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镍
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镍
镍（niè）英文为Nickel，元素符号Ni，元素周期表中原子序数为28,相对原子质量为58.69，属于第四周期，第Ⅷ族元素。密度8.9g/cm³，熔点1455 °C，沸点2730℃。镍是一种银白色金属，在空气中很容易被空气氧化，表面形成有些发乌的氧化膜，因此人们见到的镍常颜色发乌。镍质坚硬，有很好的延展性，磁性和抗腐蚀性，且能高度磨光。镍在地壳中含量也非常丰富。在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。镍常被用于制造不锈钢、合金结构钢等钢铁领域，电镀，高镍基合金和电池等领域，广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业，民用机械制造业和电镀工业等。
镍在人类物质文明发展过程中起着重要作用。由于镍和铁的熔点较接近，镍被古人误认为是很好的铁。在古代，中国、埃及和巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物，且由于镍不生锈，也被秘鲁土著人看做是银。早在公元前235年，我国就开始使用镍矿物制造硬币，而白铜即铜镍合金在公元前200年就被我国古人发明和使用了。在1751年，斯德哥尔摩的Alex Fredrik Cronstedt研究一种新的金属——叫做红砷镍矿(NiAs)。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，并于1754年宣布并命名为nickel(镍)。许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金——这些元素以微量的污染物出现。直到1775年纯净的镍才被Torbern Bergman制取，这才确认了它是一种元素。
近年来，世界镍的生产和消费比较平稳，世界上镍市场供求情况主要是随不锈钢工业发展变化而变化，随着镍在不锈钢工业消费中应用的增长，镍铁冶炼工艺技术有了极大进展，高品位镍铁产量得到大幅提升。镍矿资源大国主要有俄罗斯、加拿大、新喀里多尼亚、印度尼西亚、澳大利亚和古巴，合计矿产镍产量和出口量约占世界总量的80%左右。
镍的冶炼主要集中在俄罗斯、日本、加拿大、澳大利亚、挪威、中国、新喀里多尼亚、英国、南非和芬兰。
主要的镍消费国，也是不锈钢主要生产国，有日本、美国、德国、俄罗斯、意大利、法国和韩国。在主要镍消费国中，仅有俄罗斯是镍资源国家，其余的消费国几乎没有可供开采的镍矿，主要依靠进口镍精矿和其他初加工镍产品。镍资源的不断消耗，资源储量的不断减少，寻找并合理开采新镍矿与加大镍资源再生工业发展成为了当前镍行业发展的重要任务。
我国目前是全球最大的镍铁生产和消费国，随着经济和钢铁工业的不断发展，镍资源的需求不断增加，但与此同时，镍矿的产量也在不断增加，逐渐造成了当前全球镍市供应过剩的严峻格局。在国内不锈钢生产中，镍铁作为生产原材料，其使用比例将逐年上升，纯镍的使用呈下滑的趋势。而在我国镍行业不断发展的同时，问题也随之而来，如镍矿中多为低品位，露采比例很小，可采储量更少，开采和冶炼技术相对较落后，与世界先进技术还有很大差距，开采和冶炼成本居高不下，由此可见，我国镍行业仍有很大的发展空间。
物理性质
镍是一种银白色金属，中等硬度，具有良好的机械强度和延展性。不溶于水，对酸和碱的抗蚀能力很强，但易溶于稀硝酸和王水中。耐高温，熔点1455 °C，沸点2730 °C。密度为8.902g/cm³。
主要用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（如兰尼镍，尤指用作氢化的催化剂）
化学性质
外围电子排布3d84s2，位于第四周期第Ⅷ族。化学性质较活泼，但比铁稳定。室温时在空气中难氧化，不易与浓硝酸反应。细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。能吸收相当数量氢气。
镍不溶于水，常温下，镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，颜色变乌，能阻止本体金属继续氧化。有机酸、盐酸、硫酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸中会缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+；耐强碱。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。与铁，钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱性物质。镍可溶于稀酸中，和铁不同是，钴和镍与浓硝酸激烈反应，与稀硝酸反应较慢。在稀酸中可缓慢溶解镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。
镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。实验室中也常用到硝酸镍，带有结晶水，化学式为Ni(NO3)2·6H2O，绿色透明的颗粒，易吸收空气中的水蒸汽。与铁，钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。硫酸镍（NiSO4）能与碱金属硫酸盐形成矾 Ni(SO4)2·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位
... 查看全文世界镍资源储量十分丰富，在地壳中的含量不少，但比氧、硅、铝、铁、镁，要少很多。地核中含镍最高，是天然的镍铁合金。镍矿在地壳中的含量为0.018%，地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍，辉长岩含镍为花岗岩的80倍。世界上镍矿资源分布中，红土镍矿约占55%，硫化物型镍矿占28%，海底铁锰结核中的镍占17%。海底铁锰结核由于开采技术及对海洋污染等因素，目前尚未实际开发。
美国地质调查局2015年发布的数据显示，全球探明镍基础储量约8100万吨，资源总量14800万吨，基础储量的约60%为红土镍矿，约40%为硫化镍矿。
1.红土型矿：主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亚、印尼、菲律宾、缅甸、越南、巴西等国。
地带：中国甘肃省金川镍矿带、吉林省磐石镍矿带；加拿大安大略省萨德伯里(Sudbury)镍矿带；加拿大曼尼托巴省林莱克的汤普森(Lynn Lake-Thompson)镍矿带；苏联科拉(Kojia)半岛镍矿带；俄罗斯西伯利亚诺里尔斯克(HophHjibck)镍矿带；澳大利亚坎巴尔达(KaMbalda)镍矿带；博茨瓦纳塞莱比-皮奎(Selebi Phikwe)镍矿带；芬兰科塔拉蒂(Kotalahti)镍矿带。
2. 硫化物型矿：主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国和南非等国。
