关于镍
人们已在距今2000多年的金属人工制品中发现了镍。镍元素最早是由瑞典矿物学家阿·科隆斯杰特于1751年发现并分离的。到了19世纪,镍凭借在电镀及“镍银合金”(德国银:镍与铜和锌结合)等合金中的应用广为人知。这种合金得名于其颜色,但实际上根本不含银!
镍的名称源自撒克逊词语“Kupfernickel”,即“假铜”,因为15世纪的采矿者认为这种棕红色的矿石看起来像铜,但开采起来非常困难,而且认为它对身体有毒性(实际上有毒的是砷)。
1857年,美国首次在铸币中使用镍铜合金。其中的“镍”并非纯镍,直到1881年纯镍才在瑞士用于铸币。不锈钢是在20世纪初发现的,而镍在很多普通等级的不锈钢中发挥了非常有利的作用——现在仍是如此。人们发现镍基合金具有优良的耐腐蚀性和耐高温性,因此它常被化工厂使用,也让喷气发动机得以实现。凭借这些开发成果,镍的需求量在20世纪增长迅猛,而且这个势头延续至今。
作为地球上第五种最丰富的自然元素,镍对于某些植物的生命是必须的。在陨石,地球深处和近地表矿石中都可以发现镍。镍在环境中的天然含量随地理位置的不同而显著不同。镍是植物类食物的成分之一。农作物中富含镍,所以它出现在我们每天所吃的食品中,尤其是豆类、豌豆、扁豆、可可产品(巧克力)和燕麦。我们每天会摄取150-300微克的镍。
镍是一种有光泽、银白色的天然金属元素。镍是地球上第五丰富的元素,而且广泛存在于地壳中。但大部分镍存在于无法触及的地核中。
耐腐蚀、耐氧化、有催化性
延展性极高
可通过电镀沉积
名 称 | 镍 |
化学符合 | Ni |
原子序数 | 28 |
原子量 | 58.71 |
熔 点 | 1453℃ |
沸 点 | 2730℃ |
密 度 |
8.90克/立方厘米 (25℃) |
居里温度 | 253℃ |
凭借这些特性,镍在消费、工业、军事、交通运输、航天、船舶和建筑领域的30多万种制品中被广泛使用。最主要的用途是铸造合金――尤其是与铬及其他金属铸成合金以生产不锈钢和耐热钢。这些钢材被用于制作炊具、洗碗槽等,还被用在建筑物、食品加工设备、医疗器械和化工厂等中。
约有65%的镍产量用于生产不锈钢。另有20%的产量在其他钢合金及有色金属合金中使用――往往用于高度专业化的工业、航天和军事应用。约有9%的产量用于电镀,还有6%的产量用于其他用途,包括铸币、电子器件以及便携设备和混合动力车的电池。上述应用中,在不降低性能或提高成本的情况下无法用其他材料取代镍。
镍对于维持植物健康至关重要。因此,它自然存在于大多数蔬菜、水果和坚果以及用它们生产的食品中——例如巧克力和葡萄酒。
镍主要以氧化物、硫化物和硅酸盐的形式自然存在。23个国家对镍矿石进行开采,25个国家对镍矿石进行冶炼或精炼。主要生产国为俄罗斯、加拿大、新喀里多尼亚、澳大利亚、印度尼西亚、古巴、中国、南非、多米尼加共和国、博茨瓦纳、哥伦比亚、希腊和巴西。挪威、芬兰、法国、日本和英国也有大型镍精炼厂。原镍是以铁镍合金、氧化镍及其他化学品的形式生产和使用的,以纯金属镍形式生产和使用的数量也差不多。镍很容易从诸多应用中被回收利用,而且有大量的再生镍或“废”镍用于对新采镍的补充。
最重要的含镍材料为铁、镍与铬合金,其中不锈钢(含镍量一般为8%-12%)数量最大。镍基合金——如含镍量较高的不锈钢,用在标准较为严格的地方(燃气轮机和一些化工厂)。
另外,铁镍合金被用在电子器件和专业工程领域;铜镍合金用于铸币和船舶工程。
日常使用的含镍合金约有3000种。每年约90%的新镍被购买用于生产合金,这其中的三分之二用于生产不锈钢。
在业界人士看来,使用镍、含镍合金或含镍产品一般不会产生重大风险,但珠宝首饰中镍和某些镍合金的使用除外。
镍的使用在改善健康、安全和环境保护中起到的实际作用很大。如果过于谨慎地评估和管控与镍有关的风险,那么整个社会蒙受的损失将远超获益。
文字及图片素材|国际镍协会