Nikal (Ni, Niccolum)

Nikal je element u tragovima uključen u hematopoezu (eritropoezu) i redoks procese, opskrbljujući stanice tkiva kisikom.

Tvar je otkrivena 1751. godine i zauzima dvadeset i osmo mjesto u periodičnom sustavu D.I. Mendeljejev pod simbolom "Ni".

Spoj je dio eritrocita, smanjuje učinke adrenalina, blagotvorno djeluje smirujuće na živčani sustav. S velikim gubitkom krvi, element se koristi u obliku injekcija za poticanje hematopoeze, sinteze crvenih krvnih stanica. Zanimljivo je da se apsorpcija nikla u krvotoku događa pod utjecajem klorovodične kiseline koja se nalazi u želučanom soku.

Mineral je uključen u razmjenu vitamina C, B12, odgovoran je za očuvanje strukture stanične membrane u normalnom stanju.

  • Opće informacije
  • Biološka uloga
  • Simptomi i posljedice nedostatka
  • Simptomi i posljedice viška
  • Izvori hrane
  • Izlaz

Tijelo odrasle osobe sadrži 5 do 14 miligrama nikla. Sadržaj elementa u tragovima u unutarnjim organima ovisi o dobi, spolu, fiziološkom zdravstvenom stanju, težini i uvjetima okoliša. Utvrđeno je da se tijekom trudnoće, dojenja kod žena, apsorpcija nikla povećava. Uz to, s godinama se element nakuplja u plućima..

Dnevna potreba tijela za spojem je 100 - 300 mikrograma.

Opće informacije

Nikal je plastičan i kovan metal, srebrnobijel. Kemijska aktivnost je niska: sporo reagira s kiselinama i ne reagira s lužinama. U zraku je element prekriven oksidnim filmom.

Podrijetlo imena spoja povezano je sa zlim duhom - gnomom, koji je u njemačku mitologiju, takoreći, bacio saksonske rudare tražeći bakar, sličan mineral - crveni nikl-pirit NiAs, takozvani sjaj arsen-nikal. Kao rezultat neuspjelih pokušaja topljenja bakra iz ove rude, bijesni su rudari novi metal nazvali "Kupfernickel" i "Nickel", što znači "Bakreni vrag", odnosno "Nestašni". Danas riječ "Nikkel", na jeziku njemačkih rudara, još uvijek znači prokletstvo.

U ljudskim organima ovaj mikroelement koncentriran je u najvećoj količini u hipofizi (crna tvar srednjeg mozga), jetri, gušterači, nadbubrežnim žlijezdama. Nikal primljen hranom asimilira se u ljudskom probavnom traktu za 1 - 10%. Istodobno, sok od naranče, mlijeko, kava, čaj, askorbinska kiselina smanjuju njegovu apsorpciju. Trudnoća, dojenje, nedostatak željeza, naprotiv, povećavaju apsorpciju minerala.

Nikal se prevozi izravno sa serumskim albuminom. Zanimljivo je da se element u krvnoj plazmi nalazi uglavnom u vezanom stanju s proteinima alfa-1-glikoproteinom i nikeloplazminom (alfa-2-makroglobulin).

"Potrošeni" spoj se 95% izlučuje iz ljudskog tijela izmetom, a preostalih 5% - žučom, znojem, urinom.

Unatoč pozitivnim svojstvima elementa u tragovima, imajte na umu da je nikal aktivni alergen koji uzrokuje ekcem, kontaktni dermatitis kod ljudi osjetljivih na ovaj metal. Mogući razlozi za razvoj nuspojava - kontakt kućanskih predmeta, zakovica na odjeći, nakitu koji sadrži element, s kožom.

Biološka uloga

Proučava se važnost nikla za održavanje zdravlja živih organizama. Unatoč činjenici da postoji malo podataka o biološkoj ulozi spoja, poznato je da je element uključen u strukturnu organizaciju, funkcioniranje DNA, RNA, proteina.

Korisna svojstva nikla:

  • regulira metabolizam masti, ugljikohidrata;
  • aktivira djelovanje inzulina, povećavajući hipoglikemijsku aktivnost;
  • snižava krvni tlak;
  • potiče stvaranje krvi, povećava razinu hemoglobina;
  • inhibira djelovanje adrenalina;
  • sudjeluje u sintezi hormona;
  • oksidira vitamin C;
  • pojačava antidiuretički učinak hipofize;
  • aktivira arginazu;
  • djeluje umirujuće;
  • uklanja kortikosteroide u mokraći;
  • utječe na enzimske procese, ubrzava transformaciju sulfhidrilnih skupina u disulfidne;
  • čuva konformaciju molekule RNA.

S dovoljnom količinom cijanokobalamina (vitamina B12) u ljudskom tijelu, nikal potiče rast mišića, a njegov nedostatak uzrokuje suprotan učinak.

Od 19. stoljeća i do sada, soli ovog mikroelementa uspješno se koriste u složenom liječenju kožnih bolesti (psorijaza, ekcemi, dermatitis). Također, mineral je indiciran za astenična stanja, hipertenziju, dijabetes melitus..

Simptomi i posljedice nedostatka

Do nedostatka nikla u tijelu dolazi kada unesete 50 mikrograma ili manje spoja dnevno, što je 2-6 puta manje od dnevne potrebe.

S obzirom da je mikronutrijent raširen u hrani, dnevna prehrana prosječne osobe obično sadrži dvostruku dnevnu dozu hranjivih sastojaka (500 - 600 mikrograma).

Znakovi nedostatka nikla u tijelu:

  • smanjenje razine hemoglobina, kolesterola i hematokrita;
  • letargija, mišićna slabost;
  • povećana razina šećera u krvi;
  • hipopigmentacija;
  • smanjenje tjelesne aktivnosti;
  • patološke promjene u jetri.

Antagonisti nikla su sumpor, željezo, cink, vitamin C, selen.

Dugotrajni nedostatak spoja pridonosi pojavi dermatitisa, problemima s perikardijom, skraćivanju stražnjih udova, usporenom tjelesnom razvoju, smanjuje otpornost tijela na bolesti.

