Nikkel (Ni, Niccolum)

Nikkel er et sporstof, der er involveret i hæmatopoiesis (erythropoiesis) og redoxprocesser, hvilket giver vævsceller ilt.

Stoffet blev opdaget i 1751 og indtager den otteogtyvende plads i det periodiske system af D.I. Mendeleev under symbolet "Ni".

Forbindelsen er en del af erytrocytter, reducerer virkningerne af adrenalin, har en gavnlig beroligende virkning på nervesystemet. Med et stort blodtab bruges elementet i form af injektioner til at stimulere hæmatopoiesis, syntese af røde blodlegemer. Interessant er absorptionen af ​​nikkel i blodbanen under påvirkning af saltsyre, som er indeholdt i mavesaften.

Mineralet er involveret i udvekslingen af ​​vitamin C, B12, er ansvarlig for bevarelsen af ​​cellemembranens struktur i normal tilstand.

  • Generel information
  • Biologisk rolle
  • Symptomer og konsekvenser af mangel
  • Symptomer og konsekvenser af overskydende
  • Fødevarekilder
  • Produktion

En voksnes krop indeholder 5 til 14 milligram nikkel. Indholdet af et sporstof i indre organer afhænger af alder, køn, fysiologisk sundhedstilstand, vægt og miljøforhold. Det blev konstateret, at absorptionen af ​​nikkel øges under graviditet under amning hos kvinder. Derudover akkumuleres elementet med alderen i lungerne..

Kroppens daglige behov for forbindelse er 100 - 300 mikrogram.

Generel information

Nikkel er et duktilt og formbart metal, sølvhvid. Den kemiske aktivitet er lav: den reagerer langsomt med syrer og reagerer ikke med baser. I luften er elementet dækket af en oxidfilm.

Oprindelsen til forbindelsesnavnet er forbundet med en ond ånd - en nisse, som i tysk mytologi, som det var, kastede de saksiske minearbejdere på udkig efter kobber, et lignende mineral - rød nikkelpyrit NiAs, den såkaldte arsenik-nikkelglans. Som et resultat af mislykkede forsøg på at smelte kobber fra denne malm kaldte rasende minearbejdere det nye metal henholdsvis "Kupfernickel" og "Nickel", hvilket betød "Copper Devil" og "Mischievous". I dag betyder ordet "Nikkel" på tyske minearbejders sprog stadig en forbandelse.

I menneskelige organer er dette mikroelement mest koncentreret i hypofysen (sort stof i mellemhjerne), lever, bugspytkirtel og binyrerne. Nikkel, der leveres med mad, assimileres i den menneskelige fordøjelseskanal med 1-10%. På samme tid reducerer appelsinsaft, mælk, kaffe, te, ascorbinsyre dets absorption. Graviditet, amning, jernmangel, tværtimod øger absorptionen af ​​mineralet.

Nikkel transporteres direkte med serumalbumin. Det er interessant, at elementet i blodplasma hovedsageligt er indeholdt i en bundet tilstand med proteiner alpha-1-glycoprotein og nickeloplasmin (alpha-2-macroglobulin).

"Brugt" forbindelse udskilles 95% fra den menneskelige krop med afføring, og de resterende 5% - med galde, sved, urin.

På trods af sporelementets positive egenskaber skal du huske, at nikkel er et aktivt allergen, der forårsager eksem, kontaktdermatitis hos mennesker, der er følsomme over for dette metal. Mulige årsager til udviklingen af ​​bivirkninger - kontakt med husholdningsartikler, nitter på tøj, smykker, der indeholder et element, med hud.

Biologisk rolle

Nikkelens betydning for at opretholde levende organismer er under undersøgelse. På trods af at der er ringe information om forbindelsens biologiske rolle, er det kendt, at elementet er involveret i den strukturelle organisering, funktion af DNA, RNA, protein.

Nyttige egenskaber ved nikkel:

  • regulerer fedt, kulhydratmetabolisme
  • aktiverer insulinets virkning, øger hypoglykæmisk aktivitet;
  • sænker blodtrykket
  • stimulerer bloddannelse, øger niveauet af hæmoglobin;
  • hæmmer adrenalins virkning
  • deltager i syntesen af ​​hormoner;
  • oxiderer C-vitamin;
  • forbedrer hypofysens antidiuretiske virkning;
  • aktiverer arginase;
  • virker beroligende
  • fjerner kortikosteroider i urinen
  • påvirker enzymatiske processer, fremskynder transformation af sulfhydrylgrupper til disulfid;
  • bevarer konformationen af ​​RNA-molekylet.

Med en tilstrækkelig mængde cyanocobalamin (vitamin B12) i menneskekroppen stimulerer nikkel muskelvækst, mangel på det forårsager den modsatte effekt.

Siden det 19. århundrede og indtil nu er saltene af denne mikroelement med succes brugt til den komplekse behandling af hudsygdomme (psoriasis, eksem, dermatitis). Mineralet er også indiceret til asteniske tilstande, hypertension, diabetes mellitus..

Symptomer og konsekvenser af mangel

Nikkelmangel i kroppen opstår, når du spiser 50 mikrogram eller mindre af forbindelsen om dagen, hvilket er 2-6 gange mindre end det daglige behov.

I betragtning af at mikronæringsstoffet er udbredt i mad, indeholder den gennemsnitlige persons daglige diæt normalt det dobbelte af den daglige dosis af næringsstoffet (500 - 600 mikrogram).

Tegn på nikkelmangel i kroppen:

  • fald i hæmoglobin-, kolesterol- og hæmatokritniveauer;
  • sløvhed, muskelsvaghed
  • forhøjede blodsukkerniveauer
  • hypopigmentering
  • fald i fysisk aktivitet
  • patologiske ændringer i leveren.

Nikkelantagonister er svovl, jern, zink, C-vitamin, selen.

Langvarig mangel på forbindelsen bidrager til udseendet af dermatitis, problemer med perikardiet, forkortelse af bagbenene, forsinket fysisk udvikling, reducerer kroppens modstand mod sygdomme.

