一分鐘了解鎳礦
鎳,近似銀白色、硬而有延展性並具有鐵磁性的金屬元素,它能夠高度磨光和抗腐蝕,鎳屬於親鐵元素,在地核中含鎳最高,是天然的鎳鐵合金。
1、金屬鎳性質
鎳是一種銀白色金屬,具有良好的機械強度和延展性。不溶於水,對酸和鹼的抗蝕能力很強,但易溶於稀硝酸和王水中。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。
2、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。
2.1 鎳黃鐵礦
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。
2.2 硅鎂鎳礦
硅鎂鎳礦
硅鎂鎳礦呈綠色、淺綠色或白色,單斜晶系,成緻密集合體和鍾乳狀體。化學式〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕;密度2.27~2.87g/cm3;有時成細粉狀,半玻璃光澤,用於提煉鎳和製造鎳鋼、鎳黃銅、鎳青銅等。
2.3 針鎳礦
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、毛髮狀,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。
2.4 紅鎳礦
紅鎳礦
紅鎳礦又稱「 紅砷鎳礦」。成分NiAs,含Ni 43.92%,As 56.08%。六方晶系,通常呈緻密塊狀集合體,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。
3、鎳礦床類型
按照礦床成因可將我國鎳礦分為岩漿型、風化殼型、海相沉積型和熱液型4種類型。其中岩漿型鎳礦無論是在儲量還是開採量上都佔有明顯的優勢,其中超 大 型4處,大型13處 ,約 占 全 國 總 量 的93%,並且伴生礦產多、綜合利用價值高;風化殼型鎳礦約佔總量的5%,海相沉積型鎳礦約佔總數的2%;礦床數量也相對較少。
4、金屬鎳用途
鎳具有很好的可塑性、耐腐蝕性和磁性等性能,因此主要被用於鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等領域,廣泛用于飛機、雷達等各種軍工製造業,民用機械製造業和電鍍工業等。
4.1 不鏽鋼
含鎳不鏽鋼
含鎳的不鏽鋼既能抵抗大氣、蒸汽和水的腐蝕,又能耐酸、鹼、鹽的腐蝕,故被廣泛地應用於化工、冶金、建築等行業,如製作石油化工、紡織、輕工、核能等工業中要求焊接的容器、塔、槽、管道等;製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。
4.2 電鍍鎳
鍍鎳產品
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、乾淨、又不易鏽蝕。電鍍鎳的加工量僅次於電鍍鋅居第二位,其消耗量佔到鎳總產量的10%左右。鍍鎳分為電鍍鎳和化學鍍鎳。
4.3 電池
鎳-錳電池
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。主要應用於移動通訊,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。
4.4 其他應用
鎳複合材料可用於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。鎳的化合物可製作顏料和染料。鎳還能製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、鈷與鎳製成的合金,磁性更強了,可以用它來製造電磁起重機。
5、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,保有儲量佔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,佔全國鎳礦總儲量的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%)、雲南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。
6、鎳主要產地
甘肅、新疆。
7、鎳礦價格(僅供參考)
紅土鎳礦 Ni=1.8% 800元/噸
鎳礦 Ni=1.72% 620元/噸
鎳礦 Ni=1.62% 560元/噸
鎳金屬 88800元/噸
8、鎳常見問題
8.1 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、尿毒症、腎衰、肝脂質和磷脂質代謝異常等病症。
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於男性患者,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裡面去,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症。
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