos ravishda -0,44 V va -0,24 V) va shuning uchun suyultirilgan kislotalarda Fe ga qaraganda sekinroq eriydi. Nikel suvga chidamli. Organik kislotalar nikelga faqat u bilan uzoq vaqt aloqa qilgandan keyin ta'sir qiladi. Sulfat va xlorid kislotalar nikelni asta-sekin eritadi; suyultirilgan azot - juda oson; konsentrlangan HNO 3 nikelni passivlashtiradi, ammo temirdan kamroq darajada.

Kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda 2 valentli Ni tuzlari hosil bo'ladi. Deyarli barcha Ni(II) tuzlari va kuchli kislotalar suvda yaxshi eriydi, ularning eritmalari gidroliz tufayli kislotali reaksiyaga ega; Karbon va fosfor kislotalari kabi nisbatan kuchsiz kislotalarning tuzlari juda kam eriydi. Nikel tuzlarining aksariyati qizdirilganda (600-800 °C) parchalanadi. Ko'p ishlatiladigan tuzlardan biri NiSO 4 sulfat NiSO 4 ·7H 2 O - nikel sulfatning zumrad yashil kristallari ko'rinishidagi eritmalardan kristallanadi. Kuchli ishqorlar Nikelga ta'sir qilmaydi, lekin u (NH 4) 2 CO 3 ishtirokida ammiak eritmalarida eriydigan ammiak hosil bo'lishi bilan eriydi, zich ko'k rangga ega; Ularning aksariyati 2+ va komplekslarning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Rudalardan nikel olishning gidrometallurgiya usullari ammiakning tanlab hosil bo'lishiga asoslangan. Ni (II) tuzlari eritmalaridan NaOCl va NaOBr cho'kadi, Ni(OH) gidroksid 3 qora rangda. Kompleks birikmalarda Ni, Co dan farqli o'laroq, odatda 2 valentli bo'ladi. Ni ni analitik aniqlash uchun dimetilglioksim (C 4 H 7 O 2 N) 2 Ni bilan Ni kompleks birikmasidan foydalaniladi.

Yuqori haroratlarda nikel azot oksidlari, SO 2 va NH 3 bilan o'zaro ta'sir qiladi. CO qizdirilganda uning mayda maydalangan kukuniga ta'sir qilganda, karbonil Ni(CO) 4 hosil bo'ladi. Karbonilning termal dissotsiatsiyasi eng toza nikelni hosil qiladi.

Nikelni qabul qilish. Nikelning umumiy ishlab chiqarishidan taxminan 80% sulfidli mis-nikel rudalaridan olinadi. Flotatsiya yo‘li bilan tanlab boyitilgandan so‘ng rudadan mis, nikel va pirrotit kontsentratlari ajratiladi. Flyuslar bilan aralashtirilgan nikel rudasi konsentrati chiqindi jinslarni ajratish va nikelni 10-15% Ni saqlovchi sulfid eritmasiga (mat) olish uchun elektr shaftalarda yoki reverber pechlarda eritiladi. Odatda, elektr eritishdan oldin qisman oksidlovchi qovurish va konsentratning aglomeratsiyasi amalga oshiriladi. Ni bilan birga Fe, Co ning bir qismi va deyarli barcha Cu va asil metallar mat rangga kiradi. Fe oksidlanish yo‘li bilan ajratilgandan so‘ng (konvertorlarda suyuq matni puflash orqali) Cu va Ni sulfidlarining qotishmasi olinadi – mat, asta-sekin sovutiladi, mayda maydalanadi va Cu va Ni ni ajratish uchun flotatsiyaga yuboriladi. Nikel konsentrati NiO ga suyultirilgan qatlamda pishiriladi. Metall elektr yoy pechlarida NiO ni kamaytirish orqali olinadi. Anodlar qo'pol nikeldan quyiladi va elektrolitik tarzda tozalanadi. Elektrolitik nikel (110-sinf) tarkibidagi nopoklik miqdori 0,01% ni tashkil qiladi.

Cu va Ni ni ajratish uchun reaksiyaning teskariligiga asoslangan karbonil jarayoni deb ataladigan jarayon ham qo'llaniladi: Ni + 4CO = Ni (CO) 4. Karbonil ishlab chiqarish 100-200 atm va 200-250 ° S haroratda amalga oshiriladi va uning parchalanishi atmosferada havo kirishisiz amalga oshiriladi. bosim va taxminan 200 ° C. Ni (CO) 4 ning parchalanishi nikel qoplamalarini ishlab chiqarish va turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ham qo'llaniladi (issiq matritsada parchalanish).

