Nikelj (Ni, Niccolum)

Nikelj je element v sledovih, vključen v procese hematopoeze (eritropoeze) in redoks, ki tkivnim celicam zagotavlja kisik.

Snov je bila odkrita leta 1751 in zaseda osemindvajseto mesto v periodičnem sistemu D.I. Mendelejev pod simbolom "Ni".

Spojina je del rdečih krvnih celic, zmanjšuje učinke adrenalina, blagodejno pomirja živčni sistem. Z veliko izgubo krvi se element uporablja v obliki injekcij za spodbujanje hematopoeze, sinteze rdečih krvnih celic. Zanimivo je, da absorpcija niklja v krvnem obtoku poteka pod vplivom klorovodikove kisline, ki jo vsebuje želodčni sok.

Mineral sodeluje pri izmenjavi vitaminov C, B12, odgovoren je za ohranjanje strukture celične membrane v normalnem stanju.

  • Splošne informacije
  • Biološka vloga
  • Simptomi in posledice pomanjkanja
  • Simptomi in posledice presežka
  • Viri hrane
  • Izhod

Telo odrasle osebe vsebuje od 5 do 14 miligramov niklja. Vsebnost mikroelementa v notranjih organih je odvisna od starosti, spola, fiziološkega zdravstvenega stanja, teže, okoljskih razmer. Ugotovljeno je bilo, da se med nosečnostjo, dojenjem pri ženskah absorpcija niklja poveča. Poleg tega se s starostjo element kopiči v pljučih..

Dnevna potreba telesa po sestavinah je 100 - 300 mikrogramov.

Splošne informacije

Nikelj je nodularna in voljna kovina, srebrno bela. Kemična aktivnost je nizka: počasi reagira s kislinami in ne reagira z alkalijami. V zraku je element prekrit z oksidnim filmom.

Izvor imena spojine je povezan z zlim duhom - gnomom, ki je v nemški mitologiji tako rekoč vrgel saške rudarje, ki so iskali baker, podoben mineral - rdeči nikelj-pirit NiAs, tako imenovani arzen-nikelj-sijaj. Zaradi neuspešnih poskusov taljenja bakra iz te rude so besni rudarji novo kovino poimenovali "Kupfernickel" in "Nickel", kar pomeni "Bakren hudič" oziroma "Nagajiv". Danes beseda "Nikkel" v jeziku nemških rudarjev še vedno pomeni prekletstvo.

V človeških organih je ta mikroelement v največji koncentraciji v hipofizi (črna snov srednjega mozga), jetrih, trebušni slinavki, nadledvičnih žlezah. Nikelj, dobavljen s hrano, se v človeškem prebavnem traktu asimilira za 1-10%. Hkrati pomarančni sok, mleko, kava, čaj, askorbinska kislina zmanjšajo njegovo absorpcijo. Nosečnost, dojenje, pomanjkanje železa, nasprotno, povečajo absorpcijo minerala.

Nikelj se prevaža neposredno s serumskim albuminom. Zanimivo je, da je v krvni plazmi element v glavnem v vezanem stanju z beljakovinami alfa-1-glikoproteinom in nikeloplazminom (alfa-2-makroglobulin).

"Porabljena" spojina se 95% izloči iz človeškega telesa z blatom, preostalih 5% pa z žolčem, znojem, urinom.

Kljub pozitivnim lastnostim elementov v sledovih ne pozabite, da je nikelj aktivni alergen, ki povzroča ekcem in kontaktni dermatitis pri ljudeh, občutljivih na to kovino. Možni razlogi za razvoj neželenih učinkov - stik gospodinjskih predmetov, zakovic na oblačilih, nakita, ki vsebuje element, s kožo.

Biološka vloga

Proučuje se pomen niklja za ohranjanje zdravja živih organizmov. Kljub temu, da je malo informacij o biološki vlogi spojine, je znano, da je element vpleten v strukturno organizacijo, delovanje DNA, RNA, beljakovin.

Uporabne lastnosti niklja:

  • uravnava presnovo maščob, ogljikovih hidratov;
  • aktivira delovanje insulina in poveča hipoglikemično aktivnost;
  • znižuje krvni tlak;
  • spodbuja tvorbo krvi, poveča raven hemoglobina;
  • zavira delovanje adrenalina;
  • sodeluje pri sintezi hormonov;
  • oksidira vitamin C;
  • povečuje antidiuretični učinek hipofize;
  • aktivira arginazo;
  • deluje pomirjujoče;
  • odstranjuje kortikosteroide v urinu;
  • vpliva na encimske procese, pospeši preoblikovanje sulfhidrilnih skupin v disulfidne;
  • ohranja konformacijo molekule RNA.

Z zadostno količino cianokobalamina (vitamina B12) v človeškem telesu nikelj spodbuja rast mišic, pomanjkanje le-tega povzroči nasprotni učinek.

Od tega 19. stoletja in do zdaj se soli tega mikroelementa uspešno uporabljajo pri kompleksnem zdravljenju kožnih bolezni (luskavica, ekcem, dermatitis). Mineral je indiciran tudi za astenična stanja, hipertenzijo, diabetes mellitus..

Simptomi in posledice pomanjkanja

Do pomanjkanja niklja v telesu pride, ko zaužijete 50 mikrogramov ali manj spojine na dan, kar je 2-6 krat manj od dnevne potrebe.

Glede na to, da je mikrohranilo razširjeno v hrani, dnevna prehrana povprečnega človeka običajno vsebuje dvojni dnevni odmerek hranila (500 - 600 mikrogramov).

Znaki pomanjkanja niklja v telesu:

  • znižanje ravni hemoglobina, holesterola in hematokrita;
  • letargija, šibkost v mišicah;
  • povečana raven sladkorja v krvi;
  • hipopigmentacija;
  • zmanjšanje telesne aktivnosti;
  • patološke spremembe v jetrih.

Antagonisti niklja so žveplo, železo, cink, vitamin C, selen.

Dolgotrajno pomanjkanje spojine prispeva k pojavu dermatitisa, težavam s perikardom, skrajšanju zadnjih udov, zapoznelemu fizičnemu razvoju, zmanjšuje odpornost telesa na bolezni.

