بر روی کره زمین ده‌ها فلز مختلف وجود دارد که هرکدام از آن‌ها دارای خواص و ویژگی‌های خاص خودشان هستند. این خواص و ویژگی‌ها موجب شده تا از هرکدام از این فلزات در بخش‌های مختلفی از صنعت و برای مقاصد گوناگونی استفاده کنند. یکی از فلزات بسیار پرکاربرد در صنایع گوناگون، فلز نیکل است. این فلز سخت محبوبیت بسیار زیادی در بین صنعتگران دارد و از آن به‌صورت عمده در صنایع گوناگونی استفاده می‌شود. ما در ادامه قصد داریم تا هر آن چیزی که در خصوص این فلز محبوب نیاز است را به شما معرفی کنیم.

در طبیعت عناصر مختلفی وجود دارد که یکی از پرمصرف‌ترین و پرکاربردترین آنها نیکل نام دارد. فلز نیکل پنجمین عنصر رایج در زمین بوده و به مقدار کافی یافت می‌شود. حتی نیکل را می‌توان در آب دریا، گیاهان و حیوانات نیز یافت. در جدول تناوبی مندلیف این عنصر با نماد Ni و عدد اتمی 28 جای گرفته است. حال در ادامه‌ی این مقاله به تعریف نیکل و همچنین ویژگی‌ها و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.

آشنایی با فلز نیکل یا فلز نیکل چیست؟

نیکل چیست؟ فلزی به رنگ سفید مایل به نقره‌ای بوده که به‌صورت طبیعی در پوسته زمین یافت خواهد شد. این فلز به‌عنوان بیست و چهارمین عنصر فراوان و یک فلز واسطه شناخته می‌شود. به این معنی که در اواسط جدول تناوبی قرار گرفته است. این امر نشان‌دهنده این نکته است که فلز نیکل دارای خواص شیمیایی بود که آن را قادر می‌سازد تا چندین ترکیب شیمیایی را تشکیل دهد که برخی از آن‌ها نیز سمی خواهند بود. نیکل خالص سفت‌وسخت بوده ولی درعین‌حال انعطاف‌پذیر است. به همین دلیل از آن به‌عنوان یک جز تقویت‌کننده در آلیاژهای فلزی استفاده می‌کنند.

از دیگر خواص و ویژگی‌های این فلز همچنین می‌توان به رسانی عالی گرما و الکتریسیته آن اشاره کرد. فلز نیکل جلاپذیری بسیار مناسبی داشته و در گروه آهن قرار می‌گیرد. نیکل در ترکیبات خود با اینکه توانایی پذیرفتن ظرفیت‌های مختلف را دارد، اما به‌عنوان فلزی دو ظرفیتی شناخته می‌شود. همچنین می‌تواند تعدادی ترکیب بسیار پیچیده را به‌عنوان نیکل آبی یا سبز تشکیل دهد. این فلز به‌آرامی در اسیدهای رقیق قابلیت حل شدن را دارد. اما به‌مانند آهن که با اسید نیتریک قابلیت درمان دارد، غیرفعال خواهد شد. نیکل ریز شده می‌تواند هیدروژن موجود در محیط را جذب کرده و با آن واکنش دهد.

از جمله فلزاتی که در گروه آهن آلات قرار دارد و به رنگ سفید نقره‌ای است، نیکل نام داشته و از ویژگی‌ها ظاهری آن می‌توان به صیقلی و براق بودن اشاره کرد. همچنین ساختار این فلز، بلورین و به شکل مکعب است. از برتری‌های این فلز نسبت به دیگر فلزات موجود در کره‌ی زمین می‌توان به مقاومت و دوام بسیار عالی آن در آب اشاره کرد چرا که به هیچ عنوان اکسید نمی‌شود. گفتنی است که از کشورهایی که در رده‌ی بهترین تولید کنندگان ورق نیکل قرار دارند روسیه، کانادا و استرالیا هستند. هم چنین ساچمه نیکل یکی از محصولات پرکاربرد است.

معرفی سریع نیکل چیست؟

فلز نیکل چیست؟ دارای عدد اتمی 28 است. این عدد تعداد پروتون‌های موجود در هسته نیکل را نشان می‌دهد. نماد اتمی نیکل که نشاند دهنده آن در جدول تناوبی است، NI بوده و وزن اتمی یا جرم متوسط اتم آن 58.6934 است. این فلز دارای چگالی 8.912 گرم بر سانتی‌متر مربع بوده و در دمای اتاق به شکل جامد خواهد بود. نقطه ذوب نیکل 1455 درجه سانتی‌گراد و نقطه‌جوش آن 2913 درجه است. این فلز دارای 5 ایزوتروپ پایدار و 26 ایزوتروپ ناپایدار است. رایج‌ترین ایزوتوپ نیکل نیز NI-58 بوده که 68.077 درصد فراوانی دارد.