Simptomi i posljedice viška

Višak nikla u ljudskom tijelu mnogo je češći od nedostatka. Najotrovniji su sulfat, nikal-klorid zbog dobrog otapanja u vodi. Netopljivi spojevi utječu na ljudsko tijelo manje toksični: oksalat, fosfat, silikat.

Višak nikla u domaćem okruženju može se dobiti kao rezultat upotrebe posuđa niske kvalitete, jeftinog nakita i proteza koje sadrže ovaj mineral. Osim toga, u tragovima je prisutan i element u tragovima, pa su i ljudi s lošom navikom u opasnosti.

Puno je lakše doći do predoziranja minerala u proizvodnji nego u domaćim uvjetima. To je zbog činjenice da karbonil nikal, prah nikla, nastali tijekom obrade metala, imaju sposobnost nakupljanja u tijelu, što dovodi do brzog trovanja radnika.

Nedostatak kalcija, magnezija, željeza povećava apsorpciju metala.

Stalnim kontaktom osobe s parama, prašinom, spojevima nikla ili kao rezultat primanja jedne viška doze elementa (50 miligrama) s hranom, lijekovima, vodom iz slavine, dolazi do "predoziranja". U tom se slučaju razvija akutna upala kože - kontaktni dermatitis, keratitis, vitiligo, astma, artritis, stanični imunitet slabi, aktivnost enzima i hormona usporava.

U težim slučajevima rad s oksidima ili sulfidom elementa tijekom dvije godine ili više može dovesti do pojave tumora pluća, nazofarinksa, bolesti gornjih dišnih putova, poremećene koordinacije pokreta (ataksija).

Znakovi i posljedice trovanja tijelom:

  • mučnina, povraćanje, otežano disanje;
  • probavni problemi;
  • distrofija jetre, bubrega;
  • glavobolja;
  • kvarovi u radu živčanog, kardiovaskularnog sustava;
  • kršenje metabolizma ugljikohidrata;
  • pogoršanje sastava krvi;
  • neurastenija;
  • bolesti štitnjače, reproduktivnih organa;
  • ulceracija rožnice;
  • urobilin u mokraći;
  • krvarenje iz nosa, obilje;
  • anemija;
  • tahikardija;
  • edem pluća, mozak;
  • bolovi u hipohondriju s desne strane;
  • rinitis;
  • smanjeni odgovor na vanjske podražaje ili pretjerana ekscitabilnost CNS-a.

Da bi se vratilo zdravlje i uklonili simptomi, posljedice viška nikla u tijelu, preporuča se ograničiti unos minerala s hranom, promatrati mjere zaštite na radu. Nosite, naime, zaštitne maske, kombinezone.

Zapamtite, karbonilni spojevi nikla izuzetno su opasni za ljudsko zdravlje, ponekad 2 - 3 sata neprekidnog udisanja para elemenata u tragovima dovode do smrtnog trovanja.

Izvori hrane

Svakog dana do četvrtine minerala od dnevne količine dolazi iz vode iz slavine, koja se preko noći ulije u cijevi, obogaćena spojem. Uz to, glavni izvori hrane nikla su čisti kakao u prahu - 980 mikrograma na 100 grama proizvoda, gorko-slatka čokolada - 260 mikrograma (mlijeko - 120). Razlozi visoke koncentracije elementa u tim proizvodima su stalni kontakt sirovina sa strojevima od nehrđajućeg čelika, snažan proces obrade. Uz to, vodeće u sadržaju spoja su mahunarke.

Tablica br. 1 "Proizvodi bogati niklom"
Ime proizvodaSadržaj nikla u 100 grama proizvoda, mikrogrami
Kakao u prahu980
Indijski oraščić510
Špinat390
Soja304
Čokolada120 - 250 (prikaz, stručni)
Grašak250
Grah170
Leća160
Kukuruz80
Goveđa jetra63
Zobene pahuljice50
Riža50
Pšenica40
Pistacije40
Ražtrideset
Marelica32
Hladno dimljeni šur28
Ječmeni griz23
Pšenično brašno22
Prekrupa od ječma20
Crni ribizosamnaest
Kruškaosamnaest
Jabukaosamnaest
Grožđešesnaest
Bijeli kupuspetnaest
Repačetrnaest
Papaline u uljučetrnaest
Rajčicatrinaest
Svinjetina12
Heljdadeset
Bakalar, plavacdevet
Govedina8.6
Pollock, pikica, oslić7
Smuđ, lukavica, skuša, štuka, iverka6
Krumpirpet
Breskva4
Rižin krup2.7

Kako bi se izbjegla prekomjerna zasićenost prehrane niklom i razvoj simptoma predoziranja, preporučuje se iz jelovnika izuzeti hranu s visokim sadržajem elemenata u tragovima, zamjenjujući ih proizvodima s niskim postotkom minerala u sastavu. Takvi proizvodi uključuju: luk, kupus, perad, krastavce, bundevu, mrkvu, mlijeko, govedinu, kobasice, brokulu. Sadržaj nikla u tim proizvodima ne prelazi 15 mikrograma na 100 grama hrane.

Kad se pridržavate zdrave prehrane, imajte na umu da izvore proteina s visokim kolesterolom i zasićenim mastima treba jesti umjereno, u malim obrocima..

Pića koja sadrže nikal uključuju pivo, čaj, kavu. Ograničite unos "tekućih" izvora mikroelemenata na dvije do tri šalice dnevno.

  • Zašto sami ne možete na dijetu
  • 21 savjet kako ne kupiti ustajali proizvod
  • Kako održavati povrće i voće svježim: jednostavni trikovi
  • Kako pobijediti želju za šećerom: 7 neočekivanih namirnica
  • Znanstvenici kažu da se mladost može produžiti

Izlaz

Dakle, duhanski dim, konzervirana hrana, mahunarke i proizvodi od čokolade neprekidni su čimbenici koji dovode do prezasićenja i opijenosti tijela mikroelementom. Da biste održali zdravlje, izuzmite ih iz dnevnog jelovnika..

Oboljelima od alergija na nikal savjetuje se da izbjegavaju kontakt s predmetima koji izazivaju reakciju, isključuju unos hrane s umjerenim i visokim sadržajem spoja (preko 40 mikrograma na 100 grama proizvoda) i odbijaju upotrebu kozmetike i nakita koji sadrže alergen. Osim toga, prilikom rada s metalom koristite zaštitnu opremu za kožu i dišne ​​putove (na primjer, lateks rukavice, maske).