Simptomi in posledice presežka

Presežek niklja v človeškem telesu je veliko bolj pogost kot pomanjkanje. Najbolj toksičen je sulfat, nikelj klorid zaradi dobrega raztapljanja v vodi. Netopne spojine vplivajo na človeško telo manj strupene: oksalat, fosfat, silikat.

Presežek niklja v domačem okolju lahko dobimo zaradi uporabe nizkokakovostnih jedi, poceni nakita in protez, ki vsebujejo ta mineral. Poleg tega je v tobaku prisoten tudi element v sledovih, zato so ogroženi tudi ljudje s slabo navado.

Preveliko odmerjanje minerala je veliko lažje dobiti v proizvodnji kot v domačih razmerah. To je posledica dejstva, da se karbonil nikelj in nikljev prah, ki nastanejo med obdelavo kovin, lahko kopičijo v telesu, kar vodi do hitre zastrupitve delavca..

Pomanjkanje kalcija, magnezija in železa povečuje absorpcijo kovin.

Ob nenehnem stiku osebe s hlapi, prahom, nikljevimi spojinami ali kot posledica prejema enega samega presežnega odmerka elementa (50 miligramov) s hrano, zdravili, vodo iz pipe pride do "prevelikega odmerjanja". V tem primeru se razvije akutno vnetje kože - kontaktni dermatitis, keratitis, vitiligo, astma, artritis, celična imunost oslabi, aktivnost encimov in hormonov se upočasni.

V hudih primerih lahko delo z oksidi ali sulfidom elementa dve leti ali več povzroči pojav pljučnega tumorja, nazofarinksa, bolezni zgornjih dihal, moteno koordinacijo gibov (ataksija).

Znaki in posledice zastrupitve telesa:

  • slabost, bruhanje, težko dihanje;
  • prebavne težave;
  • distrofija jeter, ledvic;
  • glavoboli;
  • okvare živčnega, kardiovaskularnega sistema;
  • kršitev presnove ogljikovih hidratov;
  • poslabšanje sestave krvi;
  • nevrastenija;
  • bolezni ščitnice, reproduktivnih organov;
  • razjede roženice;
  • urobilin v urinu;
  • krvavitev iz nosu, obilica;
  • anemija;
  • tahikardija;
  • edem pljuč, možganov;
  • bolečina v hipohondriju na desni;
  • rinitis;
  • zmanjšan odziv na zunanje dražljaje ali pretirana razdražljivost centralnega živčnega sistema.

Da bi obnovili zdravje in odpravili simptome, posledice presežka niklja v telesu, je priporočljivo omejiti vnos minerala s hrano, upoštevati varnostne ukrepe pri delu. Nosite namreč zaščitne maske, kombinezone.

Ne pozabite, da so nikeljeve karbonilne spojine izjemno nevarne za zdravje ljudi, včasih 2-3 ure neprekinjenega vdihavanja hlapov elementov v sledovih povzroči smrtno zastrupitev.

Viri hrane

Vsak dan do četrtine minerala od dnevne dobe prihaja iz vode iz pipe, ki jo čez noč vlijemo v cevi, obogateno s spojino. Poleg tega so glavni viri niklja v hrani čisti kakav v prahu - 980 mikrogramov na 100 gramov izdelka, grenka sladka čokolada - 260 mikrogramov (mleko - 120). Razlogi za visoko koncentracijo elementa v teh izdelkih so stalen stik surovin s stroji iz nerjavečega jekla, močan postopek obdelave. Poleg tega so vodilne v vsebnosti spojine stročnice.

Tabela št. 1 "Živila, bogata z nikljem"
Ime izdelkaVsebnost niklja v 100 gramih izdelka, mikrogrami
Kakav v prahu980
Indijski oreščki510
Špinača390
Soja304
Čokolada120 - 250
Zeleni grah250
Fižol170
Leča160
Koruza80
Goveja jetra63
Ovseni kosmiči50
Riž50
Pšenica40
Pistacije40
trideset
Marelice32
Hladno dimljeni šur28.
Ječmenov zdrob23.
Pšenična moka22.
ječmenova kaša20.
Črni ribezosemnajst
Hruškaosemnajst
Jabolkoosemnajst
Grozdješestnajst
Belo zeljepetnajst
Pesaštirinajst
Papaline v oljuštirinajst
Paradižniktrinajst
Svinjina12.
Ajdadeset
Bakalar, beli slandevet
Govedina8.6
Pollock, vahnja, oslič7.
Ostriž, oreh, skuša, ščuka, iverka6.
Krompirpet
Breskev4.
Riževa kaša2.7

Da bi se izognili prenasičenosti prehrane z nikljem in razvoju simptomov prevelikega odmerjanja, je priporočljivo iz jedilnika izključiti živila z visoko vsebnostjo elementov v sledovih in jih nadomestiti z izdelki z nizkim odstotkom mineralov v sestavi. Takšni izdelki vključujejo: čebulo, zelje, perutnino, kumare, bučo, korenje, mleko, govedino, klobase, brokoli. Vsebnost niklja v teh izdelkih ne presega 15 mikrogramov na 100 gramov hrane.

Ko se držite zdrave prehrane, ne pozabite, da je treba vire z visokim holesterolom in nasičenimi maščobami jesti zmerno, v majhnih delih..

Med pijače, ki vsebujejo nikelj, spadajo pivo, čaj, kava. Omejite vnos "tekočih" virov mikrohranil na dve do tri skodelice na dan.

  • Zakaj sami ne morete na dieto
  • 21 nasvetov, kako ne kupiti zastarelega izdelka
  • Kako ohranjati zelenjavo in sadje sveže: preprosti triki
  • Kako premagati hrepenenje po sladkorju: 7 nepričakovanih živil
  • Znanstveniki pravijo, da se mladost lahko podaljša

Izhod

Tako so tobačni dim, konzervirana hrana, stročnice in čokoladni izdelki neprekinjeni dejavniki, ki vodijo do prenasičenja in zastrupitve telesa z mikroelementom. Za ohranitev zdravja jih izključite iz dnevnega jedilnika..

Bolnikom z alergijami na nikelj svetujemo, naj se izogibajo stiku s predmeti, ki izzovejo reakcijo, izključijo vnos živil z zmerno in visoko vsebnostjo spojine (več kot 40 mikrogramov na 100 gramov izdelka) in zavrnejo uporabo kozmetike in nakita, ki vsebuje alergen. Poleg tega pri delu s kovino uporabite zaščitno opremo za kožo in dihala (na primer rokavice iz lateksa, maske).