برای بررسی قیمت و خرید فلزات غیرآهنی وارد لینک روبرو شوید – قیمت فلزات غیرآهنی

آشنایی با تاریخچه کشف فلز نیکل چیست؟

جالب است بدانید که نیکل به‌وفور در شهاب‌سنگ‌های فلزی وجود دارد و به همین دلیل از دیرباز توسط بشر مورداستفاده قرار گرفته است. مصنوعات ساخته شده از شهاب‌سنگ‌های فلزی نشان می‌دهد که این فلز حداقل در 5000 سال قبل از میلاد مسیح نیز مورداستفاده قرار گرفته است. برای صحت گذاشتن بر این گفته تنها کافی است تا نگاهی به مهرهایی که در قبرهای مصریان وجود دارد بیندازید.

آهن به‌عنوان فراوان‌ترین عنصر در شهاب‌سنگ‌های فلزی بوده و رتبه بعد از آن متعلق به فلز نیکل است. در خصوص کشف این فلز باید اشاره کرد که سال 1750 کشف شد. در دهه 1600 بود که یک سنگ معدنی تیره‌رنگ که اغلب دارای پوش سبز بود، منبع آزار معدنچیان مس در زاکسن آلمان شد. آن‌ها معتقد بودند که این ماده قرمز تیره‌رنگ، مس است؛ اما موفق نشده بودند که آن را استخراج کنند. ازاین‌رو با ناامیدی نام آن را «kupfernickel» گذاشتند.

این کلمه آلمانی به معنای “مس شیطان” است. علت نام‌گذاری نیز این نکته بود که به اعتقاد معدنچیان این ماده با اجنه و نیروهای اهریمنی شریک بوده و اجازه استخراج مس را نمی‌دهد. بین سال‌های 1751 تا 1754، شیمی‌دان سوئدی به نام اکسل کرونستد، آزمایش‌های را برای تعیین واقعیت و ماهیت این ماده انجام داد. پس از اینکه متوجه شد واکنش‌های شیمیایی آن چیزی نیست که او از ترکیبات مس انتظار دارد، این ماده را با زغال چوب حرارت داد تا فلزی سفید و سخت به دست آمد. تنها رنگ این فلز کافی بود تا مشخص شود که نمی‌تواند مس باشد.

خواص آن از جمله مغناطیسی بودن، او را به این نتیجه رساند که یک عنصر جدیدی را کشف کرده است. کرونستد عنصر جدید را نیکل نامید. جالب است بدانید که کرونستد خود شاگرد جورج برانت بود که توانست عنصر کبالت را کشف کند. نام هر دو عنصر ریشه در ناامیدی معدنچیان از استخراج فلزات گرفته شد. در اوایل قرن بیستم بود که لودویگ موند، فرایندی را با استفاده از کربونیل نیکل برای تصفیه نیکل به ثبت رساند. این فرایند امروزه هم همچنان مورداستفاده قرار می‌گیرد.

نیکل موجود بر روی کره زمین 

نیکل پنجمین عنصر فراوان روی کره زمین است. بااین‌حال طبق تحقیقات انجام شده مشخص شد که میزان نیکل موجود در زیر پوسته زمین، 100 برابر بیشتر از این میزان بر روی پوسته زمین است. در واقع اعتقاد بر این است که نیکل دومین عنصر فراوان در هسته داخلی زمین است و آهن با اختلاف بسیار زیادی، عنصر اول است. نیکل معمولاً به دو صورت در ذخایر یافت خواهد شد: ذخایر لاتریت که در نتیجه هوازدگی شدید سنگ‌های سطحی غنی از نیکل به دست می‌آید و روش دوم نیز رسوبات سولفید ماگمایی است. نیکل را می‌توان در پوسته‌های منگنز در کف دریاها نیز پیدا کرد.

البته این نیکل موجود هنوز به‌صورت دقیق مورد استخراج قرار نگرفته است. در سال 1848 نروژ اولین سایت ذوب نیکل را در مقیاس بزرگ استارت زد. در آن جا این فلز را از نوعی سنگ معدن به نام پیروتیت به دست می‌آورند. در سال 1883، ذخایر بزرگ نیکل در حوزه سادبری کانادا کشف شد. جایی که امروزه در حدود 30 درصد از کل نیکل جهان از آن استخراج می‌شود. اعتقاد بر این است که این ذخایر بزرگ نیکل به دلیل برخورد شهاب‌سنگ باستانی در زمان‌های قدیم به وجود آمده است. نیکل بیشتری نیز در دهه 1900 در روسیه و آفریقای جنوبی کشف شد و همین امر به این فلز اجازه داد تا جایگاه قدرتمندی را در صنایع مختلف پیدا کند.

فلز فوق‌العاده نیکل چیست؟

امروزه محصولات کمی وجود دارد که از نیکل خالص تولید شده باشند. در عوض، نیکل نقش حمایتی و تثبیت‌کننده را در مواد صنعتی ایفا می‌کند. معمولاً این فلز با سایر فلزهای موجود ترکیب شده تا محصولات قدرتمندتر، براق‌تر و بادوام‌تری تولید کند. این فلز معمولاً به‌عنوان یک پوشش بیرونی محافظ برای فلزات نرم‌تر استفاده خواهد شد. از سوی دیگر فلز نیکل به دلیل توانایی مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا، فلزی مناسب برای ساخت سوپرآلیاژ است.