Symptomer og konsekvenser af overskydende

Et overskud af nikkel i den menneskelige krop er meget mere almindelig end en mangel. De mest giftige er sulfat, nikkelchlorid på grund af god opløsning i vand. Uopløselige forbindelser påvirker menneskekroppen mindre giftig: oxalat, fosfat, silikat.

Et overskud af nikkel i hjemmet kan opnås som et resultat af brugen af ​​retter af lav kvalitet, billige smykker og proteser, der indeholder dette mineral. Derudover findes der et sporstof i tobak, så mennesker med dårlig vane er også i fare.

Det er meget lettere at få en overdosis af mineralet i produktionen end under indenlandske forhold. Dette skyldes det faktum, at carbonylnikkel og nikkelstøv dannet under bearbejdningen af ​​metaller har evnen til at ophobes i kroppen, hvilket fører til hurtig forgiftning af arbejdstageren..

Mangel på calcium, magnesium, jern øger metalabsorptionen.

Ved konstant kontakt af en person med dampe, støv, nikkelforbindelser eller som et resultat af at modtage en enkelt overskydende dosis af et element (50 milligram) med mad, medicin, ledningsvand, opstår en "overdosis". I dette tilfælde udvikles akut hudbetændelse - kontaktdermatitis, keratitis, vitiligo, astma, gigt, cellulær immunitet svækkes, aktiviteten af ​​enzymer og hormoner sænkes.

I alvorlige tilfælde kan arbejde med oxider eller sulfid af et element i 2 år eller mere føre til udseendet af lungetumorer, nasopharynx, sygdomme i de øvre luftveje, nedsat koordination af bevægelser (ataksi).

Tegn og konsekvenser af kropsforgiftning:

  • kvalme, opkastning, åndenød
  • fordøjelsesproblemer
  • leverdystrofi, nyrer;
  • hovedpine
  • funktionsfejl i nervesystemet, det kardiovaskulære system
  • krænkelse af kulhydratmetabolisme
  • forringelse af blodsammensætningen
  • neurasteni;
  • sygdomme i skjoldbruskkirtlen, reproduktive organer;
  • sårdannelse i hornhinden
  • urobilin i urinen;
  • næseblod, overflod;
  • anæmi
  • takykardi;
  • ødem i lungerne, hjernen;
  • smerter i hypokondrium til højre;
  • rhinitis
  • nedsat respons på eksterne stimuli eller overdreven CNS-ophidselse.

For at genoprette sundheden og eliminere symptomer, konsekvenserne af et overskud af nikkel i kroppen, anbefales det at begrænse indtagelsen af ​​mineralet med mad for at overholde sikkerheden på arbejdspladsen. Brug nemlig beskyttelsesmasker, overalls.

Husk, nikkelcarbonylforbindelser er yderst farlige for menneskers sundhed, nogle gange 2-3 timers kontinuerlig indånding af dampene i sporelementet fører til dødelig forgiftning.

Fødevarekilder

Hver dag kommer op til en fjerdedel af mineralet fra den daglige hastighed fra ledningsvand, der tilsættes i rør natten over, beriget med en forbindelse. Derudover er de vigtigste fødekilder til nikkel rent kakaopulver - 980 mikrogram pr. 100 gram produkt, bittersød chokolade - 260 mikrogram (mælk - 120). Årsagerne til den høje koncentration af elementet i disse produkter er den konstante kontakt mellem råmaterialer og maskiner i rustfrit stål, en kraftig proces. Derudover er lederne i indholdet af forbindelsen bælgfrugter.

Tabel nr. 1 "Produkter rig på nikkel"
ProduktnavnNikkelindhold i 100 gram produkt, mikrogram
Kakaopulver980
Cashew nødder510
Spinat390
Soja304
Chokolade120 - 250
Grøn ært250
Bønner170
Linser160
Majs80
Okselever63
Havre flager50
Ris50
Hvede40
Pistacienødder40
Rugtredive
Abrikos32
Koldrøget hestemakrel28
Bygskorn23
Hvedemel22
perlebyg20
Solbæratten
Pæreatten
Et æbleatten
Druerseksten
Hvidkålfemten
Roerfjorten
Brisling i oliefjorten
Tomatertretten
Svinekød12
Boghvedeti
Torsk, blåhvillingni
Bøf8.6
Pollock, kuller, kulmule7
Aborre, hvalpe, makrel, gedde, skrubbe6
Kartoflerfem
Fersken4
Risgryn2.7

For at undgå overmætning af diæt med nikkel og udvikling af symptomer på overdosering anbefales det at udelukke fødevarer med et højt indhold af sporstoffer fra menuen og erstatte dem med produkter med en lav% mineral i sammensætningen. Sådanne produkter inkluderer: løg, kål, fjerkræ, agurker, græskar, gulerødder, mælk, oksekød, pølser, broccoli. Nikkelindholdet i disse produkter overstiger ikke 15 mikrogram pr. 100 gram mad.

Når du følger en sund diæt, skal du huske, at højt kolesterol, mættede fedtproteinkilder skal spises i moderate mængder i små portioner..

Nikkelholdige drikkevarer inkluderer øl, te, kaffe. Begræns dit indtag af "flydende" mikronæringsstoffer til to til tre kopper om dagen.

  • Hvorfor du ikke selv kan gå på diæt
  • 21 tip til, hvordan man ikke køber et forældet produkt
  • Sådan holder du grøntsager og frugter friske: enkle tricks
  • Sådan slår du dit sukkerbehov: 7 uventede fødevarer
  • Forskere siger, at ungdommen kan forlænges

Produktion

Således er tobaksrøg, konserves, bælgfrugter og chokoladeprodukter non-stop-faktorer, der fører til overmætning og beruselse af kroppen med et mikroelement. For at opretholde helbredet skal du udelukke dem fra den daglige menu..

Nikkelallergikere rådes til at undgå kontakt med genstande, der fremkalder en reaktion, udelukke indtagelse af fødevarer med et moderat og højt indhold af forbindelsen (over 40 mikrogram pr. 100 gram af produktet) og nægte at bruge kosmetik og smykker, der indeholder et allergen. Når du arbejder med metal, skal du desuden bruge beskyttelsesudstyr til huden og luftvejene (f.eks. Latexhandsker, masker).