Otpad od nikla

Metalni nikal postao je široko rasprostranjen kao aditiv za legiranje, čiji je otpad prihvaćen i za finu tvar i za bilo koji od njezinih inkluzija u spojevima i legurama. Nizak sadržaj Ni u raznim čelicima zahtijeva posebne uvjete za njegovo prihvaćanje, opremanje točaka posebnim instrumentima za spektralnu analizu - analizatorom metala.

Za isporuku metala poželjno je odabrati specijalizirana prihvatna mjesta opremljena za analizu sadržaja nikla u otpadu, gdje će cijena po kg metalnog otpada biti veća.

Vrste ostataka nikla (materijali koji se mogu reciklirati)

Konvencionalno, otpadni otpad od nikla može se razvrstati prema svom fizičkom stanju u nekoliko osnovnih kategorija: grudasti otpad, strugotine i drugi materijali koji se mogu reciklirati, na primjer, katodne kuke s obraslim slojem ovog metala. Ovisno o sadržaju Ni, svaka od njih podijeljena je u nekoliko podskupina:

  • Otpad od čistog metala;
  • Otpad troske. Karakterizira sadržaj Ni do 85%;
  • Legure predane u otpad, gdje je nikl jedna od glavnih komponenata. To je dobro poznati nikrom, u kojem je koncentracija Ni od 55 - 78%, kao i nepoznati većini permaloja (do 76%), konstantana, nikal srebra i drugih;
  • Sekundarne legure legirane niklom. Otpad od nehrđajućeg čelika i otpad ove vrste, u pravilu, raznih vrsta čelika s malim sadržajem. Frakcijska koncentracija elementa Ni u otpornim na toplinu i nehrđajućim materijalima doseže 20%, dok u niskolegiranim čelicima ta vrijednost ne prelazi 5%;
  • Mulj koji sadrži nikal koji predstavlja galvanski i metalurški otpad.

Sva gore navedena materijala koja se mogu reciklirati aktivno otkupljuju sabirna mjesta. Standardno je cijena kilograma ostataka nikla određena postotkom potonjeg u metalnom otpadu.

Također, otpad od nikla uključuje:

  • katalizatori nikla;
  • nikal oksid (NiOH);
  • hidrat nikal-oksid (Ni (OH) 2);
  • aglomerati i koncentrati nikla i slično;
  • TNZh baterije;
  • Otpad koji sadrži Ni kao čisti metal.

Značajan segment takvih sekundarnih metala čine istrošene anode i katode nikla, koje se s određenim iskustvom lako otkrivaju golim okom. Imaju svijetlosivu boju, potrošeni elementi obično su prekriveni zelenkastom prevlakom. Kad se zagriju, nikalne elektrode dobivaju žutu nijansu, karakterizirane su također kratkom crvenom iskrom i magnetizirane. Površina katoda od nikla je neravnina, dok je površina anoda glatka..

Sljedeći uobičajeni izvor metalnih primitaka na mjestima prihvata je granulirani nikal, teško ga je nazvati otpadom ili otpadom, ali možete ga predati po visokoj cijeni. Iznimka su granule feronikla. Oni se, poput granuliranih razreda metala H0 - H4, koriste za legiranje čelika, međutim, imaju niži trošak prihvaćanja, jer to nije čisti Ni, već njegova slitina sa željezom. Granulirani feronikil može se razlikovati po svojoj boji: metal karakterizira mat siva nijansa. Suprotno tome, granule nikla imaju metalni sjaj..

Još dvije skupine su strugotine i žica. Drugu komponentu, Ni ostatke, puno je lakše otkriti. Termoparovi, elektrode za galvanizaciju, kao i mrežica koja se koristi u katalizi, izrađeni su od nikl žice..

Namatanje žice od nikla

Cijene ostataka nikla

Prikupili smo cijene po cijeloj Rusiji i izračunali prosjek. Stoga se možete sigurno usredotočiti na dolje navedene troškove za 1 kilogram ostataka nikla.

Cijene slitina koje sadrže nikrom i nikal

Nikromov otpad H15N60 (od 3 mm)300 RUB / kgNikromov otpad H20N80 (od 3 mm)450 RUB / kgNikromov otpad H15N60 (do 3 mm)280 RUB / kgNikromov otpad H20N80 (do 3 mm)430 rub / kgOtpad od slitina koje sadrže nikal za 1% u kg5 trljanja / kgOtpadi bakreno - nikl legura za 1% u kg4 rub / kgNikromova žica H20N80 u zavojnicama (zavojnica od 5 - 10 kg), traka800 RUB / kg

Cijene nikla

NP anoda nikla, N-1 katoda650 rub / kgGranule nikla N-3650 rub / kgOtpad nikla (Ni 100%)550 RUB / kgpovratak na sadržaj ↑

Legure na bazi Ni

Ova vrsta sekundarnih obojenih metala, iako je inferiorna u cijeni po kg ostataka nikla, i dalje je vrlo isplativa roba na tržištu isporuke staroga željeza. Legure nikal-metal prihvaćaju se prilično učinkovito:

  • krom;
  • bakar;
  • željezo.

Toplinski otporan nikrom je spoj na bazi Ni (60 - 80%) i Cr. Klasa legure H15N60 dodatno uključuje željezo. Ovaj se materijal isporučuje sekundarnom tržištu u obliku grijaćih elemenata, nakon upotrebe u uređajima za toplinsku izloženost: peći, sušilicama itd. Nikrom se također može naći među dijelovima koji rade na visokim temperaturama: reostati, podloge za sustave raspršivanja.