سوپرآلیاژها ترکیبات فلزی هستند که به دلیل استحکام بسیار زیاد خود و همچنین مقاومت بالایی که در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون دارند، شناخته می‌شوند. بنا بر تحقیقات انجام شده در واقع تقریباً 65 درصد از نیکل برای تولید فولادهای ضدزنگ و 20 درصد دیگر برای ساخت سایر آلیاژهای فولادی و غیر آهنی از جمله کاربردهای بسیار تخصصی مانند نظامی، هوا و فضا و صنعتی استفاده می‌گردد. حدود 9 درصد از این فلز در آبکاری استفاده شده و 6 درصد دیگر به سایر کاربردهای مانند ساخت سکه، باتری و لوازم الکتریکی اختصاص دارد.

استفاده از نیکل برای تولید سکه

از آن جایی که نیکل یک ماده محکم و مقاوم در برابر خوردگی است، یک فلز بسیار مناسب برای ساخت سکه است. اولین سکه‌ای که از فلز نیکل ساخته شد، یک سکه یک سنتی Flying Eagle بود. این سکه که یک سکه آمریکایی تلقی می‌شود از 12 درصد نیکل و 88 درصد مس ساخته شد. همچنین اولین سکه‌ای بود که از نیکل به‌عنوان یکی از مواد سازنده استفاده کرد.

این فلز تنها دو سال آن هم بین سال‌های 1857 تا 1858 مورداستفاده قرار گرفت. سکه 5 سنتی چند سال بعد و در سال 1866 درست پس از پایان جنگ داخلی معرفی شد. قبل از جنگ، بیشتر سکه‌ها هنوز از طلا و نقره ساخته می‌شدند که به آن‌ها ارزش و اعتبار بسیار زیادی بخشیده بود. با گسترش جنگ، مردم شروع به احتکار این سکه‌های ارزشمند کردند که باعث ازپاافتادن رونق اقتصادی شد. مردم برای جبران کمبود سکه، اقدام به خریدوفروش تمبر و اسکناس‌هایی که توسط بانک‌ها و مغازه‌ها منتشر شده بود، کردند. حتی سربازان نیز این اسکناس‌ها را به‌عنوان حقوق از دولت دریافت می‌کردند.

در این میان، فردی به نام جوزف وارتون که یک صنعتگر بود، چندین و چند معدن مختلف فلز نیکل را در میان‌سال‌های ابتدایی جنگ خریداری کرد. نیک فلزی بود که در آن سال‌ها بسیار مورداستفاده قرار می‌گرفت؛ زیرا از آن برای ساخت انواع تجهیزات نظامی استفاده می‌کردند. با این جا، هنگامی که جنگ به اتمام رید، نیکل بسیار زیادی وجود داشت و وارتون به این فکر افتاد که چگونه از آن استفاده کند. او از قانون‌گذاران خواست تا شروع به ساخت سکه‌های نیکلی بیشتری کنند. ازاین‌رو در سال 1866 دولت آمریکا 15 میلیون سکه 5 سنتی که از 75 درصد مس و 25 درصد نیکل بود، استفاده کرد. نیکل به اقتصاد سرازیر شد و سکه نیکلی به یکی از برترین سکه‌ها پیس از پایان جنگ جهانی بدل شد.

استخراج نیکل از معدن

باتوجه‌به اینکه نیکل چیست؟ در دو نوع سنگ معدنی کاملاً متفاوت یافت می‌شود، جای تعجب نیست که روش‌های استخراج آن نیز با یکدیگر متفاوت باشند. ذخایر سولفیدی معمولاً با تکنیک‌های زیرزمینی و به روشی مشابه مس استخراج می‌شوند، اگرچه برخی از ذخایر با استفاده از چاله‌های روباز در مراحل اولیه استخراج شده‌اند. استخراج لاتریت‌ها اساساً یک عملیات حفاری زمین است. این عملیات با استفاده از بیل‌های بزرگ، دراگلین ها یا لودرهای جلویی که لایه‌های غنی از نیکل را استخراج می‌کنند، آغاز خواهد شد و سپس تخته‌سنگ‌های بزرگ و مواد زائد را دور می‌ریزند. سنگ معدن در کامیون‌ها، مانند یک گودال روباز، بارگیری می‌شود و به کارخانه ذوب منتقل می‌شود. برای بررسی قیمت ورق نیکل همراه ما باشید.

تصفیه نیکل چیست؟

استخراج نیکل از سنگ معدن تقریباً به‌مانند همان مسیر استخراج مس بوده و در واقع در تعدادی از فرایندها و تجهیزات، با یکدیگر تشابهاتی دارند. تفاوت عمده در تجهیزات استفاده از دیرگدازهای با دمای بالاتر و افزایش سرمایش موردنیاز برای سازگاری با دمای عملیاتی بالاتر در تولید نیکل است. فرایندهای خاص انجام شده به سولفید یا لاتریت بودن سنگ معدن بستگی دارد. در مورد سولفیدها، واکنش اکسیژن با آهن و گوگرد موجود در سنگ معدن، بخشی از گرمای موردنیاز برای ذوب را تأمین می‌کند. از سوی دیگر، سنگ‌های اکسیدی گرمای واکنش یکسانی را تولید نمی‌کنند و استفاده از انرژی از منابع دیگر را برای ذوب ضروری می‌سازد.