Nikkelskrot

Nikkelmetal er blevet udbredt som et legeringsadditiv, hvis skrot accepteres både for det fine stof og enhver af dets indeslutninger i forbindelser og legeringer. Det lave indhold af Ni i forskellige stål kræver specielle betingelser for dets accept, udstyre punkterne med specielle instrumenter til spektralanalyse - en metalanalysator.

Ved levering af metal foretrækkes det at vælge specialiserede acceptpunkter, der er udstyret til analyse af nikkelindholdet i skrot, hvor prisen pr. Kg metalaffald vil være højere.

Typer af nikkelskrot (genanvendelige materialer)

Konventionelt skrotnikkelaffald kan klassificeres i henhold til dets fysiske tilstand i flere grundlæggende kategorier: klumpet skrot, spåner og andre genanvendelige materialer, for eksempel katodekroge med et tilgroet lag af dette metal. Afhængigt af Ni-indholdet er hver af dem opdelt i flere undergrupper:

  • Skrot af rent metal;
  • Slagge affald. Karakteriseret ved Ni-indhold op til 85%;
  • Legeringer afleveret til skrot, hvor nikkel er en af ​​hovedkomponenterne. Dette er det velkendte nichrom, hvor koncentrationen af ​​Ni er 55 - 78% såvel som den ukendte for mest permalloy (op til 76%), konstantan, nikkel sølv og andre;
  • Nikkellegerede sekundære legeringer. Rustfrit stålskrot og affald af denne type er som regel forskellige stålkvaliteter med et lille indhold. Den brøkdelte koncentration af elementet Ni i varmebestandige og rustfrie materialer når 20%, mens denne værdi i lavlegeret stål ikke overstiger 5%;
  • Nikkelholdigt slam, der repræsenterer galvanisk og metallurgisk affald.

Alle de anførte genbrugsmaterialer købes aktivt op af indsamlingssteder. Prisen pr. Kg nikkelskrot bestemmes som standard af procentdelen af ​​sidstnævnte i metalaffald.

Også nikkelskrot vil omfatte:

  • nikkel katalysatorer;
  • nikkeloxid (NiOH);
  • nikkeloxidhydrat (Ni (OH) 2);
  • nikkelagglomerater og koncentrater og lignende;
  • TNZh batterier;
  • Affald indeholdende Ni som rent metal.

Et væsentligt segment af sådanne sekundære metaller består af brugte nikkelanoder og katoder, som let opdages med det blotte øje med nogen erfaring. De har en lysegrå farve, de brugte elementer er normalt dækket af en grønlig belægning. Ved opvarmning får nikkelelektroder en gul farvetone, de er også kendetegnet ved en kort rød gnist og magnetiseres. Overfladen på nikkelkatoder er ujævn, mens anodenes overflade er glat..

Den næste almindelige kilde til metalindtægter ved acceptpunkterne er granuleret nikkel, det er svært at kalde det skrot eller affald, men du kan aflevere det til en høj pris. Undtagelsen er ferronickelgranulat. De, som granulater af metal H0 - H4, bruges til legering af stål, men de har lavere acceptomkostninger, da det ikke er rent Ni, men dets legering med jern. Granuleret ferronickel kan skelnes ved sin farve: metallet er kendetegnet ved en mat grå nuance. Tværtimod har nikkelgranulater en metallisk glans..

Yderligere to grupper er spåner og tråd. Den anden komponent, Ni-skrot, er meget lettere at opdage. Termoelementer, elektroder til galvanisering samt et net, der anvendes i katalyse, er lavet af nikkeltråd..

Nikkel snor vikling

Priser på nikkelskrot

Vi har samlet priser over hele Rusland og beregnet gennemsnittet. Derfor kan du med sikkerhed fokusere på de nedenfor anførte omkostninger for 1 kg nikkelskrot.

Priser for nichrom og nikkelholdige legeringer

Nichromerskrot Х15Н60 (fra 3 mm)RUB 300 / kgNichromerskrot Х20Н80 (fra 3 mm)RUB 450 / kgNichromerskrot Х15Н60 (op til 3 mm)RUB 280 / kgNichromerskrot Х20Н80 (op til 3 mm)430 gnid / kgSkrot af nikkelholdige legeringer til 1% i kg5 gnid / kgSkrot af kobber - nikkellegeringer til 1% i kg4 gnid / kgNichrometråd Х20Н80 i spoler (spole fra 5-10 kg), tapeRUB 800 / kg

Nikkelpriser

Nikkel NP anode, N-1 katode650 gnid / kgNikkel N-3 granulat650 gnid / kgNikkelskrot (Ni 100%)RUB 550 / kgtilbage til indhold ↑

Ni-baserede legeringer

Denne type sekundært ikke-jernholdigt metal er, selvom det er ringere i prisen pr. Kg nikkelskrot, en ret rentabel vare på markedet for levering af skrot. Nikkelmetalllegeringer accepteres ganske effektivt:

  • krom;
  • kobber;
  • jern.

Varmebestandig nichrom er en forbindelse baseret på Ni (60 - 80%) og Cr. Legeringsklasse Х15Н60 inkluderer desuden jern. Dette materiale leveres til det sekundære marked i form af varmeelementer efter anvendelse i termiske eksponeringsanordninger: ovne, tørretumblere osv. Nichrome kan også findes blandt de dele, der drives ved høje temperaturer: reostater, substrater til sprøjtesystemer.

