المعادن

حقائق عن النيكل

حقائق عن النيكل



استخدامات النيكل ، الموارد ، العرض ، الطلب ، ومعلومات الإنتاج


أعيد نشره من صحيفة حقائق USGS من مارس 2012

النيكل في المحركات النفاثة: تستخدم سبائك النيكل في ريش التوربينات وأجزاء أخرى من المحركات النفاثة حيث تصل درجة الحرارة إلى 2700 درجة فهرنهايت ويمكن أن تصل الضغوط إلى 40 جوًا. توضيح من NASA.gov.

ما هو النيكل؟

النيكل معدن فضي اللون يستخدم بشكل رئيسي في جعل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك أخرى أقوى وأكثر قدرة على تحمل درجات الحرارة القصوى والبيئات المسببة للتآكل. تم تحديد النيكل لأول مرة كعنصر فريد من نوعه في عام 1751 من قبل البارون أكسل فريدريك كرونستيدت ، وهو عالم صيدلاني وكيميائي سويدي. كان يطلق عليه في الأصل عنصر kupfernickel لأنه وجد في الصخر الذي يشبه خام النحاس (kupfer) ولأن عمال المناجم يعتقدون أن "الأرواح السيئة" (النيكل) في الصخرة تجعل من الصعب عليهم استخراج النحاس منها.

النيكل عنصر تتبع أساسي لبعض الحيوانات. بعض الأشخاص حساسون للنيكل وقد يصابون بالتهاب الجلد التماسي إذا كانت بشرتهم على اتصال وثيق به. على الرغم من أن العديد من سبائك النيكل ، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ ، لا تسبب مشاكل صحية ، يجب اتخاذ احتياطات خاصة لضمان سلامة العاملين مع بعض مركبات النيكل الأخرى وحتى النيكل المعدني لأنها معروفة بأنها تسبب السرطان.

هل كنت تعلم؟ تحتوي العملات المعدنية المتداولة البالغة 5 سنتات ("النيكل") التي تنتجها الولايات المتحدة الأمريكية حاليًا على 25٪ نيكل و 75٪ نحاس ، بالوزن.

هل كنت تعلم؟ تستخدم سبائك النيكل - التيتانيوم الخاصة ، والمعروفة باسم "سبائك ذاكرة الشكل" ، في بعض إطارات النظارات لأنها يمكن أن تعود إلى الشكل بعد ثنيها.

كيف نستخدم النيكل؟

تم استخدام حوالي 80 في المائة من النيكل الأساسي (غير المعاد تدويره) المستهلكة في الولايات المتحدة في عام 2011 في السبائك ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الفائقة. نظرًا لأن النيكل يزيد من مقاومة السبائك للتآكل وقدرتها على تحمل درجات الحرارة الشديدة ، غالبًا ما تستخدم المعدات والأجزاء المصنوعة من السبائك الحاملة للنيكل في البيئات القاسية ، مثل تلك الموجودة في المصانع الكيماوية ومصافي البترول ومحركات الطائرات ومنشآت توليد الطاقة ، و المنشآت البحرية. غالبًا ما تصنع المعدات الطبية وأدوات الطهي وأدوات المائدة من الفولاذ المقاوم للصدأ لأنها سهلة التنظيف والتعقيم.

جميع العملات المعدنية المتداولة في الولايات المتحدة باستثناء بنس واحد مصنوعة من سبائك تحتوي على النيكل. تستخدم سبائك النيكل بشكل متزايد في صناعة البطاريات القابلة لإعادة الشحن لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وأدوات الطاقة ، والمركبات الهجينة والكهربائية. مطلي بالنيكل أيضًا على عناصر مثل تجهيزات الحمام لتقليل التآكل وتوفير مظهر جذاب.

نيزك: نشأت معظم نيكل الأرض من آثار النيزك خلال التكوين المبكر لكوكبنا. يتكون نيزك الحديد Sikhote-Alin من حوالي 93٪ من الحديد و 6٪ من النيكل وعناصر ضئيلة بنسبة 1٪. صورة فوتوغرافية

خام النيكل: عينة من خام النيكل من مجمع Sudbury Igneous. هذه عينة من البنتلانيت في البروتوتيت تقريبًا أربع بوصات. صورة هيئة المسح الجيولوجي الامريكية.