استخراج نیکل از سنگ معدن سولفید

سنگ معدن سولفید به‌منظور آزادسازی مواد معدنی نیکل از مواد زائد با شناورسازی انتخابی، ابتدا خرد و سپس آسیاب می‌شود. در این فرایند سنگ معدن با معرف‌های مخصوص مخلوط شده و توسط دستگاه‌های مکانیکی و پنوماتیکی که حباب‌های هوا تولید می‌کنند، هم زده خواهد شد. همان‌طور که این ذرات از مخلوط بالا می‌روند، ذرات سولفید به سطوح خود می‌چسبند و به‌عنوان کنسانتره حاوی 6 تا 12 درصد نیکل جمع‌آوری می‌شوند.

مواد زائد یا باطله‌ها اغلب در مرحله دوم، مرحله تمیزکردن، قبل از دور ریختن قرار می‌گیرند. ازآنجایی‌که برخی از سولفیدهای نیکل دار مغناطیسی هستند، جداکننده‌های مغناطیسی را می‌توان به‌جای فلوتاسیون یا همراه با آن استفاده کرد. در مواردی مانند کانسار سادبری که در آن محتوای مس سنگ معدن تقریباً برابر با نیکل است، کنسانتره در معرض فلوتاسیون انتخابی دوم قرار می‌گیرد که طی آن مس شناور می‌شود تا کنسانتره مس با نیکل کم و کنسانتره نیکل جداگانه تولید شود. هرکدام از این مواد در خط ذوب مربوطه خود فرآوری شوند. کنسانتره‌های نیکل ممکن است با اسیدسولفوریک یا آمونیاک شسته شوند، یا ممکن است مانند مس، در فرایندهای فلاش و حمام، خشک و ذوب شوند. نیکل به دمای ذوب بالاتری (در محدوده 1350 درجه سانتیگراد) نیاز دارد تا یک سولفید نیکل – آهن مصنوعی به نام مات تولید کند که حاوی 25 تا 45 درصد نیکل است. در مرحله بعد آهن موجود در مات به اکسید تبدیل می‌شود که با شار سیلیس ترکیب شده و سرباره تشکیل می‌دهد.

این مراحل در یک مبدل چرخشی از نوع مورداستفاده در تولید مس، انجام می‌پذیرد. سرباره خارج خواهد شد و 70 تا 75 درصد نیکل مات در دستگاه باقی می‌ماند. ازآنجاکه تبدیل سولفید نیکل به طور مستقیم به فلز نیکل به دمای بسیار بالایی نیاز دارد (بیش از 1600 درجه سانتیگراد)، حذف گوگرد در این مرحله از فرایند تبدیل، به‌منظور تولید 70 تا 75 درصد نیکل مات که نقطه ذوب پایین‌تری دارد، استفاده خواهد شد. از سوی دیگر، نسبت نسبتاً بالای گوگرد (یک آلاینده اصلی) به نیکل در بیشتر کنسانتره‌های نیکل، بار محتوی گوگرد را در کارخانه‌های ذوب افزایش می‌دهد.

فرایندهای مختلفی برای ازبین‌بردن مات شدن نیکل مورداستفاده واقع می‌گردند. یکی از این فرایندها شستشوی توسط فشار آمونیاک است که در آن نیکل از محلول با استفاده از احیای هیدروژن بازیابی می‌شود و گوگرد به‌عنوان سولفات آمونیوم برای استفاده به‌عنوان کود، بازیابی خواهد شد. در روش دیگر، حالت مات شدگی نیکل ممکن است برشته شود تا اکسیدهای نیکل با عیار بالا تولید شوند. نیکل مات تحت یک شستشوی فشارقوی قرار می‌گیرد و محلول با الکترو و کربونیل تصفیه خواهد شد. در پالایش الکتریکی، نیکل بر روی کاتدهای نیکل خالص از محلول‌های سولفات یا کلرید رسوب می‌کند. این کار در سلول‌های الکترولیتی مجهز به محفظه‌های دیافراگمی برای جلوگیری از عبور ناخالصی‌ها از آند به کاتد انجام می‌شود. در پالایش کربونیل، مونوکسید کربن از نیکل مات عبور می‌کند و کربونیل‌های نیکل و آهن تولید می‌شود.

نیکل کربونیل یک بخار بسیار سمی و فرار است که پس از خالص‌سازی بر روی گلوله‌های نیکل خالص تجزیه شده و نیکل تولید می‌کند. مس، گوگرد و فلزات گران‌بها به‌صورت رسوب باقی می‌مانند و به طور جداگانه خارج خواهند شد.