Ostanki niklja

Kovinski nikelj se je razširil kot legirni dodatek, katerega ostanki so sprejemljivi tako za fino snov kot za vse njene vključke v spojinah in zlitinah. Nizka vsebnost Ni v različnih jeklih zahteva posebne pogoje za njegovo sprejemljivost, opremljanje točk s posebnimi instrumenti za spektralno analizo - kovinskim analizatorjem.

Za dostavo kovin je bolje izbrati specializirana sprejemna mesta, opremljena za analizo vsebnosti niklja v odpadkih, kjer bo cena na kg kovinskih odpadkov višja.

Vrste ostankov niklja (materiali, ki jih je mogoče reciklirati)

Običajno odpadne odpadke niklja lahko razvrstimo glede na njihovo fizično stanje v več osnovnih kategorij: grudasti ostanki, ostružki in drugi materiali, ki jih je mogoče reciklirati, na primer katodni kavlji z zaraščeno plastjo te kovine. Glede na vsebnost Ni je vsaka od njih razdeljena na več podskupin:

  • Odpadki iz čiste kovine;
  • Odpadki žlindre. Značilna vsebnost Ni do 85%;
  • Zlitine, predane v odpad, kjer je nikelj ena glavnih sestavin. To je dobro znani nikrom, v katerem je koncentracija Ni 55 - 78%, pa tudi večina permalojev (do 76%), konstantana, nikljevega srebra in drugih;
  • Sekundarne zlitine, zlitine niklja. Odpadki iz nerjavečega jekla in odpadki te vrste so praviloma različne vrste jekla z majhno vsebnostjo. Frakcijska koncentracija elementa Ni v toplotno odpornih in nerjavnih materialih doseže 20%, medtem ko v nizkolegiranih jeklih ta vrednost ne presega 5%;
  • Blato, ki vsebuje nikelj in predstavlja galvanske in metalurške odpadke.

Vse naštete reciklažne enote aktivno odkupujejo zbirna mesta. Cena na kg ostankov niklja je običajno določena z odstotkom slednjih v kovinskih odpadkih.

Odpadki niklja bodo vključevali tudi:

  • nikljevi katalizatorji;
  • nikljev oksid (NiOH);
  • hidrat nikljevega oksida (Ni (OH) 2);
  • aglomerati in koncentrati niklja in podobno;
  • TNZh baterije;
  • Odpadki, ki vsebujejo Ni kot čisto kovino.

Pomemben segment takšnih sekundarnih kovin sestavljajo izrabljene nikljeve anode in katode, ki jih z nekaj izkušnjami zlahka zaznamo s prostim očesom. Imajo svetlo sivo barvo, odpadni elementi so običajno prekriti z zelenkasto prevleko. Ko se nikljeve elektrode segrejejo, dobijo rumen odtenek, za njih je značilna tudi kratka rdeča iskra in so magnetizirane. Površina nikljevih katod je neravna, površina anod pa gladka..

Naslednji pogost vir kovinskih prevzemov na prevzemnih mestih je granulirani nikelj, težko ga imenujemo ostanki ali odpadki, lahko pa ga oddate po visoki ceni. Izjema so zrnca feronikla. Tako kot zrnate kovine H0 - H4 se uporabljajo za legiranje jekel, vendar imajo nižje stroške sprejemljivosti, saj ne gre za čisti Ni, temveč za njegovo zlitino z železom. Zrnat feronikil lahko ločimo po svoji barvi: za kovino je značilen mat siv odtenek. Nasprotno, zrnca niklja imajo kovinski lesk..

Še dve skupini sta ostružki in žica. Veliko lažje je zaznati drugo komponento, ostanke Ni. Termočleni, elektrode za galvanizacijo in mreža, ki se uporablja pri katalizi, so izdelani iz nikljeve žice..

Navijanje nikljeve strune

Cene ostankov niklja

Zbrali smo cene po vsej Rusiji in izračunali povprečje. Zato se lahko varno osredotočite na spodaj navedene stroške za 1 kilogram ostankov niklja.

Cene zlitin, ki vsebujejo nikrom in nikelj

Nichrome ostanki Х15Н60 (od 3 mm)300 RUB / kgNichrome ostanki Х20Н80 (od 3 mm)450 RUB / kgNichrome ostanki Х15Н60 (do 3 mm)280 RUB / kgNichrome ostanki Х20Н80 (do 3 mm)430 rub / kgOstanki zlitin, ki vsebujejo nikelj, za 1% v kg5 rubljev / kgOstanki bakreno - nikljevih zlitin za 1% v kg4 rub / kgNikromova žica Х20Н80 v tuljavah (tuljava od 5 - 10 kg), trak800 RUB / kg

Cene niklja

Nikelj NP anoda, N-1 katoda650 rub / kgZrnca niklja N-3650 rub / kgOstanki niklja (Ni 100%)550 RUB / kgnazaj na vsebino ↑

Zlitine na osnovi Ni

Ta vrsta sekundarnih neželeznih kovin, čeprav je slabša po ceni na kg ostankov niklja, ostaja na trgu za dostavo odpadnih ostankov donosno blago. Nikelj-kovinske zlitine so sprejemljive dokaj učinkovito:

  • krom;
  • baker;
  • železo.

Toplotno odporen nikrom je spojina na osnovi Ni (60 - 80%) in Cr. Stopnja zlitine Х15Н60 vključuje tudi železo. Ta material se dobavi na sekundarni trg v obliki grelnih elementov po uporabi v napravah za toplotno izpostavljenost: peči, sušilniki itd. Nikrom najdemo tudi med deli, ki delujejo pri visokih temperaturah: reostati, podlage za brizgalne sisteme.