Marka žice H15N60

Legure bakra i nikla predstavljene su prilično širokim spektrom spojeva (sadržaj Ni naveden je u zagradama):

  • Monel (29 - 70%). Legura koja sadrži nikal koristi se kao strukturni materijal u zrakoplovstvu i brodskom inženjerstvu. Mnogo jedinica opreme za naftnu i kemijsku industriju: alati za bušenje, osovine pumpi, strugači, lopatice itd. također od monela. Cijena otpadnog otpada ovisi o udjelu nikla koji je utvrđen imenom marke ili analizatorom. Ne treba je miješati s legurom MNT, za razliku od nje, monel ne sadrži cink;
  • Permalloy (45 - 82%). Spoj također sadrži željezo i krom. Izvori otpada ove legure: transformatori, zaštitni svici, releji. Visok sadržaj željeza u spoju dovodi do činjenice da se otpad od permejnih legura često predaje kao sekundarni crni metal. Legura je prihvaćena kao otpad koji sadrži nikal u specijaliziranim poduzećima za sakupljanje otpadaka opremljenim spektralnim analizatorima. Plaćanje se vrši na temelju prisutnosti Ni elementa;

Kućišta transformatora izrađena od permaloja

  • Constantan (39 - 41%). Ovaj se spoj koristi za izradu termoparova, reostata, kao i električnih grijaćih elemenata koji rade na radnim temperaturama do 500 ° C. Constantan se nalazi u mjernim instrumentima klase niske točnosti;
  • Bapronikl (5 - 30%). Ova legura koja sadrži nikal dobro je poznata zahvaljujući jelima i kovanicama SSSR-a u apoenima od 10, 15 i 20 kopejki (bile su u optjecaju do valutne reforme 61. godine). Manje je poznat spoj kao materijal za izradu termogeneratora, visoko preciznih otpornika i podmorskih dijelova. Cupronickel se koristi za stvaranje umjetničkih predmeta: svijećnjaka, kutija i drugih. Stoga nije uvijek isplativo predati određene proizvode od kupronikela, jednostavno kao otpad koji sadrži nikal;

Kapronikel kašika

  • Nikal srebro (5 - 35%). Legura se od kupronikela razlikuje po prisutnosti cinka u spoju. Upotreba nikal srebra također se razlikuje u različitim smjerovima. Uz njegovo sudjelovanje nastaju posrebrena jela i mnogi umjetnički predmeti. S druge strane, nikal srebro je tražen kao tvrda i elastična legura u proizvodnji zatiča, pričvršćivača i opruga za relejnu elektrotehniku. Razne vrste medicinskih instrumenata, oprema za paru i vodu - izrađene od ove veze.

Nikal srebrna žica - mekana

Druga vrsta legure koja je zanimljiva kao sekundarni metal su spojevi nikla i željeza, na primjer, invar. Spoj se široko koristi u preciznoj izradi instrumenata; koristi se za izradu dimenzijskih etalona, ​​dijelova mehanizama za satove, posebno klanomera. Uz to, ova legura koja sadrži nikal materijal je za masivne šipke geodetske opreme, poput nivoa.

Čelici koji sadrže nikal

Drugi izvor nikla za otpad ili otpad je "nehrđajući čelik". Poznato svojstvo ovog metala da poboljšava antikorozivna svojstva nehrđajućeg čelika osigurava njegovu široku primjenu u raznim vrstama spojeva, kako s kromom, tako i bez njega. Na primjer, austenitni čelici bez kroma karakteriziraju velika otpornost na koroziju u agresivnim medijima: lužine koje vreju, otopine sumporne kiseline.

Najpopularnije vrste čelika na mjestima sakupljanja ostataka nikla:

  1. B19, sadržaj Ni je 13 - 15%.
  2. B26, potrebne kemikalije za prihvat - 9,3%.
  3. B28, uključuje do 19%.
  4. B55, raspon uključivanja nikla kreće se od 12 do 17%.

Za niz drugih vrsta čelika također je karakteristično prisustvo legirajućeg dodatka elementa Ni, ali s malim udjelom ovog metala, koji ne prelazi 8%. Međutim, to ne smanjuje njihovu potražnju kao otpadne legure koje sadrže nikal.

Sažetak

Treba imati na umu da se reciklirani nikal može naći u širokom spektru proizvoda, od industrijskih dijelova do kućanstva i umjetničkih predmeta. To mogu biti slomljeni medicinski instrumenti, nakit, pa čak i poniklane posude..

Za baterije se može odvojiti zasebni dio otpada, otpad od nikla. Čak su i raseljeni Ni-Cd uređaji za pohranu električne energije zamijenjeni metalnim hibridnim punjivim baterijama. Sadrže i nikal koji se, ako pogledate oko sebe, nalazi u gotovo svim područjima ljudskog djelovanja. To samo trebate znati i pronaći sabirno mjesto koje procjenjuje otpad na temelju specijaliziranih uređaja..

Prilikom sakupljanja ostataka koji sadrže nikal, potrebno je uzeti u obzir da je Ni klasificiran kao opasan po ljudsko zdravlje, posebno može doći do kontaktne alergije na koži.

Pojam i značajke nikla kao građevinskog materijala

Nikal je element skupine 10 D.I. Mendeljejev. Poznat relativno nedavno, nedavno korišten i u industriji. Nikl je svoje ime dobio po imenu zlonamjernog gnoma koji je, umjesto domaćeg bakra i bakrene rude, rudarima bacio mineralni nikalin, uključujući nikal i arsen. U ta davna vremena nisu znali koristiti nikal, pa se metalni "hvataljka" od njemačkog nikla počeo nazivati ​​"nestašnim".

I danas ćemo razmotriti fizikalna i kemijska svojstva i uporabu nikla, dati mu opći opis, proučiti legure nikla i stupnjeve.

Što je nikal

To je prijelazni metal, koji pokazuje kisela i alkalna svojstva. Ima srebrno bijeli sjaj, gipki, podatan, ali tvrd. Molekularna težina je mala - 28, pa pripada laganim tvarima.

Ovaj će vam video reći o značajkama nikla kao metala:

Pojam i značajke

S gledišta kemije, nikal je vrlo zanimljiv i neobičan metal. S jedne strane, u stanju je reagirati i s kiselinama i s lužinama, ali s druge strane, kemijski je inertan i čak odbija reagirati s koncentriranim lužinama i kiselinama. Štoviše, ovo je svojstvo toliko izraženo da se nikal koristi u proizvodnji različite opreme otporne na kiseline i rezervoara za lužine..