خواص و ویژگی‌های نیکل

این فلز دارای ویژگی‌های مهم زیر است:

• نیکل خاصیت مکانیکی فوق العاده دارد و در واکنش با محیط‌های خورنده از خود مقاومت بسیار خوبی نشان می‌دهد.
• زمانی که در دماهای بالا از نیکل استفاده شود، به خوبی توانایی حفظ خود را خواهد داشت و به بیان دیگر از استحکام مناسبی برخوردار است.
• نیکل در دمای پایین از خاصیت‌هایی مانند داکتیلیته و همچنین چقرمگی برخوردار خواهد بود.
• بعضی از فلزات سختی فوق العاده‌ای دارند که نیکل نیز مانند فولاد دارای چنین قابلیتی است. ضمناً نیکل به آسانی توانایی ترکیب شدن با گوگرد را نیز خواهد داشت.
• اکسید نشدن نیکل در هوا و آب نیز از دیگر خواص این فلز محسوب می‌شود.
• از نیکل آلیاژهای با ارزش زیادی تولید می‌شود که ممکن است در صنایع مختلف کاربردی باشند.
• خلوص نیکل در حد 99 درصد است.
• از نیکل درصدی کربن وجود دارد که مقدار آن کمی بیشتر از یک‌دهم درصد است. پر واضح است که هر چه مقدار کربن کمتر باشد، نیکل دارای خاصیت سخت بودن بیشتری است.
• نیکل به دو شکل فلز و ترکیب محلول یافت می‌شود.
• نیکل دارای قابلیت‌های مناسبی است که از آن می‌توان در کلیه‌ی صنایع استفاده کرد.
• بیشترین کاربرد از نیکل برای تولید وسایل فولاد ضدزنگ خواهد بود.
• آلیاژهای مختلفی از نیکل وجود دارد که از جمله می‌توان به آلیاژ مونل (مس-نیکل)، آلیاژ کرم-نیکل و مواردی از این دست نام برد.

خاصیت مغناطیسی نیکل چیست؟

نیکل یکی از چهار فلزی است که جز فلزات فرومغناطیسی هستند. این بدان معنی است که این فلز جذب آهنربا خواهد شد و خود دارای قابلیت مغناطیسی است. دیگر فلزات فرومغناطیسی نیز آهن، کبالت و گادولینیوم است. باید بدانید که آهنرباهای Alnico درواقع ترکیبی از آلومینیوم، نیکل و کبالت هستند. این آهنرباها جز آهنرباهای قدرتمند بوده که قابلیت مغناطیسی خود را حتی در دماهای بسیار زیاد حفظ می‌کنند.

Mu-metal یک آلیاژ مغناطیسی نرم از تقریباً 80 درصد نیکل و 20 درصد آهن است. Mu-metal دارای نفوذپذیری بسیار بالایی است که به آن اجازه می‌دهد از تجهیزات الکترونیکی حساس در برابر میدان‌های مغناطیسی ساکن یا دارای فرکانس پایین، محافظت کند. اگر Mu-metal را بین آهنربا و آهن قرار دهید، جاذبه معمول آهنربا از بین خواهد رفت.

فراوانی نیکل چیست؟

امروزه فراوانی نیکل در پوسته زمین 84 قسمت در میلیون و فراوانی آن در منظومه شمسی 80 قسمت در میلیون وزن است. هزینه خالص تولید هر 100 گرم نیکل، 7.7 دلار است. این در حالی است که هزینه عمده تولید هر 100 گرم نیکل، 1.9 دلار خواهد بود. نیکل در پاره‌ای از موارد به‌صورت آزاد در طبیعت وجود دارد؛ اما عمدتاً آن را از سنگ معدن به دست می‌آورند. کانه‌های اصلی این فلز عبارت‌اند از: پنتلاندیت و پیروتیت (سولفیدهای نیکل – آهن)، گارنیریت (سیلیکات نیکل – منیزیم)، میلریت (سولفید نیکل) و نیکولیت (نیکل آرسنیک). نیکل از سنگ معدن خود با فرایند بو دادن و احیا که فلزی با خلوص بیش از 75 درصد تولید می‌کند، گرفته خواهد شد. بعدازاین مورد، از فرایند موند برای تصفیه بیشتر نیکل استفاده می‌کنند.

کاربردهای متنوع فلز نیکل چیست؟

تا بدین جا به‌خوبی با فلز نیکل، خواص و ویژگی‌های آن آشنا شدید. اکنون زمان آن رسیده است تا شما را با کاربرد این فلز بیشتر از پیش آشنا کنیم. این فلز به‌عنوان یکی از فلزاتی است که با اینکه به‌صورت مستقیم کاربرد زیادی ندارد، اما نبود آن در صنایع مختلف می‌تواند باعث مختل شدن کامل آن‌ها شود. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای نیکل اشاره خواهیم کرد.

• استفاده صنعت فولاد از نیکل چیست؟

ازآنجاکه نیکل دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و سایر خواص است، به طور گسترده در زمینه فولاد مانند فولاد ضدزنگ و فولاد آلیاژی استفاده می‌گردد. نیکل بزرگ‌ترین مصرف را در تولید فولاد ضدزنگ دارند به‌نحوی‌که دو سوم سنگ معدن اولیه نیکل در جهان برای تولید فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود. فولاد ضدزنگ حاوی نیکل، نه‌تنها می‌تواند در برابر خوردگی جو، بخار و آب مقاومت کند، بلکه در برابر خوردگی اسید، قلیایی و نمک نیز مقاومت می‌کند؛ بنابراین به طور گسترده در صنایع شیمیایی، متالورژی، ساخت‌وساز و سایر صنایع استفاده می‌شود.