Trådmærke Х15Н60

Kobber og nikkellegeringer er repræsenteret af en forholdsvis bred vifte af forbindelser (Ni-indholdet er angivet i parentes):

  • Monel (29-70%). Nikkelholdig legering bruges som et strukturelt materiale i fly- og skibsteknik. Mange udstyr til olie- og kemisk industri: boreværktøj, pumpeaksler, skrabere, knive osv. også lavet af monel. Skrotprisen afhænger af nikkelindholdet, der er fastlagt af mærkenavnet eller af analysatoren. Det bør ikke forveksles med MNT-legeringen, i modsætning til det indeholder monelen ikke zink;
  • Permalloy (45-82%). Forbindelsen indeholder også jern og krom. Kilder til skrot af denne legering: transformere, afskærmningsspoler, relæer. Det høje indhold af jern i forbindelsen fører til, at permalloyaffald ofte udleveres som sekundært jernholdigt metal. Legeringen accepteres som nikkelholdigt skrot af specialiserede skrotopsamlingsvirksomheder udstyret med spektralanalysatorer. Betaling foretages baseret på tilstedeværelsen af ​​Ni-elementet;

Transformerhus fremstillet af permalloy

  • Constantan (39-41%). Denne forbindelse bruges til at fremstille termoelementer, reostater såvel som elektriske varmeelementer, der drives ved driftstemperaturer op til 500 ° C. Constantan findes i måleinstrumenter af lav nøjagtighedsklasse;
  • Cupronickel (5-30%). Denne nikkelholdige legering er velkendt takket være USSR's skåle og mønter i pålydende værdi på 10, 15 og 20 kopecks (var i omløb indtil valutareformen på 61). Mindre kendt er forbindelsen som et materiale til fremstilling af termogeneratorer, modstande med høj præcision og ubådsdele. Cupronickel bruges til at skabe kunstgenstande: lysestager, kasser og andre. Derfor er det ikke altid rentabelt at aflevere visse produkter fra cupronickel, blot som nikkelholdigt skrot;

Cupronickel ske

  • Nikkel sølv (5-35%). Legeringen adskiller sig fra cupronickel ved tilstedeværelsen af ​​zink i forbindelsen. Brugen af ​​nikkel sølv adskiller sig også i forskellige retninger. Med hans deltagelse skabes forsølvede retter og mange kunstgenstande. På den anden side er nikkel sølv efterspurgt som en hård og elastisk legering til fremstilling af stifter, befæstelseselementer og også fjedre til relæelektronik. Forskellige typer medicinske instrumenter, damp- og vandfittings - lavet af denne forbindelse.

Nikkel sølvtråd - blød

En anden type legering af interesse som sekundært metal er nikkel-jernforbindelser, for eksempel invar. Forbindelsen bruges i vid udstrækning til præcisionsinstrumentfremstilling; det bruges til at fremstille dimensionelle standarder, dele af urmekanismer, især kronometerbalancere. Derudover er denne nikkelholdige legering et materiale til massive stænger til geodetik, såsom niveauer.

Nikkelholdigt stål

En anden kilde til nikkel til skrot eller affald er "rustfrit stål". Den kendte egenskab ved dette metal til forbedring af rustfrit ståls antikorrosive egenskaber sikrer dets store anvendelse i forskellige kvaliteter af forbindelser, både med og uden krom. For eksempel er austenitiske, kromfrie stål kendetegnet ved høj korrosionsbestandighed i aggressive medier: kogende baser, svovlsyreopløsninger.

De mest populære stålkvaliteter på indsamlingssteder for nikkelskrot:

  1. B19, Ni-indholdet er 13 - 15%.
  2. B26, krævede kemikalier til accept - 9,3%.
  3. B28, inkluderer op til 19%.
  4. B55, intervallet af nikkelindeslutninger varierer fra 12 til 17%.

Et antal andre stålkvaliteter er også kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​en legeringstilsætning af elementet Ni, dog med et lille indhold af dette metal, der ikke overstiger 8%. Dette reducerer dog ikke deres efterspørgsel, da det er skrotnikkelholdige legeringer.

Resumé

Det skal huskes, at genanvendt nikkel kan findes i en lang række produkter, lige fra industrielle dele til husholdningsartikler og kunstneriske genstande. Disse kan brydes medicinske instrumenter, smykker og endda forniklede potter..

En separat del af skrot, nikkelaffald kan tages væk til batterier. Selv de fortrængte Ni-Cd elektriske energilagringsenheder er blevet erstattet af metal hybrid genopladelige batterier. De indeholder også nikkel, som, hvis man ser sig omkring, findes i næsten alle områder af menneskelig aktivitet. Du skal bare vide dette og finde et indsamlingssted, der evaluerer affald på basis af specialiserede enheder..

Når der indsamles nikkelholdigt skrot, er det nødvendigt at tage højde for, at Ni er klassificeret som farlig for menneskers sundhed, især kontaktallergi på huden kan forekomme.

Konceptet og funktionerne i nikkel som byggemateriale

Nikkel er et element i gruppe 10 i D.I. Mendeleev. Kendt relativt for nylig, også for nylig brugt i industrien. Nikkel fik sit navn fra navnet på en ondsindet nisse, der i stedet for indfødt kobber og kobbermalm kastede mineralet nickeline, herunder nikkel og arsen, til minearbejdere. De vidste ikke, hvordan de skulle bruge nikkel i de gamle tider, så metal- "haken" begyndte at blive kaldt "skællende" fra det tyske nikkel.

Og i dag vil vi overveje de fysiske og kemiske egenskaber og brugen af ​​nikkel, give det en generel beskrivelse, studere nikkellegeringer og kvaliteter.

Hvad er nikkel

Det er et overgangsmetal, dvs. udviser både sure og alkaliske egenskaber. Har en sølvfarvet hvid glans, duktil, formbar, men hård. Molekylvægten er lille - 28, så den tilhører lette stoffer.

Denne video fortæller dig om funktionerne i nikkel som metal:

Koncept og funktioner

Fra kemisk synspunkt er nikkel et meget interessant og usædvanligt metal. På den ene side er den i stand til at reagere med både syrer og baser, men på den anden side er den kemisk inaktiv og nægter endda at reagere med koncentrerede baser og syrer. Desuden er denne egenskab så udtalt, at nikkel anvendes til fremstilling af forskellige syreresistente udstyr og reservoirer til baser..