خام النيكل من مجمع سودبوري اينيوس. يتكون خام النيكل الضخم من المعادن البنتلانيت والبيروتيت ، التي تحيط بشظايا من الصخور البركانية والمتحولة التي تمزقت من جدران الحفرة بسبب تأثير جسم خارج كوكب الأرض. صورة هيئة المسح الجيولوجي الامريكية.

من أين يأتي النيكل؟

النيكل هو خامس أكثر العناصر وفرة في الأرض ، ولكن معظم هذا النيكل يقع في قلب الأرض ، على بعد أكثر من 1800 ميل تحت سطح الأرض. في قشرة الأرض ، هناك نوعان رئيسيان من رواسب الخام توفران معظم النيكل المستخدم اليوم: رواسب كبريتيد الصخور (مثل تلك الموجودة في نوريلسك ، روسيا ؛ سودبوري ، كندا ؛ وكامبالدا ، أستراليا) والودائع اللاحقة (بما في ذلك تلك الموجودة في كوبا ، كاليدونيا الجديدة ، وإندونيسيا). أيضا ، قد تحتوي عقيدات المنغنيز والقشور الموجودة في قاع البحر على قدر كبير من النيكل مثل الرواسب المعروفة على الشاطئ ، لكنها لا تستخرج في الوقت الحالي.

تحتوي رواسب كبريتيد الصهارة على حوالي 40 في المائة من موارد النيكل العالمية وهي حالياً مصدر أكثر من نصف إمدادات النيكل في العالم. قد تتطور رواسب النيكل إذا أصبحت الصهارة التي تحتوي على كميات منخفضة من السيليكا وكميات عالية من المغنيسيوم مشبعة في الكبريت ، عادةً من خلال التفاعل مع الصخور في قشرة الأرض. قد ينفصل السائل الغني بالكبريت عن الصهارة ؛ أيونات النيكل ، وبعض العناصر الأخرى ، قد تتحرك فيه. نظرًا لأن السائل الغني بالكبريت أكثر كثافة من الصهارة ، فإن السائل يغرق ويتراكم على طول قاعدة غرف الصهارة ، أو التدخلات ، أو تدفقات الحمم البركانية ، حيث قد تتبلور معادن كبريتيد الحاملة للنيكل. غالبًا ما تحتوي معادن الكبريتيد على معادن من مجموعة الكوبالت أو النحاس أو البلاتين.

يُعد مجمع Sudbury Igneous Complex المصدر الرئيسي للنيكل في كندا وثاني أكبر رواسب كبريتيد النيكل في العالم. المجمع فريد من نوعه لأنه تم تشكيله عندما ضرب جسم خارج كوكب الأرض ، على الأرجح مذنب ، الأرض منذ حوالي 1850 مليون سنة. أجزاء من قشرة الأرض بالقرب من التأثير ذاب وشكلت طبقة كبيرة من الصهارة في الحفرة الناتجة ؛ السائل كبريتيد الحاملة للنيكل التي يتم جمعها على طول قاعدة طبقة الصهارة ، ومعادن كبريتيد الحاملة للنيكل والنحاس تبلورت منه.

تستضيف الودائع المتأخرة حوالي 60 بالمائة من موارد النيكل في العالم. تتشكل رواسب اللاتييت في بيئات دافئة أو رطبة أو مدارية أو شبه مدارية عندما يتم تكسير الصخور البركانية التي تحتوي على كميات منخفضة من السيليكا وكميات عالية من المغنسيوم بسبب التجوية الكيميائية. يزيل التجوية بعض مكونات الصخور الأصلية ، مما يخلق رواسب متبقية حيث قد تتركز عناصر مثل النيكل.

جوهر الأرض النيكل: متوسط ​​وفرة القشرة من النيكل حوالي 100 جزء في المليون. ومع ذلك ، يُعتقد أن اللب الداخلي للأرض عبارة عن سبيكة من الحديد والنيكل والنواة الخارجية عبارة عن ذوبان يتكون أساسًا من الحديد والنيكل. صورة هيئة المسح الجيولوجي الامريكية.