Metal se topi, a zatim koristi u obliku šipki, limova i tako dalje. I u ovom stanju pokazuje uobičajena metalna svojstva neaktivne tvari. No, nikal pretvoren u vrlo fini prah postaje piroforni i sposoban je spontano se zapaliti u zraku.

Ova kvaliteta određuje jednu od najstarijih primjena metala - niklovanje, odnosno nanošenje najtanjeg sloja nikla na površinu predmeta. Ovaj sloj u potpunosti štiti čelik, lijevano željezo, magnezij, aluminij i tako dalje od korozije..

Proizvodi od čistog nikla rijetki su i koriste se samo u posebno kritičnim područjima. Njegova je uporaba u industriji zaslužna za još jednu jedinstvenu kvalitetu: u leguri nikal daje materijalu istu izvrsnu otpornost na koroziju kao i sam. Većina nehrđajućih i strukturnih čelika uključuje nikal kao komponentu za legiranje. On je taj koji osigurava čvrstoću čelika i njegovu trajnost..

Legure na bazi nikla vrlo su raznolike i imaju izvanredna svojstva: čvrstoću, otpornost na toplinu, sposobnost podnošenja velikih opterećenja pri visokim temperaturama, otpornost na trošenje, neosjetljivost na kemijski agresivne tvari itd. Od ukupnog volumena ekstrahirane tvari, oko 9% se koristi u čistom obliku. Sljedećih 7% troši se na niklovanje, a ostatak volumena troši se na dobivanje legura.

Nikal tvori željeznu trijadu sa željezom i kobaltom. Skupina također uključuje platinu - osmij, platinu, rodij. Međutim, unatoč relativnoj blizini, svojstva metala se znatno razlikuju. Nikal po snazi ​​nije puno inferiorniji od željeza, ima još veću gustoću, ali za razliku od potonjeg vrlo je otporan na koroziju, dok željezo u zraku, a još više u kontaktu s vodom, brzo nagriza.

U usporedbi s platinskim metalima, nikl je puno lakši, puno jeftiniji i puno aktivniji: platina, osmij i drugi su plemeniti metali koji imaju pozitivan potencijal elektroda i izuzetno su inertni.

Slijedi opis prednosti i nedostataka nikla.

Za i protiv

Gotovo sva svojstva nikla u odnosu na nacionalno gospodarstvo su prednosti. Mane metala mogu se pripisati samo njegovoj prisutnosti u prirodi. Nikal se smatra uobičajenim elementom, ali se nalazi samo u vezanom obliku. Izvorni nikal udara o zemlju samo u meteoritima. Sukladno tome, metal se dobiva upotrebom skupljih tehnologija..

  • Nikal ima dobru čvrstoću i tvrdoću, zadržavajući sposobnost kovanja i visoku žilavost: može se koristiti za izradu najtanjih limova i šipki.
  • Metal ima izvrsnu otpornost na koroziju. Štoviše, on tu kvalitetu prenosi na legure, koje uključuju oblik legirajućeg elementa.
  • Legure na bazi nikla vrlo su raznolike i iznimnih su kvaliteta. Dakle, legure željeza i nikla otporne na toplinu koriste se u proizvodnji dijelova za nuklearne reaktore i mlazne motore. Do danas je opisano i korišteno oko 3000 različitih legura nikla..
  • Niklovanje se i dalje aktivno koristi ne samo u gradnji instrumenata i alatnih strojeva, već iu svakodnevnom životu, u građevinarstvu. Posuđe, pribor za jelo, okovi i sl. Poniklano nisu samo estetski atraktivni, već i apsolutno higijenski, bezopasni i izuzetno trajni. Inertnost i higijena metala određuju njegovu upotrebu u prehrambenoj industriji.
  • Nikal je feromagnet, odnosno tvar sklona spontanoj magnetizaciji. Ovo svojstvo omogućuje upotrebu metala za proizvodnju trajnih magneta..
  • Metal je relativno jeftin za proizvodnju i ima dobre karakteristike električne vodljivosti. Nikal zamjenjuje skupo srebro ili opasno olovo u proizvodnji baterija.

U nastavku se govori o strukturi i kemijskom sastavu nikla..

Struktura i sastav

Nikal, poput ostalih čistih metala, ima homogenu, dobro uređenu strukturu, koja tim tvarima pruža sposobnost provođenja struje. Međutim, fazni sastav materijala može biti različit, što utječe na njegova svojstva..

Što je nikl napravljen ili u čemu se koristi, konačni proizvod?

1) Nikal je jedna od najčešćih antikorozivnih komponenata i / ili premaza za čelik. Većina nehrđajućih čelika sadrži nikal. Čelici i željezo bez nikla često su poniklani radi zaštite od korozije; poniklan.

2) velik broj funkcionalnih legura: osim nikroma, to su permaloi i alnico te invar i monel te super otporne "superlegure". A također i nakit "bijelo zlato" i legure za oblaganje i, usput, za proizvodnju kovanica. Mnogi novčići u cijelosti su izrađeni od nikla..

3) u probnom taljenju i nekim vrstama kupeliranja (treba dugo vremena da se objasni, grubo rečeno, ili pročišćavanje ili kvantitativna analiza sastava legure / rude) nikl koristi za odvajanje metala platinske skupine (u potpunosti ih "usisava" u leguru). Ovo je vrlo vrijedna aplikacija, vjerujte mi.

4) vezivni materijal u supertvrdim kompozitima prema vrsti dobitka (čini se da je u samoj pobjedi kobalt, ali ima i nikla).

Upravo je alnico važan materijal i za električne gitariste; magneti za zvučnike i zvučnike izrađeni su od njega još 50-ih godina. Zvučnici su sada rijetki i skupi, a javljanja su prilično česta..

Na primjer, žice za električnu gitaru obično su čelik namotan u nikal. Nikal je feromagnet, pa je zato prikladniji za instrumente s magnetskim prijemnicima od bakrenih legura koje se koriste na žicama akustične gitare.

Nerijetko i za premaze poput novčića. Američki se nikal čak naziva i niklom (jedan cent je bakar).

Također se možete sjetiti nikrom žice - izrađene od legure nikla s kromom, koja se koristi u snažnim otpornicima i grijaćim elementima.

