1、鎳礦名稱:鎳礦。
2、金屬鎳的性質:鎳是一種銀白色金屬,具有良好的機械強度和延展性。不溶于水,對酸和堿的抗蝕能力很強,但易溶于稀硝酸和王水中。在空氣中不易被氧化。耐高溫,熔點1452℃;沸點2900℃;密度8.902g/cm3,鎳與濃硝酸激烈反應,與稀硝酸反應較慢。
3、鎳礦種類:鎳礦主要礦物有鎳黃鐵礦〔(Ni,Fe)9S8〕、硅鎂鎳礦〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、針鎳礦或黃鎳礦(NiS)、紅鎳礦(NiAs)等。海底的錳結核中鎳的儲量很大,是鎳的重要遠景資源。
3.1 鎳黃鐵礦
鎳黃鐵礦是一種鎳和鐵的硫化物礦物,化學成分為(Fe,Ni)9S8,當成分中鐵和鎳的比值為1時,含鎳量為34.22%。經常含鈷,可達3%,世界上90%的鎳是從這種礦物中提煉的。鎳黃鐵礦為古銅黃色,條痕綠黑色,具有金屬光澤;摩氏硬度3;密度4.5~5g/cm3。
3.2 硅鎂鎳礦
硅鎂鎳礦呈綠色、淺綠色或白色,單斜晶系,成致密集合體和鐘乳狀體?;瘜W式〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕;密度2.27~2.87g/cm3;有時成細粉狀,半玻璃光澤,用于提煉鎳和制造鎳鋼、鎳黃銅、鎳青銅等。
3.3 針鎳礦
針鎳礦是鎳的硫化物礦物,成分NiS,含NIi 5%。三方晶系。晶體呈針狀,集合體為纖維放射狀、毛發狀,偶爾呈粒狀。淺黃銅色,表面常因氧化而呈現錆色,條痕綠黑色,金屬光澤,摩氏硬度3~4,密度4.5~5g/cm3。
3.4 紅鎳礦
又稱“ 紅砷鎳礦”。成分NiAs,含Ni 43.92%,As 56.08%。六方晶系,通常呈致密塊狀集合體,粒狀集合體,具有梳狀、放射狀結構的腎狀體,有時呈網狀和樹枝狀。淺銅紅色,條痕褐黑;金屬光澤,摩氏硬度5;密度7.6~7.8g/cm3。
4、鎳礦床類型:按照礦床成因可將我國鎳礦分為巖漿型、風化殼型、海相沉積型和熱液型4種類型。其中巖漿型鎳礦無論是在儲量還是開采量上都占有明顯的優勢,其中超 大 型4處,大型13處 ,約 占 全 國 總 量 的93%,并且伴生礦產多、綜合利用價值高;風化殼型鎳礦約占總量的5%,海相沉積型鎳礦約占總數的2%;礦床數量也相對較少。
4.1 巖漿型鎳礦
我國這類礦床主要發育在中—新元古代古大陸邊緣,形成于古大陸裂解時期,來自深源地幔的鎂鐵質—超鎂鐵質巖漿,在地殼深部或中間巖漿房內,由于不同的因素導致硫化物達到飽和而發生硫化物熔離作用,并在適當的動力學條件下,一次或多次侵入礦床現存空間或分別侵入地殼的不同空間成巖成礦。礦石類型主要包括網狀、星點狀和塊狀礦石3種,局部地段有氣液交代的浸染狀礦石以及晚期熱液疊加的變海綿隕鐵狀礦石。
4.2 海相沉積型鎳礦床
該類的特點是礦床規模不大,分布范圍較廣,受地層控制明顯。主要金屬礦物有針鎳礦、膠硫鉬礦,其次有銻硫鎳礦、黃鎳鉬釩礦、閃鋅礦、銅藍等。非金屬礦物有碳質、黏土礦物、膠鎳鉬釩礦、方解石、重晶石、石英、石膏等,表生礦物有鎳礬、鉬礬、水綠礬等。礦石的結構主要有礫屑結構、生物屑結構、藻包粒結構、顯微莓球結構等。
4.3風化殼型鎳礦床
與風化殼有關的鎳金礦床由出露地表的含鎳超鎂鐵(超基性)巖石,在遭受異常強烈的機械、化學風化淋濾作用之后,在地下水面以上及其附近,形成一定規模的風化殼,一般形成上部的紅土氧化鎳礦層和下部的硅酸鎳礦層。該類礦床主要在新生代時期形成,礦床規模往往較大,但難以冶煉利用。
5、鎳的用途:鎳具有很好的可塑性、耐腐蝕性和磁性等性能,因此主要被用于鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等領域,廣泛用于飛機、雷達等各種軍工制造業,民用機械制造業和電鍍工業等。
5.1 不銹鋼
在不銹鋼應用中鎳的消耗量最大,全球2/3的初級鎳礦都用于不銹鋼的生產。含鎳的不銹鋼既能抵抗大氣、蒸汽和水的腐蝕,又能耐酸、堿、鹽的腐蝕,故被廣泛地應用于化工、冶金、建筑等行業,如制作石油化工、紡織、輕工、核能等工業中要求焊接的容器、塔、槽、管道等;制造尿素生產中的合成塔、洗滌塔、冷凝塔、汽提塔等耐蝕高壓設備。