نيكل: العرض والطلب في جميع أنحاء العالم


2011 إنتاج النيكل
بلدطن متري
أستراليا215,000
بوتسوانا26,000
البرازيل109,000
كندا220,000
الصين89,800
كولومبيا76,000
كوبا71,000
جمهورية الدومنيكان21,700
أندونيسيا290,000
مدغشقر5,900
كاليدونيا الجديدة131,000
الفلبين270,000
روسيا267,000
جنوب أفريقيا44,000
الولايات المتحدة الامريكانية0
بلدان اخرى103,000
القيم أعلاه هي 2011 طن متري من إنتاج محتوى النيكل من ملخصات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية للسلع المعدنية ، يناير 2013.

لم تكن هناك مناجم نيكل نشطة في الولايات المتحدة في عام 2011 ، على الرغم من أن كميات صغيرة من النيكل قد استُخرجت كنتيجة ثانوية من معالجة خامات النحاس والبلاديوم والبلاديوم. العديد من الودائع في مينيسوتا وميشيغان من المقرر أن تدخل حيز الإنتاج بحلول عام 2015.

النيكل المعاد تدويره هو مصدر مهم للغاية للإمداد. في عام 2011 ، مثلت النيكل المعاد تدويره ما يقرب من 43 في المئة من استهلاك النيكل في الولايات المتحدة.

كانت روسيا أكبر منتج للنيكل في عام 2011 ، تليها إندونيسيا والفلبين وكندا. من عام 2007 حتى عام 2010 ، قدمت كندا حوالي 38 في المائة من واردات النيكل في الولايات المتحدة ، تليها روسيا بالترتيب (بالترتيب) ، حسب الكمية المستوردة ، وأستراليا والنرويج ودول أخرى. تتركز معظم احتياطيات النيكل المعروفة في العالم في أستراليا والبرازيل وكندا وكوبا وكاليدونيا الجديدة وروسيا.

هل كنت تعلم؟ براميل البيرة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الحاملة للنيكل غالباً ما تبقى قيد الاستخدام لمدة 30 إلى 40 سنة.

هل كنت تعلم؟ يحتوي Chondrites ، وهو النوع الأكثر شيوعًا من النيازك ، على ما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة أكثر من أي صخرة أرضية.

ضمان مستقبل النيكل اللوازم

تعتمد الولايات المتحدة على الواردات وإعادة التدوير لإمداداتها من النيكل ، ومن غير المرجح أن يتغير هذا الوضع بشكل كبير على الأقل خلال الـ 25 عامًا القادمة. ومع ذلك ، فإن خطر حدوث انقطاع في العرض منخفض ، نظرًا لوجود احتياطيات عالمية كافية ، موزعة على أكثر من 10 دول ، لتلبية الطلب المتوقع على النيكل لسنوات عديدة قادمة. لم تعد الحكومة الأمريكية تحتفظ بالنيكل في مخزون الدفاع الوطني. من المحتمل أن يزداد الإنتاج من الرواسب اللاحقة مع استنفاد موارد النيكل في مناجم الكبريتيد الموجودة.

للمساعدة في التنبؤ بمكان وجود إمدادات النيكل في المستقبل ، يدرس علماء هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية كيف وأين تتركز موارد النيكل في قشرة الأرض ويستخدمون تلك المعرفة لتقييم احتمال وجود رواسب النيكل غير المكتشفة. تم تطوير تقنيات لتقييم الموارد المعدنية من قبل دائرة المسح الجيولوجي الأمريكية لدعم الإشراف على الأراضي الفيدرالية ولتقييم توافر الموارد المعدنية في سياق عالمي. تقوم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أيضًا بتجميع الإحصاءات والمعلومات حول العرض العالمي للنيكل والطلب عليه وتدفقه. تُستخدم هذه البيانات لإبلاغ صناعة السياسة الوطنية بالولايات المتحدة.


شاهد الفيديو: معدن كوبالت وخصائصه وتاثيراته #cobalt