Kovy

Fakta o niklu



Použití niklu, zdroje, nabídka, poptávka a informace o výrobě


Zveřejněno z informačního listu USGS od března 2012

Nikl v proudových motorech: Slitiny niklu se používají v lopatkách turbín a dalších částech proudových motorů, kde teplota může dosáhnout 2 700 stupňů Fahrenheita a tlaky mohou dosáhnout 40 atmosfér. Ilustrace z NASA.gov.

Co je Nickel?

Nikl je stříbřitě bílý kov, který se používá hlavně k tomu, aby byla nerezová ocel a jiné slitiny pevnější a lépe odolávaly extrémním teplotám a korozivním prostředím. Nickel poprvé označil za jedinečný prvek v roce 1751 baron Axel Fredrik Cronstedt, švédský mineralog a chemik. Původně nazýval prvek kupfernickel, protože byl nalezen ve skále, která vypadala jako měděná (kupfer) ruda, a protože si horníci mysleli, že „špatní duchové“ (nikl) ve skále jim znesnadňují získat z ní měď.

Nikl je pro některá zvířata nezbytným stopovým prvkem. Někteří lidé jsou citliví na nikl a mohou se vyvinout kontaktní dermatitidy, pokud je jejich pokožka v těsném kontaktu s ní. Ačkoli mnoho slitin niklu, včetně nerezové oceli, nezpůsobuje zdravotní problémy, musí být přijata zvláštní opatření k zajištění bezpečnosti osob pracujících s některými jinými sloučeninami niklu a dokonce i kovovými nikly, protože je známo, že způsobují rakovinu.

Věděl jsi? 5-cent cirkulujících mincí ("niklů") vyráběných v současné době mincovna Spojených států obsahuje 25 procent niklu a 75 procent mědi, podle hmotnosti.

Věděl jsi? V některých rámech brýlí se používají speciální slitiny niklu a titanu, známé jako „slitiny s tvarovou pamětí“, protože se mohou ohýbat zpět do tvaru.

Jak používáme nikl?

Přibližně 80 procent primárního (nerecyklovaného) niklu spotřebovaného ve Spojených státech v roce 2011 bylo použito ve slitinách, jako je nerezová ocel a superslitiny. Protože nikl zvyšuje odolnost slitiny vůči korozi a její schopnost odolávat extrémním teplotám, zařízení a části vyrobené ze slitin obsahujících nikl se často používají v drsných prostředích, jako jsou zařízení v chemických závodech, ropných rafinériích, proudových motorech, zařízeních na výrobu energie a offshore zařízení. Zdravotnické vybavení, nádobí a příbory jsou často vyrobeny z nerezové oceli, protože se snadno čistí a sterilizuje.

Všechny americké obíhající mince s výjimkou penny jsou vyrobeny ze slitin, které obsahují nikl. Slitiny niklu se stále více používají při výrobě dobíjecích baterií pro přenosné počítače, elektrické nářadí a hybridní a elektrická vozidla. Nikl je také nanášen na takové předměty, jako jsou koupelnové armatury, aby se snížila koroze a poskytla atraktivní povrchová úprava.

Meteorit: Většina niklu na Zemi pocházela z dopadů meteoritu během rané formace naší planety. Tento meteorit železa Sikhote-Alin má složení asi 93% železa, 6% niklu a 1% stopových prvků. Fotografie

Niklová ruda: Ukázka niklové rudy z komplexu Sudbury Igneous Complex. Toto je vzorek pentlanditu v pyrrhotitu přibližně čtyři palce napříč. USGS obrázek.

Niklová ruda z komplexu Sudbury Igneous Complex. Masivní niklová ruda se skládá z minerálů pentlanditu a pyrrhotitu, které obklopují fragmenty vyvřelých, sedimentárních a metamorfovaných hornin, které byly roztrženy ze stěn kráteru dopadem mimozemského těla. USGS obrázek.

Odkud Nickel pochází?

Nikl je pátým nejhojnějším prvkem na Zemi, ale většina tohoto niklu se nachází v jádru, více než 1 800 mil pod povrchem. V zemské kůře dodávají většinu dnes používaného niklu dva hlavní typy ložisek rudy: ložiska magmatického sulfidu (jako například ty nalezené v Norilsku, Rusko; Sudbury, Kanada; a Kambalda, Austrálie) a ložiska lateritů (včetně ložisek nalezených na Kubě, Nová Kaledonie a Indonésie). Také manganové uzlíky a krusty na hlubokém mořském dně mohou obsahovat tolik niklu, jako jsou depozita známá na pevnině, ale v současné době se těží.