به فولاد آلیاژی فولاد مخصوص نیز گفته می‌شود. انواع فولاد آلیاژی به دلیل نسبت ترکیبی متفاوت، عناصر متفاوتی نیز دارند. نیکل می‌تواند استحکام آلیاژ را افزایش دهد و انعطاف‌پذیری و سختی خوب آلیاژ را حفظ کند. فولاد آلیاژی حاوی نیکل، عمدتاً در ساخت برج‌های مقاوم در برابر اسید، تجهیزات پزشکی، نیازهای روزانه، ساخت ماشین‌آلات، حمل‌ونقل و صنایع نظامی استفاده می‌شود.

• برای تولید آلیاژ استفاده نیکل چیست؟

آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دسته‌ای از آلیاژهای با استحکام بالا و مقاومت معین در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دمای بالای 1000 ℃ 650 اطلاق می‌گردد. باتوجه‌به عملکرد اصلی، آلیاژهای مبتنی بر نیکل را می‌توان به آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت مبتنی بر نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی مبتنی بر نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر سایش مبتنی بر نیکل، آلیاژهای دقیق مبتنی بر نیکل و حافظه شکل مبتنی بر نیکل تقسیم کرد.

آلیاژهای مبتنی بر نیکل به طور گسترده در صنایع حمل‌ونقل هوایی، دریایی، شیمیایی، الکترونیک، پزشکی و انرژی استفاده می‌شوند. محصولات آلیاژی مبتنی بر نیکل عمدتاً شامل اجاق‌های برقی، اتوهای برقی، دیسک‌های توربین موتور توربین، محفظه‌های احتراق، تیغه‌های توربین، تلویزیون‌های رنگی و تجهیزات ارتباطی هستند.

• برای آبکاری استفاده نیکل چیست؟

آبکاری نیکل به ایجاد یک پوشش بادوام و مقاوم در برابر خوردگی بر روی فولاد و سایر فلزات اشاره دارد. مقاومت به خوردگی فلز نیکل 20 تا 25 درصد بیشتر از پوشش روی است. اقلام با روکش نیکل زیبا و تمیز بوده و به‌راحتی زنگ نمی‌زنند. آبکاری نیکل پس از آبکاری روی رتبه دوم را داشته و مصرف نیکل آن حدود 10 درصد از کل خروجی نیکل را تشکیل می‌دهد. آبکاری نیکل به دودسته نیکل آبکاری شده و آبکاری نیکل الکترولس تقسیم می‌شود. 

مشخصات نیکل آبکاری شده و نیکل الکترولس به شرح زیر است:

• نیکل آبکاری شده

پوشش آبکاری نیکل پایداری بالایی در هوا دارد، کریستال‌های آن بسیار ریز بوده و عملکرد پولیش عالی دارد. سختی نسبتاً بالای این پوشش می‌تواند مقاومت در برابر سایش سطح محصول را بهبود ببخشد. از نیکل آبکاری شده به طور گسترده‌ای در آبکاری ابزار نوری، آبکاری تزئینی محافظ و غیره استفاده می‌گردد.

• نیکل الکترولس

آبکاری نیکل الکترولس دارای یکنواختی ضخامت مناسب، بدون نفوذ هیدروژن، بدون شکنندگی هیدروژن و بدون نیاز به حذف هیدروژن پس از آبکاری نیکل الکترولس است. بسیاری از محصولات آبکاری نیکل الکترولس دارای مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا نسبت به آبکاری نیکل هستند و می‌توانند بر روی سطح مواد مختلف رسوب کنند؛ بنابراین، به‌ویژه برای آبکاری قطعات با اشکال و سطوح پیچیده که نیاز به مقاومت در برابر سایش و خوردگی دارند، نیکل الکترولس مناسب است.

استفاده در زمینه تولید باطری از نیکل چیست؟

نیکل همچنین در زمینه باتری‌ها، عمدتاً باتری‌های نیکل – هیدروژن، باتری‌های کروم – نیکل و باتری‌های نیکل – منگنز استفاده قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر، باتری MHx-Ni سریع‌ترین رشد را داشته که دارای مزایای غیرسمی و بدون آلودگی است. ذخایر این باتری 30 درصد بیشتر از باتری‌های نیکل  کادمیم، سبک‌تر از باتری‌های نیکل – کادمیم و دارای عمر طولانی‌تر است. باتری‌های MHx-Ni عمدتاً در ارتباطات سیار، نوت‌بوک‌ها، ضبط کننده‌های ویدئویی و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شوند. درعین‌حال، آنها همچنین در صنایع نظامی، دفاع ملی و فناوری پیشرفته مورداستفاده قرار می‌گیرند. خودروهایی که با چنین باتری‌هایی کار می‌کنند نیز به‌تازگی به بازار عرضه شده‌اند.