Znamka žice Х15Н60

Bakrove in nikljeve zlitine predstavlja precej širok spekter spojin (vsebnost Ni je navedena v oklepajih):

  • Monel (29 - 70%). Zlitina, ki vsebuje nikelj, se uporablja kot konstrukcijski material v letalskem in ladijskem inženirstvu. Številne enote opreme za naftno in kemično industrijo: vrtalna orodja, gredi črpalk, strgala, rezila itd. prav tako iz monela. Cena ostankov je odvisna od vsebnosti niklja, ki je določena z blagovno znamko ali analizatorjem. Ne smemo ga zamenjati z zlitino MNT, v nasprotju z njo monel ne vsebuje cinka;
  • Permalloy (45 - 82%). Spojina vsebuje tudi železo in krom. Viri ostankov te zlitine: transformatorji, zaščitne lupine tuljav, releji. Visoka vsebnost železa v spojini vodi v dejstvo, da se odpadki iz permolojev pogosto predajo kot sekundarne železne kovine. Zlitino sprejmejo kot ostanki, ki vsebujejo nikelj, specializirana podjetja za zbiranje odpadkov, opremljena s spektralnimi analizatorji. Plačilo se izvede na podlagi prisotnosti elementa Ni;

Ohišja transformatorjev iz permaloja

  • Constantan (39 - 41%). Ta spojina se uporablja za izdelavo termočlenov, reostatov, pa tudi električnih grelnih elementov, ki delujejo pri delovnih temperaturah do 500 ° C. Constantan najdemo v merilnih instrumentih razreda nizke natančnosti;
  • Cupronickel (5 - 30%). Ta zlitina, ki vsebuje nikelj, je dobro znana zaradi jedi in kovancev ZSSR v apoenih 10, 15 in 20 kopejk (v obtoku je bila do valutne reforme leta 61). Manj znana je spojina kot material za izdelavo termogeneratorjev, visoko natančnih uporov in podmorskih delov. Cupronickel se uporablja za ustvarjanje umetniških predmetov: svečniki, škatle in drugi. Zato ni vedno donosno predati nekaterih izdelkov iz bapronika, preprosto kot ostanke, ki vsebujejo nikelj;

Kupronikelova žlica

  • Nikelj srebro (5 - 35%). Zlitina se od kupronikela razlikuje po prisotnosti cinka v spojini. Tudi uporaba nikljevega srebra se razlikuje v različnih smereh. Z njegovim sodelovanjem nastanejo posrebrene jedi in številni umetniški predmeti. Po drugi strani pa je nikljevo srebro povpraševanje po trdi in elastični zlitini pri izdelavi čepov, pritrdilnih elementov in tudi vzmeti za relejno elektrotehniko. Različni tipi medicinskih instrumentov, parna in vodna oprema - izdelani iz te povezave.

Žica iz nikljevega srebra - mehka

Druga vrsta zlitine, ki nas zanima kot sekundarna kovina, so nikelj-železove spojine, na primer invar. Spojina se pogosto uporablja v natančnem izdelovanju instrumentov; uporablja se za izdelavo dimenzijskih standardov, delov mehanizmov za ure, zlasti kronometer. Poleg tega je ta zlitina, ki vsebuje nikelj, material za masivne palice geodetske opreme, kot so nivoji.

Jekla, ki vsebujejo nikelj

Drugi vir niklja za odpadke ali odpadke je "nerjaveče jeklo". Znana lastnost te kovine, da izboljša protikorozijske lastnosti nerjavečega jekla, zagotavlja široko uporabo v različnih vrstah spojin, tako s kromom kot brez njega. Na primer za avstenitna jekla brez kroma je značilna visoka odpornost proti koroziji v agresivnih medijih: vrele alkalije, raztopine žveplove kisline.

Najbolj priljubljene vrste jekla na zbirnih mestih nikljevih ostankov:

  1. B19, vsebnost Ni je 13 - 15%.
  2. B26, potrebne kemikalije za sprejem - 9,3%.
  3. B28, vključuje do 19%.
  4. B55, obseg vključkov niklja se giblje med 12 in 17%.

Za številne druge vrste jekla je značilna tudi prisotnost legiranega dodatka elementa Ni, vendar z majhno vsebnostjo te kovine, ki ne presega 8%. Vendar to ne zmanjša njihovega povpraševanja po ostankih zlitin, ki vsebujejo nikelj.

Povzetek

Ne smemo pozabiti, da lahko reciklirani nikelj najdemo v najrazličnejših izdelkih, od industrijskih delov do gospodinjskih in umetniških predmetov. To so lahko zlomljeni medicinski instrumenti, nakit in celo ponikljane posode..

Ločen odsek odpadkov, nikljevih odpadkov, lahko namenite za baterije. Tudi izpodrinjene Ni-Cd naprave za shranjevanje električne energije so zamenjale kovinske hibridne polnilne baterije. Vsebujejo tudi nikelj, ki ga, če pogledate naokoli, najdemo na skoraj vseh področjih človekove dejavnosti. To morate samo vedeti in poiskati zbirno mesto, ki ocenjuje odpadke na podlagi specializiranih naprav..

Pri zbiranju ostankov, ki vsebujejo nikelj, je treba upoštevati, da je Ni razvrščen kot nevaren za zdravje ljudi, zlasti lahko pride do kontaktne alergije na koži.

Koncept in značilnosti niklja kot gradbenega materiala

Nikelj je element skupine 10 D.I. Mendelejev. Znan relativno nedavno, nedavno uporabljen tudi v industriji. Nikelj je dobil ime po imenu zlonamernega gnoma, ki je rudarjem namesto domačega bakra in bakrene rude vrgel mineralni niklin, vključno z nikljem in arzenom. V tistih starih časih niso znali uporabljati niklja, zato so kovinsko "zatič" iz nemškega niklja začeli imenovati "nagajiv".

In danes bomo upoštevali fizikalne in kemijske lastnosti in uporabo niklja, mu dali splošen opis, preučevali zlitine in razrede niklja.

Kaj je nikelj

Je prehodna kovina, ki ima tako kisle kot alkalne lastnosti. Ima srebrno bel lesk, volten, voljen, a trd. Molekulska masa je majhna - 28, zato spada med lahke snovi.

Ta video vam bo povedal o značilnostih niklja kot kovine:

Koncept in značilnosti

S stališča kemije je nikelj zelo zanimiva in nenavadna kovina. Po eni strani je sposoben reagirati tako s kislinami kot z alkalijami, po drugi strani pa je kemično inerten in celo noče reagirati s koncentriranimi lužinami in kislinami. Poleg tega je ta lastnost tako izrazita, da se nikelj uporablja pri izdelavi različne opreme, odporne proti kislinam, in rezervoarjev za alkalije..