Pa, također i nikal-kadmijeve baterije.

Kao katalizator za hidrogeniranje i dalje.

Glavni potrošač su proizvođači nehrđajućeg čelika. Nikal u bilo kojem obliku pogodan je za nehrđajući čelik - i u relativno čistim nikalnim katodama i u niklu u lijevanom željezu, koji se otvorenom metodom u velikim količinama kopa u Kini i Indoneziji.

Čistiji nikal koji se nalazi u obliku katoda, sačme, briketa i praha koristi se u visokotehnološkim industrijama. Primjeri u nastavku.

Čisti nikal koristi se u superlegurama - koriste se u proizvodnji kućišta za rakete, satelite i svemirske letjelice, antikorozivnih premaza, lopatica turbina i ostalih dijelova motora.

Jednostavnije legure, s nižim udjelom nikla, koriste se u naftnoj i plinskoj industriji: bušenje, kućište, cijevi, mehanizmi za bušenje, izmjenjivači topline, spremnici za ukapljeni plin,

Nikal se koristi u proizvodnji katalizatora za ispušne plinove, dijelove sustava goriva, klipove, mjenjače i ostale dijelove automobila

Naširoko se koristi u elektronici: izolatori, grijaći elementi, katode za mikrovalne emitore, elektroničke ploče, katodne cijevi itd.

Nikal u prahu i zrno nikla koriste se u proizvodnji baterija i gorivih ćelija za hibridne motore.

Tablica elemenata u tragovima nikla

Riječ "nikal" znači - nestašan. Ovaj element u tragovima ime je dobio po njemačkoj riječi Nickel - tako se zvao planinski zli duh koji je rudarima navodno bacio mješavinu bakrene rude. Kad se ta ruda topila u pećima za topljenje, iz nje su se oslobađali otrovni plinovi arsena, zbog čega se nikal vrlo dugo smatrao vrlo štetnom tvari. Kako nikal stvarno utječe na tijelo?

Tablica elemenata u tragovima nikla

IME I UTJECAJPROIZVODI
NIKEL. Sudjeluje u stimulaciji procesa hematopoeze, a poznata je i njegova visoka sposobnost pojačavanja oksidacijskih procesa u tkivima. Najviše nikla ima u jetri, gušterači i hipofizi, što ukazuje na njegovo aktivno sudjelovanje u funkcioniranju ovih važnih organa..Grašak, grah, heljdina krupica, zobene pahuljice, viburnum.

Je li nikal stvarno opasan??

Taj je element u tragovima 1751. otkrio švedski mineralog. No, korist od nikla za ljudsko tijelo otkrivena je tek 1970-ih. Kasnije, kako se ispostavilo, tijelu i dalje treba nikal, samo u vrlo malim količinama. Nikal dugo nije bio prepoznat zbog činjenice da ima vrlo visoku toksičnost, odnosno može imati ozbiljne nuspojave na zdravlje. Stoga su rijetko potrebni dodaci dodatnim dozama nikla, a osoba ih u pravilu dobiva na redovnom jelovniku..

Izgled nikla

Nikal je metal koji je obično obojen u srebrno bijelu boju. Nikal se često kombinira s drugim metalima dajući smjese poznate kao legure. Nikal se nalazi u zemljinoj kori, što znači da se određena količina nalazi u vodi, tlu, zraku i hrani. Većina nikla u našem tijelu dolazi iz hrane koja sadrži ovaj element u tragovima. Dozu nikla možete dobiti i kao nuspojavu pušenja duhana.

Nikal u hrani

Nikal se nalazi u nekim namirnicama, ali u vrlo malim količinama. Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti, Amerikanci svakodnevno unose oko 170 mcg nikla kada jedu svoju omiljenu hranu. Hrana s najvećom koncentracijom nikla uključuje čokoladu, soju, orašaste plodove i zobene pahuljice. Voda iz slavine i dim cigareta također sadrže male količine nikla. Obrada kovanica također uključuje malu količinu nikla, kada rukujete novčićima, nikl ulazi u krvotok kroz kožu.

Korisna svojstva nikla

Male količine nikla nalaze se u našoj DNA i RNA, kemijskoj strukturi svake stanice u našem tijelu. Nikal igra važnu ulogu u cirkulaciji određenih proteina i može pridonijeti proizvodnji hormona, lipida i staničnih membrana. Nikal naše tijelo koristi i za pretvaranje glukoze u energiju.

Prema knjizi "Zdrava prehrana, fitnes i sport", male količine nikla mogu pomoći našem tijelu u stvaranju enzima koji ubrzavaju kemijske reakcije u tijelu, posebno pomažući u stvaranju novih nukleinskih kiselina i DNA..

Otrovnost nikla

Previše nikla smatra se visoko otrovnim i može imati negativne zdravstvene učinke. Najčešća nuspojava nikla su alergijske reakcije prijavljene Centrima za kontrolu bolesti. Previše nikla u tijelu može uzrokovati gastrointestinalne poremećaje, povećati broj crvenih krvnih stanica, stres bubrega, kronični bronhitis, smanjenu funkciju pluća, au nekim slučajevima i rak pluća.

Proizvodi s niskim sadržajem nikla

Važno je na svoj jelovnik uključiti izvore hrane s niskim sadržajem nikla i izbjegavati hranu s visokim sadržajem nikla. Hrana s niskim sadržajem nikla uključuje govedinu, šunku, perad, krastavac, sir, mlijeko, jogurt, luk, kupus, špinat, salatu, kukuruz, bundevu, mrkvu, jabuke, kruške i jagode.

Ostala hrana s niskim sadržajem nikla uključuje jetru, bubrege i kobasice, ali tu hranu ne treba jesti odmah, već u malim obrocima ako želite jesti zdravu prehranu. To su izvori bjelančevina s visokim udjelom zasićenih masti i kolesterola koje treba unositi umjereno..

Tablica sadržaja nikla u 100 g proizvoda.

