Perfil de Metal: Níquel

O níquel é um metal branco prateado, lustroso e forte, que é um elemento básico de nossas vidas diárias e pode ser encontrado em tudo, desde as baterias que alimentam nossos controles remotos de televisão até o aço inoxidável que é usado para fazer nossas pias de cozinha.

Propriedades:

• Símbolo atômico: ni
• Número atômico: 28
• Categoria do elemento: metal de transição
• Densidade: 8,908 g / cm ³
• Ponto de fusão: 2651 ° F (1455 ° C)
• Ponto de Ebulição: 5275 ° F (2913 ° C)
• Dureza de Moh: 4,0

Características:

O níquel puro reage com o oxigênio e, portanto, raramente é encontrado na superfície da Terra, apesar de ser o quinto elemento mais abundante no (e em) nosso planeta. Em combinação com o ferro , o níquel é extremamente estável, o que explica sua ocorrência em minérios contendo ferro e seu uso efetivo em combinação com o ferro para fabricar aço inoxidável.

O níquel é muito forte e resistente à corrosão , sendo excelente para o fortalecimento de ligas metálicas. É também muito dúctil e maleável , propriedades que permitem que suas muitas ligas sejam moldadas em arame, hastes, tubos e folhas.

História:

O níquel puro foi extraído pela primeira vez pelo Barão Axel Fredrik Cronstedt em 1751, mas era conhecido por existir muito mais cedo. Documentos chineses de cerca de 1500BC fazem referência a "cobre branco" ( baitong ), que era muito provavelmente uma liga de níquel e prata. Os mineiros alemães do século XV, que acreditavam poder extrair cobre de minérios de níquel na Saxônia, referiam-se ao metal como kupfernickel - "o cobre do diabo" - em parte devido às suas tentativas fúteis de extrair cobre do minério, mas também em parte devido a os efeitos na saúde causados ​​pelo alto conteúdo de arsênico no minério.

Em 1889, James Riley fez uma apresentação ao Instituto Iron and Steel da Grã-Bretanha sobre como a introdução do níquel poderia fortalecer os aços tradicionais. A apresentação de Riley resultou em uma crescente conscientização das propriedades de ligas benéficas do níquel e coincidiu com a descoberta de grandes depósitos de níquel na Nova Caledônia e no Canadá.

No início do século 20, a descoberta de depósitos de minério na Rússia e na África do Sul tornou possível a produção em grande escala de níquel. Não muito depois, a Primeira Guerra Mundial e a Segunda Guerra Mundial resultaram em um aumento significativo no aço e, consequentemente, na demanda de níquel.

Produção:

O níquel é extraído principalmente dos sulfuretos de níquel pentlandita, pirrotita e milerita, que contêm cerca de 1% de teor de níquel, e dos minérios lateríticos contendo ferro, limonita e garnierita, que contêm cerca de 4% de teor de níquel. Os minérios de níquel são extraídos em 23 países, enquanto o níquel é fundido em 25 países diferentes.

O processo de separação do níquel é altamente dependente do tipo de minério. Os sulfuretos de níquel, como os encontrados no Escudo Canadense e na Sibéria, são geralmente encontrados no subsolo, o que os torna trabalhosos e caros de extrair. No entanto, o processo de separação desses minérios é muito mais barato do que o da variedade laterítica, como os encontrados na Nova Caledônia. Além disso, os sulfuretos de níquel geralmente têm o benefício de conter impurezas de outros elementos valiosos que podem ser economicamente separados.

Os minérios de sulfeto podem ser separados usando flotação de espuma e processos hidrometalúrgicos ou magnéticos para criar óxido de níquel fosco e níquel.

Esses produtos intermediários, que geralmente contêm 40-70% de níquel, são posteriormente processados, freqüentemente usando o processo Sherritt-Gordon.

O processo Mond (ou Carbonyl) é o método mais comum e eficiente para tratar o sulfeto de níquel. Neste processo, o sulfeto é tratado com hidrogênio e alimentado em um forno de volatilização. Aqui, encontra o monóxido de carbono a cerca de 140 ° F (60 ° C) para formar gás carbonil de níquel. O gás carbonil de níquel se decompõe na superfície de pelotas de níquel pré-aquecidas que fluem através de uma câmara de calor até que atinjam o tamanho desejado. Em temperaturas mais altas, esse processo pode ser usado para formar pó de níquel.

Os minérios lateríticos, pelo contrário, são geralmente fundidos por métodos pirometálicos devido ao seu alto teor de ferro. Os minérios lateríticos também têm um alto teor de umidade (35-40%) que requer secagem em um forno de forno rotativo.

Produz óxido de níquel, que é então reduzido usando fornos elétricos a temperaturas entre 2480-2930 ° F (1360-1610 ° C) e volatilizado para produzir sulfato de níquel e níquel.

Devido ao teor de ferro que ocorre naturalmente nos minérios lateríticos, o produto final da maioria das fundições que trabalham com esses minérios é o ferro-níquel, que pode ser usado pelos produtores de aço depois que as impurezas de silício , carbono e fósforo são removidas.

Por país, os maiores produtores de níquel em 2010 foram Rússia, Canadá, Austrália e Indonésia. Os maiores produtores de níquel refinado são Norilsk Nickel, Vale SA e Jinchuan Group Ltd. Atualmente, apenas uma pequena porcentagem de níquel é produzida a partir de materiais reciclados.

Aplicações:

O níquel é um dos metais mais utilizados no planeta. De acordo com o Nickel Institute, o metal é usado em mais de 300.000 produtos diferentes. Na maioria das vezes é encontrado em aços e ligas metálicas, mas também é usado na produção de baterias e ímãs permanentes.

Aço inoxidável:
Cerca de 65% de todo o níquel produzido é em aço inoxidável .

Os aços austeníticos são aços inoxidáveis ​​não magnéticos que contêm altos níveis de cromo e níquel e baixos níveis de carbono. Este grupo de aços - classificados como inoxidáveis ​​da série 300 - é valorizado pela sua formabilidade e resistência à corrosão. Austeníticos são o tipo mais utilizado de aço inoxidável .

A gama de aços inoxidáveis ​​austeníticos contendo níquel é definida por sua estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC), que possui um átomo em cada canto do cubo e um no meio de cada face. Essa estrutura de grãos se forma quando uma quantidade suficiente de níquel é adicionada à liga (oito a dez por cento em uma liga de aço inoxidável padrão 304 ).

Fontes:

_{Rua, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metais no Serviço do Homem . 11th Edition (1998).
USGS. Mineral Commodity Summaries: Níquel (2011).
Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/
Enciclopédia Britânica. Níquel.
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/414238/nickel-Ni
Perfil de Metal: Níquel}