Metallet smeltes og bruges derefter i form af stænger, plader osv. Og i denne tilstand udviser den de sædvanlige metalliske egenskaber af et inaktivt stof. Men nikkel, omdannet til et meget fint pulver, bliver pyroforisk og er i stand til spontan forbrænding i luften..

Denne kvalitet bestemmer en af ​​de ældste anvendelser af metal - fornikling, det vil sige påføring af det tyndeste lag af nikkel på overfladen af ​​genstande. Dette lag beskytter helt stål, støbejern, magnesium, aluminium og så videre mod korrosion..

Produkter fremstillet af rent nikkel er sjældne og bruges kun i særligt kritiske områder. Dens anvendelse i industrien skyldes en anden unik kvalitet: i legeringen giver nikkel materialet den samme fremragende korrosionsbestandighed, som det selv har. De fleste rustfrit stål og stål omfatter nikkel som en legeringskomponent. Det er han, der sikrer stålets styrke og holdbarhed..

Nikkelbaserede legeringer er meget forskellige og har bemærkelsesværdige egenskaber: styrke, varmebestandighed, evne til at modstå høje belastninger ved høje temperaturer, slidstyrke, ufølsomhed over for kemisk aggressive stoffer osv. Ca. 9% af det samlede volumen af ​​det ekstraherede stof anvendes i sin rene form. Yderligere 7% bruges på fornikling, og resten af ​​volumenet bruges på at opnå legeringer.

Nikkel danner en jerntriade med jern og kobolt. Gruppen inkluderer også platin - osmium, platin, rhodium. På trods af den relative nærhed adskiller metallenes egenskaber sig imidlertid markant. Nikkel er ikke meget ringere end jern i styrke, det har en endnu højere tæthed, men i modsætning til sidstnævnte er det meget modstandsdygtigt over for korrosion, mens jern i luft og endnu mere så ved kontakt med vand korroderer hurtigt.

Sammenlignet med platinmetaller er nikkel meget lettere, meget billigere og meget mere aktiv: platin, osmium og andre er ædle metaller, der har et positivt elektrodepotentiale og er ekstremt inaktive.

Det følgende er en beskrivelse af fordele og ulemper ved nikkel.

Fordele og ulemper

Næsten alle egenskaber ved nikkel i forhold til den nationale økonomi er fordele. Ulemperne ved metal inkluderer kun dets tilstedeværelse i naturen. Nikkel betragtes som et fælles element, men det findes kun i en bundet form. Indfødt nikkel rammer kun jorden i meteoritter. Følgelig opnås metal ved hjælp af dyrere teknologier..

  • Nikkel har god styrke og hårdhed, samtidig med at det opretholder evnen til at smede og høj sejhed: det kan bruges til at fremstille de tyndeste plader og stænger.
  • Metallet har fremragende korrosionsbestandighed. Desuden overfører den denne kvalitet til legeringer, som inkluderer i form af et legeringselement.
  • Nikkelbaserede legeringer er meget forskellige og af enestående kvalitet. Således anvendes varmebestandige jern-nikkel-legeringer til fremstilling af dele til atomreaktorer og jetmotorer. Omkring 3000 forskellige nikkellegeringer er blevet beskrevet og brugt til dato..
  • Fornikling bruges stadig aktivt ikke kun i instrument- og værktøjsværktøjsbygning, men også i hverdagen i byggeriet. Forniklet porcelæn, bestik, beslag osv. Er ikke kun æstetisk attraktive, men også absolut hygiejniske, harmløse og ekstremt holdbare. Metallets inaktivitet og hygiejne bestemmer dets anvendelse i fødevareindustrien.
  • Nikkel er en ferromagnet, det vil sige et stof, der er tilbøjelig til spontan magnetisering. Denne egenskab tillader brug af metal til produktion af permanente magneter..
  • Metallet er relativt billigt at producere og har gode elektriske ledningsegenskaber. Nikkel erstatter dyrt sølv eller farligt bly i batteriproduktion.

Nikkelens struktur og kemiske sammensætning diskuteres nedenfor..

Struktur og sammensætning

Som andre rene metaller har nikkel en homogen, velordnet struktur, der giver disse stoffer evnen til at lede strøm. Materialets fasesammensætning kan dog være forskellig, hvilket påvirker dets egenskaber..

Hvad er der lavet nikkel, eller hvad det bruges i, det endelige produkt?

1) Nikkel er en af ​​de mest almindelige antikorrosionsbestanddele og / eller belægninger til stål. De fleste rustfrit stål indeholder nikkel. Nikkelfrit stål og jern er ofte forniklet til korrosionsbeskyttelse; forniklet.

2) et stort antal funktionelle legeringer: ud over nichrome er disse permalloy og alnico og invar og monel og superresistente "superlegeringer". Og også smykker "hvidguld" og legeringer både til belægning og forresten til produktion af mønter. Mange mønter er helt lavet af nikkellegering.

3) i assaysmeltning og nogle typer af kobberdannelse (det tager lang tid at forklare, groft sagt, enten oprensning eller kvantitativ analyse af legeringen / malmsammensætningen) nikkel bruges til at adskille platinagruppemetaller (det "suger" dem fuldstændigt ind i legeringen). Dette er en meget værdifuld applikation, tro mig.

4) et bindingsmateriale i superharde kompositter efter gevinsttype (i selve sejren ser det ud til, kobolt, men der er også med nikkel).

Præcis er alnico også et vigtigt materiale for elektriske guitarister; magneter til pickupper og højttalere blev lavet af det tilbage i 50'erne. Højttalere er nu sjældne og dyre, og pickupper er ret almindelige..

For eksempel er elektriske guitarstrenge normalt nikkelviklet stål. Nikkel er et ferromagnetisk materiale, så det fungerer bedre til instrumenter med magnetiske pickups end kobberlegeringer, der bruges på akustiske guitarstrenge.

Ofte til belægning som mønter. Det amerikanske nikkel kaldes endda et nikkel (en cent er kobber).

Du kan også huske nichromtråd - lavet af en legering af nikkel med krom, som bruges i kraftige modstande og varmeelementer.

Nå, og også nikkel-cadmium batterier.

Som en katalysator for hydrogenering stadig.