Kovino se talje in nato uporablja v obliki palic, listov itd. In v tem stanju ima običajne kovinske lastnosti neaktivne snovi. Toda nikelj, ki se pretvori v zelo fin prah, postane piroforni in je sposoben samogorevanja v zraku..

Ta kakovost določa enega najstarejših nanosov kovinsko nikljanja, to je nanašanje najtanjše plasti niklja na površino predmetov. Ta plast popolnoma ščiti jeklo, litoželezo, magnezij, aluminij itd. Pred korozijo..

Izdelki iz čistega niklja so redki in se uporabljajo samo na posebej kritičnih območjih. Njegova uporaba v industriji je posledica še ene edinstvene kakovosti: v zlitini daje nikelj materialu enako odlično odpornost proti koroziji, kot jo ima sam. Večina nerjavnih in strukturnih jekel vključuje nikelj kot legirno komponento. On je tisti, ki zagotavlja trdnost jekla in njegovo trpežnost..

Zlitine na osnovi niklja so zelo raznolike in imajo izjemne lastnosti: trdnost, toplotno odpornost, sposobnost prenašanja močnih obremenitev pri visokih temperaturah, odpornost proti obrabi, neobčutljivost na kemično agresivne snovi itd. Približno 9% celotne količine ekstrahirane snovi se uporabi v čisti obliki. Še 7% se porabi za nikljanje, preostali del pa za pridobivanje zlitin.

Nikelj tvori železno triado z železom in kobaltom. V skupino spadajo tudi platina - osmij, platina, rodij. Kljub relativni bližini pa se lastnosti kovin močno razlikujejo. Nikelj po moči ni dosti slabši od železa, ima še večjo gostoto, vendar je za razliko od slednjega zelo odporen proti koroziji, medtem ko železo v zraku in še bolj ob stiku z vodo hitro korodira.

V primerjavi s platinskimi kovinami je nikelj veliko lažji, veliko cenejši in veliko bolj aktiven: platina, osmij in druge so plemenite kovine, ki imajo pozitiven elektrodni potencial in so izjemno inertne.

Sledi opis prednosti in slabosti niklja.

Prednosti in slabosti

Skoraj vse lastnosti niklja glede na nacionalno gospodarstvo so prednosti. Pomanjkljivosti kovine lahko pripišemo le njeni prisotnosti v naravi. Nikelj velja za pogost element, vendar ga najdemo le v vezani obliki. Domači nikelj udari o tla le v meteoritih. Skladno s tem je kovina pridobljena z uporabo dražjih tehnologij..

  • Nikelj ima dobro trdnost in trdoto, hkrati pa ohranja sposobnost kovanja in visoko žilavost: iz njega lahko izdelamo najtanjše pločevine in palice.
  • Kovina ima odlično odpornost proti koroziji. Poleg tega to kakovost prenese na zlitine, ki vsebujejo legirni element.
  • Zlitine na osnovi niklja so zelo raznolike in izjemnih lastnosti. Tako se toplotno odporne zlitine železa in niklja uporabljajo pri izdelavi delov za jedrske reaktorje in reaktivne motorje. Do danes je bilo opisanih in uporabljenih približno 3000 različnih nikljevih zlitin..
  • Ponikljanje se še vedno aktivno uporablja ne le v gradnji instrumentov in obdelovalnih strojev, temveč tudi v vsakdanjem življenju, v gradbeništvu. Posodje, jedilni pribor, pribor itd., Ponikljani, niso samo estetsko privlačni, temveč tudi popolnoma higienski, neškodljivi in ​​izjemno trpežni. Inertnost in higiena kovine določa njeno uporabo v živilski industriji.
  • Nikelj je feromagnet, to je snov, ki je nagnjena k spontani magnetizaciji. Ta lastnost omogoča uporabo kovine za proizvodnjo trajnih magnetov..
  • Kovina je relativno poceni za proizvodnjo in ima dobre lastnosti električne prevodnosti. Nikelj nadomešča drago srebro ali nevaren svinec v proizvodnji baterij.

Struktura in kemijska sestava niklja so obravnavani v nadaljevanju..

Struktura in sestava

Nikelj ima tako kot druge čiste kovine homogeno, urejeno strukturo, ki tem snovem zagotavlja sposobnost vodenja toka. Fazna sestava materiala pa je lahko različna, kar vpliva na njegove lastnosti..

Kaj je narejen iz niklja ali v čem se uporablja, končni izdelek?

1) Nikelj je ena najpogostejših protikorozijskih komponent in / ali premazov za jeklo. Večina nerjavnih jekel vsebuje nikelj. Jekla brez niklja in železo so pogosto ponikljani za zaščito pred korozijo; ponikljano.

2) veliko število funkcionalnih zlitin: poleg nikroma so to še permalloy in alnico ter invar in monel ter super odporne "superzlitine". In tudi nakit "belo zlato" in zlitine tako za premazovanje kot, mimogrede, tudi za izdelavo kovancev. Številni kovanci so v celoti narejeni iz niklja..

3) pri testnem taljenju in nekaterih vrstah kupiranja (dolgo je treba razlagati, grobo rečeno, bodisi prečiščevanje bodisi kvantitativno analizo sestave zlitine / rude), nikelj se uporablja za ločevanje kovin iz platinske skupine (popolnoma jih »posrka« v zlitino). Verjemite mi, da je to zelo dragocena aplikacija.

4) vezni material v supertrdih kompozitih glede na vrsto dobitka (v samem dobitku se zdi kobalt, obstaja pa tudi z nikljem).

Natanko tako je alnico pomemben material tudi za električne kitariste; iz njega so v 50. letih izdelali magnete za pickupe in zvočnike. Zvočniki so zdaj redki in dragi, prevzemi pa so precej pogosti..

Na primer, strune za električno kitaro so običajno iz niklja navitega jekla. Nikelj je feromagnet, zato je bolj primeren za instrumente z magnetnimi prevzemi kot bakrene zlitine, ki se uporabljajo na strunah akustične kitare.

Pogosto za premaze, kot so kovanci. Ameriški nikelj se imenuje celo nikelj (en cent je baker).

Spomnite se tudi nikromove žice - izdelane iz zlitine niklja s kromom, ki se uporablja v močnih uporih in grelnih elementih.

No, in tudi nikelj-kadmijeve baterije.

Kot katalizator za hidrogeniranje še vedno.