Magmatické depozity sulfidů obsahují asi 40 procent celosvětových zdrojů niklu a v současné době jsou zdrojem více než poloviny světové dodávky niklu. Usazeniny niklu se mohou vyvinout, pokud se magma, které obsahuje malé množství oxidu křemičitého a vysoké množství hořčíku, nasycuje sírou, obvykle reakcí s horninami v zemské kůře. Kapalina bohatá na síru se může oddělit od magmatu; ionty niklu a některé další prvky se do něj mohou pohybovat. Protože kapalina bohatá na síru je hustší než magma, kapalina klesá a hromadí se podél základny magmatických komor, vniknutí nebo lávových toků, kde mohou potom krystalizovat nikl obsahující sulfidové minerály. Sulfidové minerály často také obsahují kovy kobaltu, mědi nebo platiny.

Komplex Sudbury Igneous je hlavním zdrojem niklu v Kanadě a druhým největším ložiskem sulfidu niklu na světě. Komplex je jedinečný, protože vznikl, když mimozemské tělo, pravděpodobně kometa, zasáhlo Zemi asi před 1 850 miliony let. Části zemské kůry poblíž nárazu se ve výsledném kráteru roztavily a vytvořily velkou vrstvu magmatu; sulfidová kapalina nesoucí nikl shromážděná podél dna magmatické vrstvy a z ní krystalizovaly sulfidové minerály obsahující nikl a měď.

Lateritové vklady představují přibližně 60 procent světových zdrojů niklu. Lateritová ložiska se vytvářejí v teplém, vlhkém, tropickém nebo subtropickém prostředí, kdy se chemickým zvětráváním rozkládají vyvřelé horniny s malým množstvím oxidu křemičitého a velkého množství hořčíku. Weathering odstraňuje některé z původních horninových složek a vytváří zbytky usazenin, kde mohou být koncentrovány prvky, jako je nikl.

Niklové jádro Země: Průměrná hojnost niklu v krustě je pouze asi 100 dílů na milion. Vnitřní jádro Země je však považováno za slitinu železa a niklu a vnější jádro je tavenina primárně složená ze železa a niklu. USGS obrázek.

Nickel: Celosvětová nabídka a poptávka


2011 Výroba niklu
ZeměMetrické tuny
Austrálie215,000
Botswana26,000
Brazílie109,000
Kanada220,000
Čína89,800
Kolumbie76,000
Kuba71,000
Dominikánská republika21,700
Indonésie290,000
Madagaskar5,900
Nová Kaledonie131,000
Filipíny270,000
Rusko267,000
Jižní Afrika44,000
Spojené státy0
Ostatní země103,000
Výše uvedené hodnoty jsou metrické tuny produkce niklu z roku 2011 ze souhrnu minerálních komodit USGS, leden 2013.

V roce 2011 ve Spojených státech neexistovaly žádné aktivní niklové doly, i když malá množství niklu byla získána jako vedlejší produkt při zpracování měděných a palladiových platinových rud. Do roku 2015 by mělo být uvedeno do provozu několik ložisek v Minnesotě a Michiganu.

Recyklovaný nikl je nesmírně důležitým zdrojem dodávek. V roce 2011 tvořil recyklovaný nikl přibližně 43 procent spotřeby niklu v USA.

V roce 2011 bylo Rusko předním výrobcem niklu, následovaly Indonésie, Filipíny a Kanada. Od roku 2007 do roku 2010 Kanada dodávala přibližně 38 procent dovozů niklu z USA a následně v pořadí podle dováženého množství Rusko (17 procent), Austrálie, Norsko a další země. Většina světově známých zásob niklu je soustředěna v Austrálii, Brazílii, Kanadě, Kubě, Nové Kaledonii a Rusku.

Věděl jsi? Pivní sudy vyrobené z niklové nerezové oceli se často používají 30 až 40 let.

Věděl jsi? Chondrity, nejčastější typ meteoritu, obsahují 100 až 1 000krát více niklu než téměř jakákoli jiná hornina Země.

Zajistěte budoucí dodávky niklu

Spojené státy se spoléhají na dovoz a recyklaci svých dodávek niklu a tato situace se pravděpodobně během následujících 25 let významně nezmění. Riziko narušení dodávek je však nízké, protože existuje dostatečné množství globálních rezerv rozložených do více než 10 zemí, které by uspokojily předpokládanou poptávku po niklu po mnoho dalších let. Vláda USA již nedrží nikl v zásobě národní obrany. Produkce z lateritových ložisek pravděpodobně vzroste, protože zdroje niklu ve stávajících sulfidových dolech jsou vyčerpány.

Vědci USGS studují, jak a kde jsou zdroje niklu soustředěny v zemské kůře, a pomáhají předvídat, kde by mohly být umístěny budoucí zásoby niklu, a pomocí těchto znalostí posoudit pravděpodobnost, že mohou existovat neobjevené zásoby niklu. Techniky pro hodnocení nerostných zdrojů byly vyvinuty USGS pro podporu správcovství spolkových zemí a pro vyhodnocení dostupnosti nerostných zdrojů v globálním kontextu. USGS také shromažďuje statistiky a informace o celosvětové nabídce, poptávce a toku niklu. Tyto údaje se používají k informování americké národní politiky.