Hovedforbrugeren er producenter af rustfrit stål. Nikkel i enhver form er velegnet til rustfrit stål - både i relativt rene nikkelkatoder og i nikkel i støbejern, der udvindes i store mængder i Kina og Indonesien efter den åbne metode.

Det renere nikkel, der findes i form af katoder, skud, briketter og pulver, anvendes i højteknologiske industrier. Eksempler nedenfor.

Ren nikkel bruges i superlegeringer - de bruges til produktion af huse til raketter, satellitter og rumfartøjer, korrosionsbeskyttende belægninger, turbineklinger og andre motordele.

Enklere legeringer med et lavere nikkelindhold anvendes i olie- og gasindustrien: boring, beklædning, pumpekompressorer, rør, boremekanismer, varmevekslere, tanke til opbevaring af flydende gas,

Nikkel bruges til produktion af katalysatorer til udstødningsgasser, dele til brændstofsystemer, stempler, transmissioner og andre bildele

Udbredt i elektronik: isolatorer, varmeelementer, katoder til mikrobølgesendere, elektroniske kort, katodestrålerør osv.

Pulveriseret nikkel og nikkelkorn bruges til fremstilling af batterier og brændselsceller til hybridmotorer.

Sporelementtabel i nikkel

Ordet "nikkel" betyder - ondskabsfuldt. Dette sporstof fik sit navn fra det tyske ord Nickel - det var navnet på bjergens onde ånd, der angiveligt kastede en blanding af kobbermalm til minearbejdere. Da denne malm blev smeltet i smelteovne, blev der frigivet giftige gasser af arsen fra den, hvorfor nikkel i meget lang tid blev betragtet som et meget skadeligt stof. Hvordan nikkel virkelig påvirker kroppen?

Sporelementtabel i nikkel

NAVN OG VIRKNINGPRODUKTER
NIKKEL. Deltager i stimuleringen af ​​hæmatopoieseprocesser, og dets høje evne til at forbedre oxidative processer i væv er også kendt. Mest nikkel findes i leveren, bugspytkirtlen og hypofysen, hvilket indikerer dets aktive deltagelse i funktionen af ​​disse vigtige organer..Ærter, bønner, boghvede gryn, havregryn, viburnum.

Er nikkel virkelig farligt??

Dette sporelement blev opdaget i 1751 af en svensk mineralog. Men der blev ikke fundet nogen fordel for den menneskelige krop af nikkel indtil 1970'erne. Senere, som det viste sig, har kroppen stadig brug for nikkel, kun i meget små mængder. Nikkel blev ikke anerkendt i lang tid på grund af det faktum, at det har en meget høj toksicitet, det vil sige det kan have alvorlige sundhedsmæssige bivirkninger. Således er tilskud med yderligere doser nikkel sjældent påkrævet, og som regel får en person nok af det på den almindelige menu..

Nikkel udseende

Nikkel er et metal, der normalt er malet i en sølvfarvet hvid farve. Nikkel kombineres ofte med andre metaller for at danne blandinger kendt som legeringer. Nikkel findes i jordskorpen, hvilket betyder, at en vis mængde findes i vand, jord, luft og mad. Det meste af nikkel i vores krop kommer fra fødevarer, der indeholder dette sporstof. Du kan også få en dosis nikkel som en bivirkning ved at ryge tobak.

Nikkel i mad

Nikkel findes i nogle fødevarer, men i meget små mængder. Ifølge Centers for Disease Control and Prevention forbruger amerikanerne cirka 170 mcg nikkel hver dag, når de spiser deres yndlingsfødevarer. Fødevarer med den højeste nikkelkoncentration inkluderer chokolade, soja, nødder og havregryn. Vand fra hanen og cigaretrøg indeholder også små mængder nikkel. Behandling af mønter involverer også en lille mængde nikkel, når du håndterer mønter, kommer nikkel ind i blodbanen gennem huden.

Nyttige egenskaber ved nikkel

Små mængder nikkel findes i vores DNA og RNA, den kemiske sammensætning af hver celle i vores krop. Nikkel spiller en vigtig rolle i cirkulationen af ​​visse proteiner og kan bidrage til produktionen af ​​hormoner, lipider og cellemembraner. Nikkel bruges også af vores krop til at omdanne glukose til energi.

Ifølge bogen "Sund kost, fitness og sport" kan små mængder nikkel hjælpe vores krop med at danne enzymer, der fremskynder kemiske reaktioner i kroppen, især med til at danne nye nukleinsyrer og DNA..

Nikkel toksicitet

For meget nikkel betragtes som meget giftigt og kan have negative helbredseffekter. Den mest almindelige bivirkning af nikkel er allergiske reaktioner på nikkel, rapporteret af Centers for Disease Control. For meget nikkel i kroppen kan forårsage mave-tarmkanal, øget antal røde blodlegemer, nyrestress, kronisk bronkitis, nedsat lungefunktion og i nogle tilfælde lungekræft.

Produkter med lavt nikkel

Det er vigtigt at inkludere madkilder med lav nikkel i din menu og undgå mad med højt nikkelindhold. Fødevarer med lav nikkel inkluderer oksekød, skinke, fjerkræ, agurk, ost, mælk, yoghurt, løg, kål, spinat, salat, majs, græskar, gulerødder, æbler, pærer og jordbær.

Andre fødevarer med lav nikkel omfatter lever, nyre og pølser, men disse fødevarer bør ikke spises med det samme, men i små portioner, hvis du vil spise en sund kost. Dette er proteinkilderne med højt indhold af mættet fedt og kolesterol, der skal indtages i moderation..

Nikkelindholdstabel i 100 g produkter.

KategorierNikkelmængde, μgProdukter
Meget højt indholdmere end 300 mcgBoghvede og havregryn, sojamel, bønner, ærter, spinat, cashewnødder, kakaopulver
Højt indhold100 - 299 mcgLinser, bønner, tørrede svampe, mørk chokolade
Moderat indhold40 - 99 mcgOksekødlever, majs, ris, pistacienødder, mælkechokolade
Lavt indhold15 - 39 mcgHvede, byggryn, hvidkål, rødbeder, radiser, æbler, pærer, abrikoser, druer
Meget lavt indholdmindre end 15 mcgKødprodukter, broccoli, gulerødder, kartofler, løg, tomater

Desuden reducerer C-vitamin og et overskud af jern, magnesium, calcium og zink i kroppen graden af ​​optagelse af dette mineral i tarmen.

