§ 1. Свойства никеля и его применение

Никель – металл серебристо-белого цвета. По ряду свойств (температуре плавления, плотности, теплопроводности) он близок к железу и кобальту и характеризуется средней химической активностью. При обычной температуре в сухом воздухе никель заметно не реагирует с кислородом, но при нагревании до 500 °С окисляется довольно энергично. В порошкообразном состоянии никель пирофорен, т.е. воспламеняется на воздухе при обычной температуре.

Никель – ценная легирующая добавка к стали. Он повышает прочность и одновременно пластичность сталей. Никель в сочетании с хромом обеспечивает высокую антикоррозионную стойкость сталей и повышает их теплоустойчивость. Широкое применение получили хромоникелевые нержавеющие и теплоустойчивые стали.

Известны также никелевые сплавы, в которых никель является преобладающим элементом. К ним относят сплавы никеля с алюминием, хромом, марганцем, кремнием, предназначенные для изготовления нагревателей (алюмель, хромель, нихром), сплав с железом – так называемый пермаллой, которому после специальной термической обработки сообщается высокая магнитная проницаемость, а также монель – сплав с медью, железом и марганцем, высокостойкий против коррозии.

Никель применяют также для никелирования железа и других металлов в качестве противокоррозионного и декоративного покрытия, для изготовления щелочных аккумуляторов и в качестве катализатора в разных химических процессах.

719

Чугуны, содержащие никель, используют в химическом машиностроении.

Промышленное производство никеля начато более ста лет назад, при этом около 80 % всего производимого никеля расходуют для производства сталей, легированных никелем, и никелевых сплавов.

§2. Сырье для получения никеля

Никель получают из окисленных никелевых и из сульфидных медно-никелевых руд. В сульфидных рудах никель представлен главным образом изоморфной смесью сульфидов железа и никеля (Ni, Fe)S, а пустая порода состоит из силикатов железа и магния, пирротина Fe₇S₈ и других соединений. В этих рудах содержится 0,3–5,5 % Ni до 2,5 % Си, до 0,2 % Со и в небольших количествах металлы платиновой группы, а также Те, Se, Ag, Au.

Медно-никелевые руды обогащают флотационными способами, получая медно-никелевый концентрат. Плавку руд с суммарным содержанием более 4–5 % меди и никеля проводят без обогащения.

В окисленных рудах никель находится как правило в виде минералов ревдинскита 3(Ni, Mg)O • 2SiO₂ • 2Н₂О и гарниерита nNiSiO₃ • mMgSiO₃ • Н₂О. Пустая порода состоит из алюмосиликатов, гидратированных оксидов железа, кварца и талька. Содержание никеля в этих рудах составляет 1–7 %, содержание кобальта достигает 0,15 %, медь или отсутствует, или находится в незначительных количествах.

Окисленные руды, как правило, глинистые и содержат около 30 % влаги. Перед плавкой их необходимо окусковы-вать, применяя для этого брикетирование или агломерацию, осуществляемую на ленточных агломерационных машинах. Шихту для агломерации измельчают до кусков размером 3–5 мм. Топливом служит коксик, расход его составляет 7,5–8,5 % от массы шихты.

При производстве никеля применяют также гипс, пирит, известняк, кварцевый флюс и древесный уголь.