استفاده در زمینه کاتالیزور از نیکل چیست؟

پودر نیکل بسیار ریز، اغلب به‌عنوان کاتالیزور در صنایع شیمیایی استفاده می‌شود. کاتالیزور مبتنی بر نیکل، یک کاتالیزور ناهمگن جامد است که از دانه‌های ریز آلیاژ آلومینیوم – نیکل با ساختار متخلخل تشکیل شده است. نیکل اولین‌بار توسط مهندس آمریکایی موری رینی، به‌عنوان کاتالیزور در هیدروژنه کردن روغن نباتی استفاده شد.

اثرات نیکل بر سلامتی – مضرات نیکل چیست؟

نیکل فلزی است که در سطوح بسیار پایین کره زمین قرار گرفته است. بشر از این فلز برای اهداف بسیار مختلفی استفاده می‌کند. متداول‌ترین کاربرد نیکل، استفاده از آن به‌عنوان پوششی برای سایر فلزات است. ازاین‌رو می‌توان نیکل را در محصولات فلزی دیگر مانند جواهرات مشاهده کرد. مواد غذایی به طور طبیعی درون خود مقادیر کمی نیکل دارند. شکلات و چربی‌ها حاوی مقادیر بیشتری از این فلز هستند.

جذب نیکل در بدن زمانی بیشتر اتفاق می‌افتد که افراد از سبزیجاتی که در خاک‌های آلوده کاشت شده است، استفاده کند. گیاهان می‌توانند مقادیر زیادی از نیکل را در خود نگهداری کنند و ازاین‌رو جذب نیکل در گیاهان بالا است. افرادی که سیگاری هستند می‌توانند نیکل بیشتری را از طریق ریه‌های خود جذب کنند. همچنین می‌توان این فلز را در مواد شوینده نیز پیدا کرد.

انسان‌ها می‌توانند با تنفس هوا، نوشیدن آب، خوردن غذا و یا کشیدن سیگار در معرض نیکل قرار بگیرند. تماس پوست با خاک یا آب آلوده نیز ممکن است به جذب نیکل به بدن منجر شود. نیکل در مقادیر بسیار کم برای بدن انسان ضروری است، اما زمانی که جذب آن افزایش پیدا می‌کند، می‌تواند برای سلامتی بسیار مضر باشد. از مهم‌ترین عواقبی که بعد از جذب زیاد نیکل به سراغ انسان می‌آید، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• احتمال بیشتر ابتلا به سرطان ریه، سرطان بینی، سرطان حنجره و سرطان پروستات
• بیماری و سرگیجه پس از قرارگرفتن در معرض گاز نیکل
• آمبولی ریه
• نارسایی تنفسی
• نواقص هنگام تولد
• آسم و برونشیت مزمن
• واکنش‌های آلرژیک مانند بثورات پوستی، عمدتاً از جواهرات
• اختلالات قلبی

دود نیکل محرک تنفسی است و ممکن است باعث ذات‌الریه شود. قرارگرفتن در معرض نیکل و ترکیبات آن ممکن است منجر به ایجاد درماتیت به نام “خارش نیکل” در افراد حساس شود. اولین علامت معمولاً خارش است که تا 7 روز قبل از رویش پوست رخ می‌دهد. رویش اولیه پوست اریتماتوز یا فولیکولی است که ممکن است با زخم پوستی همراه باشد. به نظر می‌رسد که حساسیت به نیکل، پس از آلوده شدن به آن، به طور نامحدود در بدن انسان باقی می‌ماند. باید بدانید که فلز نیکل به‌عنوان یک ماده سرطان‌زا شناخته شده است.

اثرات بر محیط‌ زیست نیکل چیست؟

نیکل توسط نیروگاه‌ها و زباله سورها در هوا منتشر خواهد شد. این فلز بعدازاین که با قطرات باران واکنش نشان داد، می‌تواند به زمین منتقل شود. مدت زیادی طول می‌کشد تا نیکل موجود در هوا از بین برود. این فلز همچنین می‌تواند در بخشی از جریان فاضلاب‌ها که وارد آب‌های سطحی می‌شوند نیز یافت شود. بخش بزرگ‌تری از تمام ترکیبات نیکل که در محیط آزاد می‌شوند، به رسوبات یا ذرات خاک منتقل خواهند شد. ازاین‌رو بی‌تحرک می‌گردند.

بااین‌حال، در زمین‌های اسیدی، نیکل متحرک‌تر بوده و اغلب به آب‌های زیرزمینی راه پیدا خواهد کرد. اطلاعات زیادی در خصوص اثرات نیکل بر روی موجودات غیرزنده در دسترس نیست. اما می‌دانیم که غلظت بالای این ماده می‌تواند باعث آسیب به گیاهان شده و رشد جلبک‌های موجود در آب را کاهش دهد. میکروارگانیسم‌ها نیز به دلیل وجود نیکل می‌توانند با کاهش رشد مواجه شوند. برای حیوانات نیز نیکل یک ماده غذایی ضروری، اما در مقادیر کم است. اما استفاده بیشتر از اندازه آن، می‌تواند بسیار خطرناک باشد.