Hvor anvendes nikkel i branchen

Dette sølvgrå metal er et overgangsmetal - det har både alkaliske og sure egenskaber. De vigtigste fordele ved metal er duktilitet, duktilitet og høj antikorrosionsydelse. Hvor og hvordan nikkel bruges - læs nedenfor.

Brug af nikkel

På grund af tilstedeværelsen af ​​en oxidfilm på overfladen er metallet udstyret med evnen til perfekt at modstå korrosion. Derudover beskytter en belægning af dette metal pålideligt dele og genstande fremstillet af andre materialer mod oxidation. Derfor bruges nikkel i vid udstrækning i den moderne industri..

Derudover har elementet mere end bare korrosionsbeskyttende egenskaber. Det modstår perfekt virkningerne af forskellige baser. På grund af dette bruges det til at beskytte alle former for aluminiums-, jern- og støbejernsdele beregnet til brug i aggressive miljøer. Herunder til fremstilling af flyvinger, tanke til transport af farlige stoffer og andet udstyr til den kemiske industri.

Hvis vi taler om andre områder i vores liv, hvor brugen af ​​nikkel i dag sættes i stor skala, er det værd at nævne produktionen:

  • proteser og seler til medicinske behov;
  • akkumulatorer;
  • kemiske reagenser;
  • "hvidt guld" i smykkeindustrien;
  • musikinstrument strengviklinger.

Legeringer

På grund af dets antikorrosionsegenskaber anvendes elementet i vid udstrækning til fremstilling af forskellige legeringer fra jern, kobber, titanium, tin, molybdæn osv. Dette forbruger over 80 procent af det samlede volumen Ni udvundet over hele verden, hvis aflejringer er placeret i Rusland (Ural, Murmansk og Voronezh-regionerne, Norilsk-regionen) Sydafrika, Canada, Grækenland, Albanien og andre stater. Ni bruges til at fremstille rustfrit stål. Jernlegeringer anvendes i næsten alle grene af den moderne industri såvel som i opførelsen af ​​ethvert civilt eller industrielt anlæg.

Som et resultat af forskellige procentvise kombinationer med kobber, monel, konstantin og andre legeringer opnås. De bruges til fremstilling af mønter, lagertanke til svovlsyre, perchlorsyre eller fosforsyre, reservedele og maskindele (ventiler, varmevekslere, bøsninger, fjedre, løberblade) beregnet til brug under øget belastning.

Legeringer med tilsætning af krom - nichrom - er varmebestandige, derfor bruges de til fremstilling af strukturelle elementer i gasturbiner, dele til jetmotorer, udstyr til atomreaktorer.

I processen med at tilsætte molybdæn opnås legeringer, der er resistente over for syrer og andre aggressive forbindelser (tør klor).

Legeringer med deltagelse af aluminium, jern, kobber og cobalt - alnick og magnico - har egenskaberne af permanente magneter og bruges til fremstilling af forskellige radiomåleapparater og elektroteknik.

Produkter fremstillet af Invar - en legering med tilsætning af jern (Ni - 35 procent, Fe - 65%) har den egenskab, at de praktisk talt ikke strækker sig, når de opvarmes.

Andre applikationer

Et af de mest almindelige områder, hvor nikkel anvendes i industrien i dag, er fornikling, dvs. påføring af et tyndt lag nikkel (tykkelsen varierer fra 12 til 36 mikrometer) på overfladen af ​​andre metaller ved hjælp af en galvaniseringsmetode. På denne måde udføres korrosionsbeskyttelse:

  • metalrør;
  • fade;
  • service;
  • vandhaner og vandhaner til køkkenet eller badeværelset;
  • møbler og andre dekorative produkter.

Genstande, der behandles på denne måde, vil være pålideligt beskyttet mod fugt i lang tid, og takket være den sølvfarvede belægning, der ikke falmer over tid, vil de bevare et præsentabelt udseende.

Nikkel: metalegenskaber, egenskaber og praktisk anvendelse

Startside »Nikkel: metalegenskaber, egenskaber og praktisk anvendelse

Nikkel (Ni, atomnummer 28) er et kemisk element, hvoraf et atom indeholder 28 protoner, 28 elektroner og fra 30 til 36 neutroner, afhængigt af isotopen. Der er fem stabile isotoper: 58 (68%), 60 (26%), 62 (4%), 61 (1%), 64 (ca. 1%). Nikkels smeltepunkt er 1450 ° C, den relative atommasse er 58,69 med en densitet på 8,9. I det almindelige liv kan cupronickel-mønter minde om eksistensen af ​​dette metal - penge, der er udbredte i samfundet eller genopladelige mobiltelefonbatterier, som du ofte skal håndtere. Dette er dog kun en lille del af den samlede masse af almindelige anvendelser af metallet, der er uforlignelig i værdi med guld, sølv og andre kemiske elementer..

Generelt billede af nikkel som metal

Nikkel er selvfølgelig ringere i værdi end guld og sølv og vurderes ikke på et så højt niveau som for eksempel højteknologiske luftfartsmetaller - aluminium og titanium. Ikke desto mindre anvendes metal også i samme luftfarts- og andre områder. Lad os se nærmere på dette kemiske element for at få omfattende oplysninger til potentiel brug..

Nikkel er blevet brugt meget i legeringer (for eksempel nikkel cupronickel) i tusinder af år, men det blev først anerkendt som et kemisk element i 1751. Den første omtale af dette kemiske element tilhører den svenske kemiker - baron Axel Frederik Kronstedt.