Glavni potrošnik so proizvajalci nerjavečega jekla. Nikelj v kakršni koli obliki je primeren za nerjaveče jeklo - tako v razmeroma čistih nikljevih katodah kot v niklju v litem železu, ki ga v odprtih postopkih v velikih količinah kopljejo na Kitajskem in v Indoneziji.

Čistejši nikelj, ki ga najdemo v obliki katod, odstrela, briketov in prahu, se uporablja v visokotehnološki industriji. Primeri spodaj.

Čisti nikelj se uporablja v superzlitinah - uporabljajo se pri izdelavi ohišij za rakete, satelite in vesoljska plovila, protikorozijskih premazov, lopatic turbin in drugih delov motorja.

Enostavnejše zlitine z nižjo vsebnostjo niklja se uporabljajo v naftni in plinski industriji: vrtanje, ohišje, cevi, vrtalni mehanizmi, izmenjevalniki toplote, rezervoarji za utekočinjeni plin,

Nikelj se uporablja pri proizvodnji katalizatorjev za izpušne pline, dele sistema za gorivo, bate, menjalnike in druge avtomobilske dele

Pogosto se uporablja v elektroniki: izolatorji, grelni elementi, katode za mikrovalovne oddajnike, elektronske plošče, katodne cevi itd.

Nikelj v prahu in nikelj v pesku se uporabljajo pri izdelavi baterij in gorivnih celic za hibridne motorje.

Tabela elementov sledi niklja

Beseda "nikelj" pomeni - nagajiv. Ta element v sledovih je dobil ime po nemški besedi Nickel - tako se je imenoval gorski zli duh, ki naj bi rudarjem mešal mešanico bakrove rude. Ko so to rudo taljeli v talilnih pečeh, so se iz nje sproščali strupeni plini arzena, zato je nikelj zelo dolgo veljal za zelo škodljivo snov. Kako nikelj resnično vpliva na telo?

Tabela elementov sledi niklja

IME IN VPLIVIZDELKI
NICKEL. Sodeluje pri spodbujanju procesov hematopoeze in znana je njegova visoka sposobnost pospeševanja oksidativnih procesov v tkivih. Največ niklja najdemo v jetrih, trebušni slinavki in hipofizi, kar kaže na njegovo aktivno sodelovanje pri delovanju teh pomembnih organov..Grah, fižol, ajdova kaša, ovsena kaša, viburnum.

Je nikelj res nevaren??

Ta element v sledovih je leta 1751 odkril švedski mineralog. Toda do sedemdesetih let niso odkrili nobene koristi za človeško telo zaradi niklja. Kasneje, kot se je izkazalo, telo še vedno potrebuje nikelj, le v zelo majhnih količinah. Nikelj že dolgo ni prepoznan zaradi dejstva, da ima zelo visoko toksičnost, to pomeni, da ima lahko resne neželene učinke na zdravje. Tako je redko treba dopolnjevanje z dodatnimi odmerki niklja, človek pa ga praviloma dobi na rednem jedilniku..

Videz niklja

Nikelj je kovina, ki je običajno pobarvana v srebrno belo barvo. Nikelj se pogosto kombinira z drugimi kovinami in tvori zmesi, znane kot zlitine. Nikelj najdemo v zemeljski skorji, kar pomeni, da je določena količina v vodi, tleh, zraku in hrani. Večina niklja v našem telesu prihaja iz živil, ki vsebujejo ta element v sledovih. Odmerek niklja lahko dobite tudi kot stranski učinek kajenja tobaka.

Nikelj v hrani

Nikelj najdemo v nekaterih živilih, vendar v zelo majhnih količinah. Po podatkih Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni Američani vsak dan zaužijejo približno 170 mcg niklja, ko jedo svojo najljubšo hrano. Živila z najvišjo koncentracijo niklja vključujejo čokolado, sojo, oreščke in ovseno kašo. Voda iz pipe in cigaretni dim vsebujeta tudi majhne količine niklja. Obdelava kovancev vključuje tudi majhno količino niklja. Ko ročate s kovanci, nikelj vstopi v krvni obtok skozi kožo.

Uporabne lastnosti niklja

Majhne količine niklja najdemo v naši DNA in RNA, kemični sestavi vsake celice v našem telesu. Nikelj ima pomembno vlogo pri kroženju nekaterih beljakovin in lahko prispeva k proizvodnji hormonov, lipidov in celičnih membran. Tudi naše telo uporablja nikelj za pretvorbo glukoze v energijo.

Glede na knjigo "Zdrava prehrana, fitnes in šport" lahko majhne količine niklja pomagajo našemu telesu, da tvori encime, ki pospešujejo kemične reakcije v telesu, zlasti pri tvorbi novih nukleinskih kislin in DNA..

Strupenost niklja

Preveč niklja velja za zelo strupenega in ima lahko negativne učinke na zdravje. Najpogostejši neželeni učinek niklja so alergijske reakcije, o katerih poročajo centri za nadzor bolezni. Preveč niklja v telesu lahko povzroči prebavne motnje, povečano število rdečih krvnih celic, ledvični stres, kronični bronhitis, zmanjšano pljučno funkcijo in v nekaterih primerih pljučni rak.

Izdelki z nizkim nikljem

Pomembno je, da na jedilnik vključite vire hrane z malo niklja in se izogibate živilom z veliko niklja. Hrana z malo niklja vključuje govedino, šunko, perutnino, kumare, sir, mleko, jogurt, čebulo, zelje, špinačo, solato, koruzo, bučo, korenje, jabolka, hruške in jagode.

Druga živila z nizko vsebnostjo niklja vključujejo jetra, ledvice in klobase, vendar jih je treba jesti v majhnih delih, če se želite prehranjevati zdravo. To so viri beljakovin z visoko vsebnostjo nasičenih maščob in holesterola, ki jih je treba uživati ​​zmerno..

Tabela vsebnosti niklja v 100 g izdelkov.