ایجاد آلرژی در افراد مختلف توسط نیکل چیست؟

شایع‌ترین بیماری افرادی که با نیکل در تماس هستند راش پوستی به نام درماتیت تماسی است. این بیماری می‌تواند ناشی از دست زدن مستقیم به اشیاء حاوی نیکل باشد که در اکثر خانواده‌ها رایج است. سکه‌ها، وسایل لوله‌کشی، شامپوها و مواد شوینده خاص، رنگ‌دانه‌ها و جواهرات می‌توانند حاوی مقادیر کمی نیکل باشند که می‌تواند از طریق پوست جذب شود. با گذشت زمان، تماس مستقیم پوست با این اشیاء ممکن است باعث شود فرد نسبت به فلز حساس شده و واکنش آلرژیک به نیکل را تجربه کند. به‌عنوان‌مثال، پوشیدن گوشواره‌های ساخته شده از فلز حاوی نیکل می‌تواند فرد را نسبت به عنصر حساس کند.

دانشمندان معتقدند که نیکل موجود در جواهرات در عرق جذب شده در پوست، حل می‌گردد. سپس این فلز ممکن است با یکی از پروتئین‌های طبیعی بدن متصل شود. این کمپلکس نیکل – پروتئین ممکن است توسط سیستم ایمنی تشخیص داده نشود و این ممکن است سیگنال‌هایی را به مکانیسم‌های دفاعی بدن بدهد تا به این مجموعه واکنش نشان دهند که گویی یک آنتی‌ژن نفوذی است.

بثورات پوستی که در محل تماس این فلز با بدن به وجود می‌آید، یکی از شایع‌ترین نتایج این واکنش خواهد بود. در موارد حادتر، حملات آسم گزارش شده است. هنگامی که فرد نسبت به این ماده حساس شود، حتی نیکلی که از طریق غذاخورده می‌شود، ممکن است علائم آلرژیک را ایجاد کند. به همین دلیل متخصصان آلرژی توصیه می‌کنند که مبتلایان به آلرژی شدید به نیکل، مصرف نیکل در رژیم غذایی خود را با اجتناب از برخی مواد غذایی که در کادر زیر نشان‌داده‌شده است، کاهش دهند.

کاربردهای نیکل

• از نیکل در موارد زیر استفاده خواهد شد:
• از اولین کاربردهای نیکل می‌توان به ضرب سکه اشاره کرد.
• تولید ابزا آلات شیمیایی با توجه به آلیاژهای خاصی که نیکل دارد.
• برای تولید ماشین آلات نیز ممکن است از این فلز استفاده شود.
• در صنعت غذایی نیز بعنوان پوشش‌ نیکل کروم بکارگیری خواهد شد.
• برای اینکه بتوان بعضی از قطعات را تعمیر کرد و یا به آنها شکل داد از نیکل استفاده خواهد شد.
• در پروانه کشتی و همینطور بشکه‌های کشتیرانی نیز این نیکل بکارگیری می‌شود.
• در صنعت هوا فضا بخصوص برای اجزاء موشکی و فضایی استفاده از نیکل رایج است.
• فلز نیکل در صنایع شیمیایی و به جهت لوله‌کشی کاربرد دارد.
• از نیکل برای تولید فولاد ضدزنگ و همینطور فولاد آلیاژی نیز استفاده خواهد شد.
• در باتری‌های قابل شارژ نیز از این فلز پرکاربرد استفاده می‌شود.
• برای اینکه بتوان روغن‌های گیاهی را هیدوژن‌دار کرد، از نیکل بعنوان کاتالیزور بهره گرفته می‌شود.
• نیکل در ورق‌سازی یا تولید محصولات ریخته‌گری نیز نقش خواهد داشت.
• برای اینکه بتوان درب‌های ضدسرقت تولید کرد، از نیکل بهره می‌گیرند.
• در بسیاری از لوازم آشپرخانه نیز عنصر نیکل وجود دارد.
• در صنایع الکترونیک نیز نیکل مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

نتیجه‌گیری

فلز نیکل یکی از فلزات مهم و کاربردی است که در صنعت بیشتر از آن به‌عنوان محافظت سایر فلزات استفاده می‌کنند. دلیل این استفاده نیز مقاومت بسیار مناسب این فلز در برابر خوردگی و فرسودگی است. از نیکل همچنین برای تولید باتری، ساخت سکه، تولید آلیاژ و … نیز استفاده می‌کنند. این فلز گران‌بها در عمق زمین وجود داشته و می‌توان آن را از طریق راه‌های مختلفی استخراج کرد. با اینکه حضور این فلز برای سلامتی انسان مفید است، اما مقدار زیاد آن می‌تواند به‌سلامتی انسان ضرر بسیار زیادی وارد کند. سعی کردیم در این بخش پاسخ کاملی نسبت به سوال نیکل چیست؟ بدهیم.

برای بررسی قیمت و خرید نیکل وارد لینک روبرو شوید – نیکل