Noget som dette ligner en udvendigt mineralholdig malm - nikcolite, hvorfra rockudviklere på et tidspunkt forsøgte at udvinde kobber, men fik et helt andet resultat

Det var denne videnskabsmand, der var den første til at opnå et rent stof fra en rødlig malm - nikcolit. Den mineralholdige nikcolitsten fik sit navn fra sit udseende, der minder om kobbermalm. Imidlertid indeholder dette mineral ikke ægte kobber. I de tidlige stadier af minedrift kaldte minearbejdere, der forsøgte at udvinde kobber fra sådan malm, produktet "Old Nick". Dette navn blev let ændret (nikcolit) og fast i fremtiden.

Den moderne repræsentation af kemiske grundstoffer ved det periodiske system viser nikkel blandt overgangselementerne (metaller) i gruppe 10. Det kemiske element er i nogle henseender ret tæt på jernens sammensætning og meget lig kobber i andre henseender. I princippet ikke overraskende, da nikkel er nøjagtigt midt mellem disse metaller i det periodiske system..

Potentielle områder for udvinding og erhvervelse

Nikkel er en meget almindelig komponent blandt de kemiske grundstoffer i jordskorpen, men en betydelig del af dette stof ligger bogstaveligt talt uden for den jordiske verdens grænser. Så næsten alle meteoritter, der nogensinde er faldet til jorden, indeholder traditionelt nikkel..

En meteoritskår med en høj procentdel af nikkel. Som regel bekræftes analysen af ​​næsten alle meteoritfragmenter af positive testresultater.

Det er et ret almindeligt metal blandt de mest almindelige elementer i jordskorpen, som har serienummer 22 (ca. dobbelt så almindeligt som kobber) i henhold til vurderingen af ​​dets tilstedeværelse.

Mest nikkel udvindes fra en række mineralbærende malme:

  • pentlandit og pyrrhotit (jern-nikkel sulfider er de to vigtigste nikkelmalmer),
  • garnierit (vandfrit silikat),
  • millerit (sulfid)
  • nikcolit (arsenid).

De førende nikkelproducenter er følgende lande:

  • Indonesien
  • Filippinerne
  • Canada
  • Ny Kaledonien

Australien og Rusland demonstrerer lidt reducerede produktionsmængder. Dernæst kommer USA på trods af fraværet af aktive nikkelminer i landet. Relativt små mængder nikkel udvindes i den amerikanske fremstillingsindustri som et biprodukt af kobber- og palladium-platinminer. Verdensreserverne af nikkel som helhed er omkring 130 millioner tons på land og meget større mængder på havbunden, hvis vi tager udgangspunkt i dette tal.

En af minerne i Ny Kaledonien, hvor aktiv minedrift af malm til den industrielle sektor udføres. På det industrielle produktionsniveau udføres forarbejdning til rent metal eller legeringer

Som nogle andre metaller er det tilladt at udvinde et kemisk element fra malmen ved hjælp af:

  • smelteteknologi (opvarmning inde i en højovn),
  • elektrolyse (opdeling af malm i komponenter ved at føre en elektrisk strøm gennem en opløsning),
  • ved interaktion med syrer (Mond-proces).

Fysiske og kemiske egenskaber ved nikkel

Nikkel er kendetegnet ved et typisk metal: fast ved daglige temperaturer, tilstrækkelig stærk og hård, formbar (under forarbejdning) og duktil (strakt ind i en ledning). Metallet er let at polere, viser god ydelse som en leder af varme og elektricitet, er tilstrækkeligt magnetisk.

Nikkel ligner jern med hensyn til styrke og sejhed (dog mindre magnetisk). Samtidig er metallet signifikant mere modstandsdygtigt over for virkningerne af korrosion og oxidation (derfor ligner det i denne henseende mere kobber). Nikkelkrystaller har en ansigtscentreret kubisk struktur.

Det ligner eksternt millerit - en mineralholdig malm, hvorfra et populært kemisk element også udvindes med efterfølgende forarbejdning til et rent produkt eller legeringer

Blandt de kemiske egenskaber skiller en relativt lav reaktivitet sig ud. Metallet reagerer på stærke syrer, men forbliver neutral i reaktion med hensyn til baser. Dette er grunden til, at nikkel ofte bruges til at udjævne beholdere til alkaliske stoffer..

Anvendelse af et kemisk element til forskellige behov

Langt størstedelen af ​​det producerede metal bruges som en integreret del af legeringer. Kun en relativt lille produktion anvendes som ren nikkel. Globalt anvendes ca. to tredjedele af alt produceret metal i produktionsprocessen for rustfrit stål.

Nikkelstål, der er tilstrækkeligt hårdt og modstandsdygtigt over for korrosion (nikkelindhold på ca. 3%), er en vigtig komponent i produktionen af ​​en bred vifte af bildele (reservedele) inklusive ventiler og drivaksler af forskellige typer.

Ikke-jernholdige legeringer (hvor der ikke er noget jernindhold) er også almindelige materialer, hvor der anvendes nikkel. Cupronickel (møntfremstilling) er et eksempel på en legering, der indeholder tre fjerdedele kobber og en fjerdedel nikkel..

Andre nikkellegeringer inkluderer formhukommelse nitinol, som kombinerer nikkel med titanium (for eksempel brillerammer). Der er også en bred vifte af højteknologiske luftfarts "superlegeringer" (fungerer ved meget høje temperaturer).

Forniklet turbinehjul til ekstra beskyttelse og ydeevne

Turbineblade (anvendes i design af jetmotorer, dampturbiner) behandles som regel med nikkelforstøvning for at give større styrke og organisere en beskyttende belægning til korrosionsbestandighed. Det kemiske element anvendes også:

  • til galvaniserede metaller,
  • i pulverform til produktion af katalysatorer (stoffer, der fremskynder kemiske reaktioner),
  • til fremstilling af nikkelnet til trykning på tekstiler osv..

Vigtige nikkelforbindelser inkluderer nitrater, chlorider og sulfater anvendt til galvanisering. Nikkeloxider anvendes i design af batterier og brændselsceller. Nikkelferriter anvendes i vid udstrækning til fremstilling af elektromagnetiske dele til strømtransformatorer og andet elektrisk udstyr.