KategorijeKoličina nikla, μgProizvodi
Vrlo visok sadržajviše od 300 mcgHeljda i zobene pahuljice, sojino brašno, grah, grašak, špinat, indijski orah, kakao u prahu
Visok sadržaj100 - 299 mcgLeća, grah, suhe gljive, tamna čokolada
Umjereni sadržaj40 - 99 mcgGoveđa jetra, kukuruz, riža, pistacije, mliječna čokolada
Nizak sadržaj15 - 39 mcgPšenica, ječmena krupica, bijeli kupus, repa, rotkvica, jabuke, kruške, marelice, grožđe
Vrlo nizak sadržajmanje od 15 mcgMesni proizvodi, brokula, mrkva, krumpir, luk, rajčica

Štoviše, vitamin C i višak željeza, magnezija, kalcija i cinka u tijelu smanjuju stupanj apsorpcije ovog minerala u crijevima.

Gdje se u industriji koristi nikal

Ovaj srebrno-sivi metal je prijelazni metal - ima alkalna i kisela svojstva. Glavne prednosti metala su duktilnost, duktilnost i visoke antikorozivne karakteristike. Gdje se i kako koristi nikal - pročitajte u nastavku.

Upotreba nikla

Zbog prisutnosti oksidnog filma na površini, metal je obdaren sposobnošću da se savršeno odupire koroziji. Osim toga, premaz izrađen od ovog metala pouzdano štiti dijelove i predmete izrađene od drugih materijala od oksidacije. Zbog toga se nikal široko koristi u modernoj industriji..

Uz to, element ima više od samo antikorozivnih svojstava. Savršeno se odupire učincima različitih lužina. Zbog toga se koristi za zaštitu svih vrsta dijelova od aluminija, željeza i lijevanog željeza namijenjenih uporabi u agresivnim okruženjima. Uključujući za proizvodnju lopatica zrakoplova, spremnika za prijevoz opasnih tvari i ostale opreme za kemijsku industriju.

Ako govorimo o drugim područjima našega života, u kojima je današnja upotreba nikla velika, vrijedi spomenuti proizvodnju:

  • proteze i aparatići za medicinske potrebe;
  • akumulatori;
  • kemijski reagensi;
  • "bijelo zlato" u industriji nakita;
  • namotaji žica glazbenih instrumenata.

Legure

Zbog svojih antikorozivnih svojstava, element se široko koristi za proizvodnju različitih legura od željeza, bakra, titana, kositra, molibdena itd. To troši preko 80 posto ukupnog volumena Ni iskopanog širom svijeta, čija se ležišta nalaze u Rusiji (Ural, Regije Murmansk i Voronezh, regija Norilsk) Južna Afrika, Kanada, Grčka, Albanija i druge države. Ni se koristi za izradu nehrđajućeg čelika. Legure željeza koriste se u gotovo svim granama moderne industrije, kao i u gradnji bilo kakvih civilnih ili industrijskih objekata.

Kao rezultat različitih postotnih kombinacija dobivene su legure bakra, monela, konstanta i drugih. Koriste se za proizvodnju kovanica, spremnika za sumpornu, perklornu ili fosfornu kiselinu, rezervnih dijelova i dijelova strojeva (ventili, izmjenjivači topline, čahure, opruge, lopatice radnog kola) namijenjeni za uporabu pod povećanim opterećenjima.

Legure s dodatkom kroma - nikroma - otporne su na toplinu, pa se koriste za proizvodnju strukturnih elemenata plinskih turbina, dijelova mlaznih motora, opreme za nuklearne reaktore.

U procesu dodavanja molibdena dobivaju se legure otporne na kiseline i druge agresivne spojeve (suhi klor).

Legure u kojima sudjeluje aluminij, željezo, bakar i kobalt - alnick i magnico - posjeduju svojstva trajnih magneta i koriste se u proizvodnji različitih radio-mjernih uređaja i elektrotehnici.

Proizvodi izrađeni od Invara - legure s dodatkom željeza (Ni - 35 posto, Fe - 65%) imaju svojstvo da se pri zagrijavanju praktički ne istežu.

Ostale primjene

Jedno od najčešćih područja gdje se nikl danas koristi u industriji je niklovanje, odnosno nanošenje tankog sloja nikla (debljina varira od 12 do 36 mikrometara) na površinu ostalih metala metodom galvanizacije. Na taj se način provodi antikorozivna obrada:

  • metalne cijevi;
  • posuđe;
  • stolno posuđe;
  • slavine i slavine za kuhinju ili kupaonicu;
  • okovi za namještaj i ostali ukrasni proizvodi.

Ovako tretirani predmeti dugo će biti pouzdano zaštićeni od vlage, a također će, zahvaljujući srebrnastoj prevlaci koja vremenom ne blijedi, zadržati prezentabilan izgled.

Nikal: metalne značajke, svojstva i praktična primjena

Glavna stranica »Nikal: metalne značajke, svojstva i praktična primjena

Nikal (Ni, atomski broj 28) je kemijski element, čiji jedan atom sadrži 28 protona, 28 elektrona i od 30 do 36 neutrona, ovisno o izotopu. Postoji pet stabilnih izotopa: 58 (68%), 60 (26%), 62 (4%), 61 (1%), 64 (oko 1%). Talište nikla je 1450 ° C, relativna atomska masa 58,69 s gustoćom 8,9. U običnom životu kovanice od bapronikela mogu podsjećati na postojanje ovog metala - novca koji je široko rasprostranjen u društvu ili punjivih baterija mobitela s kojima često morate imati posla. Međutim, ovo je samo mali dio ukupne mase uobičajene upotrebe metala, neusporedive vrijednosti sa zlatom, srebrom i drugim kemijskim elementima..

Opći prikaz nikla kao metala

Nikal je, naravno, inferioran u vrijednosti od zlata i srebra i ne procjenjuje se na tako visokoj razini kao, na primjer, visokotehnološki zrakoplovni metali - aluminij i titan. Ipak, metal se također koristi u istim zrakoplovnim i drugim područjima. Pogledajmo pobliže ovaj kemijski element kako bismo dobili sveobuhvatne informacije za potencijalnu upotrebu..

Nikl se već tisućama godina široko koristi u legurama (na primjer, niklov kupronikil), ali kao kemijski element prepoznat je tek 1751. godine. Prvo spominjanje ovog kemijskog elementa pripada švedskom kemičaru - barunu Axelu Frederiku Kronstedtu.