5.2 電鍍鎳
鍍鎳是指在鋼材和其他金屬基體上覆蓋一層耐用、耐腐蝕的鍍層,其防腐蝕性比鍍鋅層高20%~25%。鍍鎳的物品美觀、干凈、又不易銹蝕。電鍍鎳的加工量僅次于電鍍鋅居第二位,其消耗量占到鎳總產量的10%左右。鍍鎳分為電鍍鎳和化學鍍鎳。
5.3 電池
鍍金屬鎳還被應用到電池領域,主要有鎳-氫電池、鎘-鎳電池還和鎳-錳電池等。近年來發展最迅速的是應用日趨實用化的MHx-Ni蓄電池,其優點是無毒綠色無污染,電池儲量比鎳鎘電池多30%,比鎳鎘電池更輕,使用壽命更長,缺點是價格比鎳鎘電池要貴,性能比鋰電池差。主要應用于移動通訊,筆記本、錄像機等領域同時也用于軍工、國防、高科技等領域。以此類電池作為動力的汽車也已投入市場。
5.4 其他應用
鎳復合材料可用于石油化工的氫化和合成甲烷時的催化劑,優點是不易被H2S、S02所毒化。鎳的化合物可制作顏料和染料。鎳還能制成鎳鐵素體和鎳鋅鐵素等新型陶瓷,做變壓器的鐵心和無線電的天線等。極細的鎳粉,在化學工業上常用作催化劑。鎳具有磁性,能被磁鐵吸引。而用鋁、鈷與鎳制成的合金,磁性更強了,可以用它來制造電磁起重機。
6、鎳礦儲量與分布:世界鎳資源儲量十分豐富,在地殼中的含量不少,但比氧、硅、鋁、鐵、鎂,要少很多。地核中含鎳最高,是天然的鎳鐵合金。美國地質調查局2015年發布的數據顯示,全球探明鎳基礎儲量約8100萬噸,資源總量14800萬噸,基礎儲量的約60%為紅土鎳礦,約40%為硫化鎳礦。
我國硫化物型鎳礦資源較為豐富,主要分布在西北、西南和東北等地,保有儲量占全國總儲量的比例分別為76.8%、12.1%、4.9%。就各省(區)來看,甘肅儲量最多,占全國鎳礦總儲量的62%(其中金昌的鎳產提煉規模居全球第二位),其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。
6.1 再生鎳
再生鎳,又稱為廢鎳。其99%左右的原料都是來自于不銹鋼、超耐熱合金和蓄電池的各種形式的含鎳廢料。含鎳廢料的來源主要是不銹鋼加工過程產生的“新廢料”和不銹鋼報廢后產生的“舊廢料”。行業專家預測每年收集回的含鎳廢料總量在440~460萬噸,其中鎳的含量將近35萬噸,是鎳總需求量的四分之一。
我國鎳供給由兩個部分組成,一部分是新產鎳精礦供應占72.9%,另一部分來自再生鎳占27.1%,可見再生鎳行業在我國發展還比較落后,但同時也說明其發展空間巨大,目前,國家再生鎳行業發展方向是規?;?、專業化和環?;?。
7、鎳主要產地:甘肅、新疆。
9、鎳常見問題
9.1 鎳對人體健康的影響
鎳是人體必需的生命元素,在人體內含量極微,正常情況下,成人體內含鎳約10mg,血液中正常濃度為0.11μgNi. ml-1。在激素作用和生物大分子的結構穩定性上及新陳代謝過程中都有鎳的參與,人體對鎳的日需要量為0.3mg。鎳缺乏可引起糖尿病、貧血、肝硬化、尿毒癥、腎衰、肝脂質和磷脂質代謝異常等病癥。
鎳同時也是最常見的致敏性金屬,約有20%左右的人對鎳離子過敏,過敏人群中女性患者人數高于男性患者,在與人體接觸時,鎳離子可以通過毛孔和皮脂腺滲透到皮膚里面去,從而引起皮膚過敏發炎,其臨床表現為瘙癢、丘疹性或丘疹水泡性皮炎和濕疹,伴有苔蘚化。一旦出現致敏癥狀,鎳過敏能無限期持續。
更為嚴重的是因鎳攝入過多而導致的中毒現象。人體每天攝入可溶性鎳250mg則會引起中毒,特有癥狀是皮膚炎、呼吸器官障礙及呼吸道癌癥。
9.2 鎳過敏癥
鎳過敏癥不再是無關緊要的話題,生活中,除了衣物中經常接觸到鎳外,耳環、手表、硬幣、兒童玩具和廚房用品中也經常會有接觸。然而,有一種新的鎳的釋放源頭,其影響往往為人所忽視,那就是:智能手機。
2011年,丹麥的一項研究對50臺手機進行了測試,發現其中18%的手機9臺會釋放鎳。2012年3月份,數據又獲得更新,聲稱25%的手機會釋放鎳。即使我們熱捧的部分iPhone機型也不例外,同樣會釋放出足以導致過敏的鎳。
我們可以給手機戴上殼子,在皮膚和屏幕間形成屏障,阻隔鎳的釋放?;蛘哂枚鷻C代替直接對著電話通話,盡量減少手機機身跟臉部和耳朵的接觸,減少鎳過敏的發生機率。