KategorijeKoličina niklja, μgIzdelki
Zelo visoka vsebnostveč kot 300 mcgAjdova in ovsena kaša, sojina moka, fižol, grah, špinača, indijski oreščki, kakav v prahu
Visoka vsebnost100 - 299 mcgLeča, fižol, suhe gobe, temna čokolada
Zmerna vsebina40 - 99 mcgGoveja jetra, koruza, riž, pistacije, mlečna čokolada
Nizka vsebnost15 - 39 mcgPšenica, ječmenova kaša, belo zelje, pesa, redkev, jabolka, hruške, marelice, grozdje
Zelo nizka vsebnostmanj kot 15 mcgMesni izdelki, brokoli, korenje, krompir, čebula, paradižnik

Poleg tega vitamin C in presežek železa, magnezija, kalcija in cinka v telesu zmanjša stopnjo absorpcije tega minerala v črevesju.

Kje se v industriji uporablja nikelj

Ta srebrno siva kovina je prehodna kovina - ima tako alkalne kot kisle lastnosti. Glavne prednosti kovine so žilavost, duktilnost in visoka protikorozijska učinkovitost. Kje in kako se uporablja nikelj - preberite spodaj.

Uporaba niklja

Zaradi prisotnosti oksidnega filma na površini je kovina obdarjena s sposobnostjo popolnega odpornosti proti koroziji. Poleg tega prevleka iz te kovine zanesljivo ščiti pred oksidacijo dele in predmete iz drugih materialov. Zato se nikelj pogosto uporablja v sodobni industriji..

Poleg tega ima element več kot le protikorozijske lastnosti. Popolnoma se upira učinkom različnih alkalij. Zaradi tega se uporablja za zaščito vseh vrst aluminija, železa in litega železa, namenjenih za uporabo v agresivnem okolju. Vključno za izdelavo lopatic za letala, cistern za prevoz nevarnih snovi in ​​druge opreme za kemično industrijo.

Če govorimo o drugih področjih našega življenja, kjer je uporaba niklja danes v velikem obsegu, je treba omeniti tudi proizvodnjo:

  • proteze in naramnice za medicinske potrebe;
  • baterije;
  • kemični reagenti;
  • "belo zlato" v nakitarski industriji;
  • godala za glasbila.

Zlitine

Zaradi svojih protikorozijskih lastnosti se element pogosto uporablja za proizvodnjo različnih zlitin iz železa, bakra, titana, kositra, molibdena itd. S tem se porabi več kot 80 odstotkov celotne količine Ni, pridobljenega po vsem svetu, katerega nahajališča so v Rusiji (Ural, Regija Murmansk in Voronezh, regija Norilsk) Južna Afrika, Kanada, Grčija, Albanija in druge države. Ni se uporablja za izdelavo nerjavečega jekla. Železove zlitine se uporabljajo v skoraj vseh panogah sodobne industrije, pa tudi pri gradnji civilnih ali industrijskih objektov.

Kot rezultat dobimo različne odstotne kombinacije zlitin bakra, monela, konstantina in drugih. Uporabljajo se za izdelavo kovancev, rezervoarjev za žveplovo, perklorovo ali fosforjevo kislino, rezervnih delov in delov strojev (ventili, izmenjevalniki toplote, puše, vzmeti, lopatice rotorja), namenjenih za uporabo pri večjih obremenitvah.

Zlitine z dodatkom kroma - nikroma - so toplotno odporne, zato se uporabljajo za izdelavo konstrukcijskih elementov plinskih turbin, delov reaktivnih motorjev, opreme za jedrske reaktorje.

V postopku dodajanja molibdena dobimo zlitine, odporne na kisline in druge agresivne spojine (suh klor).

Zlitine s sodelovanjem aluminija, železa, bakra in kobalta - alnick in magnico - imajo lastnosti trajnih magnetov in se uporabljajo pri izdelavi različnih radijskih merilnih naprav in elektrotehniki.

Izdelki iz invarja - zlitine z dodatkom železa (Ni - 35 odstotkov, Fe - 65%) imajo lastnost, da se pri segrevanju praktično ne raztezajo.

Druge aplikacije

Eno najpogostejših področij, kjer se nikelj danes uporablja v industriji, je nikljanje, to je nanašanje tanke plasti niklja (debelina se giblje od 12 do 36 mikrometrov) na površino drugih kovin z galvanizacijo. Na ta način poteka protikorozijska obdelava:

  • kovinske cevi;
  • jedi;
  • namizna posoda;
  • pipe in pipe za kuhinjo ali kopalnico;
  • pohištvena oprema in drugi dekorativni izdelki.

Tako obdelani predmeti bodo dolgo časa zanesljivo zaščiteni pred vlago in bodo zaradi srebrne prevleke, ki sčasoma ne zbledi, ohranili predstavljiv videz.

Nikelj: lastnosti, lastnosti in praktična uporaba kovin

Glavna stran »Nikelj: značilnosti kovin, lastnosti in praktična uporaba

Nikelj (Ni, atomsko število 28) je kemični element, katerega en atom vsebuje 28 protonov, 28 elektronov in od 30 do 36 nevtronov, odvisno od izotopa. Obstaja pet stabilnih izotopov: 58 (68%), 60 (26%), 62 (4%), 61 (1%), 64 (približno 1%). Tališče niklja je 1450 ° C, relativna atomska masa je 58,69 z gostoto 8,9. V običajnem življenju lahko kovanci iz bapronika spominjajo na obstoj te kovine - denar, ki je razširjen v družbi, ali akumulatorske baterije za mobilne telefone, s katerimi morate pogosto opraviti. Vendar je to le majhen del celotne mase običajnih uporab kovine, ki po vrednosti ni primerljiv z zlatom, srebrom in drugimi kemičnimi elementi..

Splošni pogled na nikelj kot kovino

Nikelj je seveda po vrednosti slabši od zlata in srebra in ni ocenjen na tako visoki ravni kot denimo visokotehnološke vesoljske kovine - aluminij in titan. Kljub temu se kovina uporablja tudi na istem letalskem in vesoljskem področju. Poglejmo si podrobneje ta kemični element, da dobimo izčrpne informacije za potencialno uporabo..

Nikelj se že tisočletja pogosto uporablja v zlitinah (na primer nikljev kupronikil), vendar je bil kot kemični element prepoznan šele leta 1751. Prva omemba tega kemičnega elementa pripada švedskemu kemiku - baronu Axelu Frederiku Kronstedtu.