Zamonaviy "avtojen" jarayonlarda eritish kislorod bilan boyitilgan havo bilan sulfidlarning oksidlanishi paytida chiqarilgan issiqlik yordamida amalga oshiriladi. Bu uglerodli yoqilg'ilarni yo'q qilish, sulfat kislota yoki elementar oltingugurt ishlab chiqarish uchun mos bo'lgan SO 2 ga boy gazlarni olish, shuningdek, jarayon samaradorligini keskin oshirish imkonini beradi. Eng to'liq va istiqbolli - suyuq sulfidlarning oksidlanishi. Nikel konsentratlarini yuqori harorat va bosimda kislorod ishtirokida kislotalar yoki ammiak eritmalari bilan ishlov berishga asoslangan jarayonlar (avtoklav jarayonlari) tobora keng tarqalgan. Odatda, nikel eritmaga o'tkaziladi, undan boy sulfidli kontsentrat yoki metall kukuni (bosim ostida vodorod bilan qaytarilishi) shaklida ajratiladi.

Silikat (oksidlangan) rudalaridan nikel eritish zaryadiga flukslarni - gips yoki piritni kiritish orqali ham mat holda konsentratsiyalanishi mumkin. Qaytarilish-sulfidlanishli eritish odatda val pechlarida amalga oshiriladi; hosil bo'lgan mat 16-20% Ni, 16-18% S, qolganlari Fe ni o'z ichiga oladi. Nikelni matdan ajratib olish texnologiyasi yuqorida tavsiflanganga o'xshaydi, faqat Cu ajratish operatsiyasi ko'pincha o'tkazib yuboriladi. Oksidlangan rudalarda Co ning miqdori past bo'lsa, po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ferronikel olish uchun ularni qaytaruvchi eritishga o'tkazish maqsadga muvofiqdir. Nikelni oksidlangan rudalardan olish uchun gidrometallurgik usullar ham qo'llaniladi - oldindan qaytarilgan rudani ammiak bilan yuvish, sulfat kislota avtoklavda yuvish va boshqalar.

Nikeldan foydalanish. Ni ning katta qismi yuqori mexanik, korroziyaga qarshi, magnit yoki elektr va termoelektrik xususiyatlari bilan ajralib turadigan boshqa metallar (Fe, Cr, Cu va boshqalar) bilan qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Reaktiv texnologiyaning rivojlanishi va gaz turbinali agregatlarini yaratish munosabati bilan issiqlikka chidamli va issiqqa chidamli xrom-nikel qotishmalari ayniqsa muhimdir. Nikel qotishmalari yadroviy reaktor tuzilmalarida qo'llaniladi.

Bu shuni anglatadiki, Nikel miqdori gidroksidi batareyalar va korroziyaga qarshi qoplamalar ishlab chiqarish uchun sarflanadi. Egiluvchan nikel o'zining sof shaklida choyshab, quvurlar va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. kimyo sanoati maxsus kimyoviy uskunalar ishlab chiqarish uchun va ko'plab kimyoviy jarayonlar uchun katalizator sifatida. Nikel juda kam metall bo'lib, iloji bo'lsa, boshqa, arzonroq va keng tarqalgan materiallar bilan almashtirilishi kerak.

Nikel rudalarini qayta ishlash SO 2 va ko'pincha As 2 O 3 bo'lgan zaharli gazlarning chiqishi bilan birga keladi. Nikelni karbonil usulida tozalashda ishlatiladigan CO juda zaharli; Ni (CO) 4 juda zaharli va juda uchuvchan. Uning havo bilan aralashmasi 60 ° C da portlaydi. Nazorat choralari: uskunaning zichligi, yaxshilangan shamollatish.

Nikel tanadagi muhim iz element hisoblanadi. Uning o'rtacha miqdori o'simliklarda 5,0·10 -5% xom ashyo, quruqlikdagi hayvonlar tanasida 1,0·10 -6%, dengiz hayvonlarida 1,6·10 -4%. Hayvonlar tanasida nikel jigar, teri va ichki sekretsiya bezlarida mavjud; keratinlashtirilgan to'qimalarda (ayniqsa, patlarda) to'planadi. Nikel arginaza fermentini faollashtirishi va oksidlanish jarayonlariga ta'sir qilishi aniqlandi; o'simliklarda bir qator fermentativ reaktsiyalarda (karboksillanish, peptid bog'larining gidrolizi va boshqalar) ishtirok etadi. Nikel bilan boyitilgan tuproqlarda uning o'simliklardagi miqdori 30 baravar va undan ko'proq oshishi mumkin, bu endemik kasalliklarga olib keladi (o'simliklarda - xunuk shakllar, hayvonlarda - shox pardada nikel to'planishining ko'payishi bilan bog'liq ko'z kasalliklari: keratit, keratokon'yunktivit).