Nešto slično ovome izgleda poput rude izvana koja sadrži mineral - nikolit, iz koje su svojedobno programeri kamenja pokušali izvući bakar, ali su dobili potpuno drugačiji rezultat

Upravo je taj znanstvenik prvi dobio čistu tvar iz crvenkaste rude - nikolit. Nikolitna stijena koja sadrži minerale dobila je ime po izgledu koji podsjeća na bakrenu rudu. Međutim, ovaj mineral ne sadrži pravi bakar. U ranim fazama rudarstva rudari koji su pokušavali izvući bakar iz takve rude nazivali su proizvod "Old Nick". Ovo je ime malo promijenjeno (nikolit) i zapelo u budućnosti.

Suvremeni prikaz kemijskih elemenata u periodnom sustavu pokazuje nikal među prijelaznim elementima (metalima) skupine 10. Kemijski element je po svom sastavu prilično blizak željezu, a u drugim aspektima vrlo sličan bakru. U principu, nije iznenađujuće, s obzirom na to da je nikal točno na sredini između ovih metala na periodnom sustavu..

Potencijalna područja vađenja i stjecanja

Nikal je vrlo česta komponenta među kemijskim elementima zemljine kore, ali značajan udio ove tvari doslovno je izvan granica zemaljskog svijeta. Dakle, gotovo svi meteoriti koji su ikad pali na Zemlju tradicionalno su sadržavali nikal..

Krhotina meteorita s visokim postotkom nikla. Analiza gotovo svih fragmenata meteorita u pravilu je potvrđena pozitivnim rezultatima ispitivanja.

To je prilično čest metal među najzastupljenijim elementima u zemljinoj kori, koji ima atomski broj 22 (otprilike dvostruko češći od bakra) prema svojoj prisutnosti.

Većina nikla vadi se iz niza mineralnih ruda:

  • pentlandit i pirotit (željezo-nikal-sulfidi su dvije najvažnije rude nikla),
  • garnierit (hidrirani silikat),
  • millerit (sulfid)
  • nikolit (arsenid).

Vodeći proizvođači nikla su sljedeće države:

  • Indonezija
  • Filipini
  • Kanada
  • nova Kaledonija

Australija i Rusija pokazuju neznatno smanjene količine proizvodnje. Slijede Sjedinjene Države, unatoč nedostatku aktivnih rudnika nikla u zemlji. Relativno male količine nikla vade se u američkoj prerađivačkoj industriji kao nusproizvod rudnika bakra i paladija-platine. Svjetske rezerve nikla u cjelini iznose oko 130 milijuna tona na kopnu i mnogo veće količine na dnu oceana, ako pođemo od ove brojke.

Jedan od rudnika na Novoj Kaledoniji, gdje se obavlja aktivno kopanje rude za industrijski sektor. Na razini industrijske proizvodnje prerada se provodi u čisti metal ili legure

Kao i neki drugi metali, dopušteno je izvlačiti kemijski element iz rude koristeći:

  • tehnologija topljenja (grijanje u visokoj peći),
  • elektroliza (cijepanje rude na komponente propuštanjem električne struje kroz otopinu),
  • interakcijom s kiselinama (Mondov postupak).

Fizička i kemijska svojstva nikla

Nikal karakterizira tipičan metal: čvrst na svakodnevnim temperaturama, dovoljno čvrst i žilav, kovljiv (u obradi) i žilav (razvučen u žicu). Metal se lako polira, pokazuje dobre performanse kao vodič topline i električne energije, ima dovoljna magnetska svojstva.

Nikal je sličan željezu u pogledu čvrstoće i žilavosti (iako manje magnetski). Istodobno, metal je znatno otporniji na učinke korozije i oksidacije (stoga je, s tim u vezi, sličniji bakru). Kristali nikla imaju kubnu strukturu usmjerenu na lice.

Izvana izgleda poput millerita - rude koja sadrži mineral, iz koje se također kopa popularni kemijski element s naknadnom preradom u čisti proizvod ili legure

Među kemijskim svojstvima ističe se relativno niska reaktivnost. Metal reagira na jake kiseline, ali ostaje neutralan u reakciji s lužinama. Zbog toga se nikal često koristi za izravnavanje spremnika alkalnih tvari..

Primjena kemijskog elementa za različite potrebe

Velika većina proizvedenog metala koristi se kao sastavni dio legura. Samo se relativno mala količina proizvodnje koristi kao čisti nikal. Globalno, približno dvije trećine svih proizvedenih metala koristi se u procesu proizvodnje nehrđajućeg čelika.

Čelik nikal, koji je dovoljno tvrd i otporan na koroziju (udio nikla oko 3%), važna je komponenta u proizvodnji širokog spektra automobilskih dijelova (rezervnih dijelova), uključujući ventile i pogonske osovine različitih vrsta.

Legure obojenih metala (gdje nema sadržaja željeza) također su uobičajeni materijali u kojima se koristi nikal. Kupronikil (izrada novčića) jedan je primjer slitine koja sadrži tri četvrtine bakra i četvrtinu nikla..

Ostale legure nikla uključuju nitinol s memorijom oblika, koji kombinira nikal s titanom (na primjer, okviri za naočale). Također postoji širok raspon visokotehnoloških zrakoplovnih "superlegura" (koje rade na vrlo visokim temperaturama).

Niklovano turbinsko rotor za dodatnu zaštitu i performanse

Turbinske lopatice (koriste se u izvedbama mlaznih motora, parnih turbina), u pravilu se obrađuju raspršivanjem nikla kako bi se dobila veća čvrstoća i organizirao zaštitni premaz za otpornost na koroziju. Kemijski element se također koristi:

  • za galvanizirane metale,
  • u obliku praha za proizvodnju katalizatora (tvari koje ubrzavaju kemijske reakcije),
  • za proizvodnju niklove mreže za tisak na tekstil itd..

Važni spojevi nikla uključuju nitrate, kloride i sulfate koji se koriste u galvanizaciji. Oksidi nikla koriste se u dizajnu baterija i gorivih ćelija. Feritni nikla široko se koriste za proizvodnju elektromagnetskih dijelova za energetske transformatore i drugu električnu opremu.