Nekaj ​​takega je videti kot ruda, ki vsebuje minerale - nikolit, iz katere so nekoč razvijalci kamnin poskušali pridobiti baker, a so dobili povsem drugačne rezultate

Prav ta znanstvenik je prvi dobil čisto snov iz rdečkaste rude - nikolita. Niklolitna kamnina, ki vsebuje mineral, je dobila ime po videzu, ki spominja na bakreno rudo. Vendar ta mineral ne vsebuje pravega bakra. V zgodnjih fazah rudarjenja so rudarji, ki so poskušali pridobivati ​​baker iz takšne rude, izdelek imenovali "Old Nick". To ime je bilo nekoliko spremenjeno (nikolit) in se je zataknilo v prihodnosti.

Sodobna predstavitev kemijskih elementov v periodnem sistemu prikazuje nikelj med prehodnimi elementi (kovine) skupine 10. Kemični element je po nekaterih sestavah precej blizu železu in v drugih pogledih zelo podoben bakru. Načeloma ni presenetljivo, glede na to, da je nikelj v periodični tabeli ravno na sredini med temi kovinami..

Potencialna področja pridobivanja in pridobivanja

Nikelj je zelo pogosta sestavina med kemičnimi elementi zemeljske skorje, vendar je precejšen delež te snovi dobesedno zunaj meja zemeljskega sveta. Torej, skoraj vsi meteoriti, ki so kdaj padli na Zemljo, tradicionalno vsebujejo nikelj..

Drobček meteorita z visokim odstotkom niklja. Analizo skoraj vseh fragmentov meteoritov praviloma potrjujejo pozitivni rezultati testov.

Je najpogostejša kovina med najpogostejšimi elementi v zemeljski skorji, ki ima glede na svojo prisotnost serijsko številko 22 (približno dvakrat pogostejša od bakra)..

Večina niklja se pridobiva iz vrste rud, ki vsebujejo minerale:

  • pentlandit in pirotit (železo-nikeljevi sulfidi sta najpomembnejši nikljevi rudi),
  • garnierit (vodni silikat),
  • millerit (sulfid)
  • nikolit (arzenid).

Vodilne proizvajalke niklja so naslednje države:

  • Indonezija
  • Filipini
  • Kanada
  • Nova Kaledonija

Avstralija in Rusija izkazujeta nekoliko zmanjšani obseg proizvodnje. Sledijo ZDA, kljub temu da v državi ni aktivnih rudnikov niklja. V ameriški predelovalni industriji so relativno majhne količine niklja pridobljene kot stranski produkt rudnikov bakra in paladija-platine. Svetovne zaloge niklja kot celote znašajo približno 130 milijonov ton na kopnem in veliko več na dnu oceana, če izhajamo iz te številke.

Eden od rudnikov na Novi Kaledoniji, kjer se aktivno izvaja rudarstvo rude za industrijski sektor. Na ravni industrijske proizvodnje se predelava izvaja v čisto kovino ali zlitine

Kot nekatere druge kovine je tudi iz rude mogoče izvleči kemični element z uporabo:

  • tehnologija taljenja (ogrevanje znotraj plavža),
  • elektroliza (razdelitev rude na komponente s prepuščanjem električnega toka skozi raztopino),
  • z interakcijo s kislinami (Mondov postopek).

Fizikalne in kemijske lastnosti niklja

Za nikelj je značilna značilna kovina: trdna pri vsakodnevnih temperaturah, dovolj močna in žilava, voljna (v obdelavi) in žilava (raztegnjena v žico). Kovina je enostavna za poliranje, kaže dobre lastnosti kot prevodnik toplote in električne energije, ima zadostne magnetne lastnosti.

Nikelj je po trdnosti in žilavosti podoben železu (čeprav manj magnetni). Hkrati je kovina bistveno bolj odporna na učinke korozije in oksidacije (zato je v zvezi s tem bolj podobna bakru). Kristali niklja imajo obrazno centrirano kubično strukturo.

Videti je kot zunaj millerit - ruda, ki vsebuje mineral, iz katere se pridobi tudi priljubljen kemični element z naknadno predelavo v čisti izdelek ali zlitine

Med kemičnimi lastnostmi izstopa relativno nizka reaktivnost. Kovina reagira na močne kisline, vendar ostaja nevtralna v reakciji z alkalijami. Zato se nikelj pogosto uporablja za izravnavo posod za alkalne snovi..

Uporaba kemičnega elementa za različne potrebe

Velika večina proizvedene kovine se uporablja kot sestavni del zlitin. Kot čisti nikelj se uporablja le razmeroma majhna količina proizvodnje. V svetovnem merilu se približno dve tretjini vseh proizvedenih kovin uporablja v proizvodnem procesu iz nerjavečega jekla.

Nikeljevo jeklo, ki je dovolj trdo in odporno proti koroziji (vsebnost niklja približno 3%), je pomemben sestavni del pri proizvodnji široke palete avtomobilskih delov (rezervnih delov), vključno z različnimi tipi ventilov in pogonskih gredi.

Neželezne zlitine (kjer ni železa) so prav tako pogosti materiali, kjer se uporablja nikelj. Cupronickel (izdelava kovancev) je en primer zlitine, ki vsebuje tri četrtine bakra in četrtino niklja..

Druge nikljeve zlitine vključujejo nitinol, ki spominja na obliko in združuje nikelj s titanom (na primer okvirji za očala). Obstaja tudi široka paleta visokotehnoloških vesoljskih "superzlitin" (ki delujejo pri zelo visokih temperaturah).

Ponikljano turbinsko kolo za dodatno zaščito in zmogljivosti

Turbinske lopatice (ki se uporabljajo pri načrtovanju reaktivnih motorjev, parnih turbin) so praviloma obdelane z brizganjem niklja, da bi dali večjo trdnost in organizirale zaščitni premaz za odpornost proti koroziji. Uporablja se tudi kemični element:

  • za galvanizirane kovine,
  • v obliki prahu za proizvodnjo katalizatorjev (snovi, ki pospešujejo kemijske reakcije),
  • za izdelavo nikljevih mrež za tisk na tekstil itd..

Pomembne nikljeve spojine vključujejo nitrate, kloride in sulfate, ki se uporabljajo pri galvanizaciji. Nikelj-oksidi se uporabljajo pri oblikovanju baterij in gorivnih celic. Nikeljevi feriti se pogosto uporabljajo za izdelavo elektromagnetnih delov močnostnih transformatorjev in druge električne opreme.