地带：南太平洋新喀里多尼亚(New Caledonia)镍矿区；印度尼西亚的摩鹿加(Moluccas)和苏拉威西(Sulawesi)地区镍矿带；菲律宾巴拉望(Palawan)地区镍矿带；澳大利亚的昆士兰(Queensland)地区镍矿带；巴西米纳斯吉拉斯(Minas Gerais)和戈亚斯(Goias)地区镍矿带；古巴的奥连特(Oriente)地区镍矿带；多米尼加的班南(Banan)地区镍矿带；希腊的拉耶马(Lary mma)地区镍矿带；以及苏联和阿尔巴尼亚等国的一些镍
... 查看全文镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能，因此主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域，广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业，民用机械制造业和电镀工业等。
钢铁领域
不锈钢
由于镍具有较好的耐腐蚀，耐高温，防锈等性能，因此被广泛应用到不锈钢和合金钢等钢铁领域。
在不锈钢应用中镍的消耗量最大，全球2/3的初级镍矿都用于不锈钢的生产。含镍的不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀，又能耐酸、碱、盐的腐蚀，故被广泛地应用于化工、冶金、建筑等行业，如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等；制造尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。根据含镍比例不同，含镍不锈钢主要分为：奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢，沉淀硬化不锈钢。
合金钢
合金钢也称特种钢。因其元素组成配比不同，种类也各有不同，镍的参与能够提高合金刚的强度，保持其良好的塑性和韧性。含镍合金钢主要应用于制造化工生产上的耐酸塔、医疗器械，日常用品，及用于改造桥梁、修造军舰等机械制造、交通运输和军事工业等。
镍基合金领域
镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能可细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。镍基合金产品主要有：电炉、电熨斗、涡轮发动机涡轮盘、燃烧室、涡轮叶片、彩色电视机、通讯器材、时钟和测量卷尺中的摆锤、制造家具、具备永久磁铁性能的精细工具、航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件和生物医学上使用的人造心脏马达等。广泛应用于航空、船舶、化工、电子、医学和能源等工业领域。
镀镍领域
镀镍是指在钢材和其他金属基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的镀层，其防腐蚀性比镀锌层高20％～25％。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位，其消耗量占到镍总产量的1
... 查看全文镍是人体必需的生命元素，在人体内含量极微，正常情况下，成人体内含镍约10mg，血液中正常浓度为0.11μgNi. ml-1。在激素作用和生物大分子的结构稳定性上及新陈代谢过程中都有镍的参与，人体对镍的日需要量为0.3mg。镍缺乏可引起糖尿病、贫血、肝硬化、尿毒症、肾衰、肝脂质和磷脂质代谢异常等病症。
镍同时也是最常见的致敏性金属，约有20%左右的人对镍离子过敏，过敏人群中女性患者人数高于男性患者，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为瘙痒、丘疹性或丘疹水泡性皮炎和湿疹，伴有苔藓化。一旦出现致敏症状，镍过敏能无限期持续。
更为严重的是因镍摄入过多而导致的中毒现象。人体每天摄入可溶性镍250mg则会引起中毒，特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌症。
口服大量镍盐药物，比直接进入血液的镍毒性低，会出现呕吐、腹泻症状，发生急性肠胃炎和齿龈炎。一般的镍盐毒性较低，但胶体镍或氯化镍、硫化镍和羰基镍毒性较大，可引起中 枢性循环和呼吸紊乱，使必肌、脑、肺和肾出现水肿、出血和变性。
精炼镍作业工人肺癌高发的原因也是生成的镍污染物吸入人体的结果。
调查表明，井水、河水、土壤和岩石中镍含量怀鼻咽癌的死亡率呈正相关。
镍也可能是白血病的致病因素之一。白血病人血清中镍含量是健康人的2-5倍，且患病程度与血清中镍的含量明显相关。故测定血清中镍含量可以作为诊断白血病的辅助指标，并可借此估计病情，预测变化趋势。
哮喘、尿结石等病都与人体内镍的含量有关。镍还有降低生育能力、致畸和致突变作用。
有资料显示：每天喝含镍高的水会增加癌症发病率，特别是己患癌症在放化疗期间应必须杜绝与镍产品接触。市场上经销的部份陶瓷制食用具应慎重选择使用，平时生活中拿一个含镍高的陶瓷具做饮水具，会提高发病机会。
衣物上的金属铆
... 查看全文镀镍是指通过电解或化学方法在钢材和其他金属基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的镍镀层，其防腐蚀性比镀锌层高20％～25％。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位，其消耗量占到镍总产量的10%左右。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。
电镀镍
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍，而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。电镀镍层在空气中的稳定性很高，结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能，镀层硬度比较高可以提高制品表面的耐磨性，广泛应用于光学仪器镀覆，防护装饰性镀层，铸造结晶器电子元件等。
优点与用途：
1、 电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化
膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大
气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。
3、 镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。
由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镍镀层，以防止被介质腐蚀。 镀镍层
还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸
工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐
磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀
镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的
自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。
4、 镀镍的应用面很广，可作为防护装饰
... 查看全文镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿，两者的选矿和冶炼工艺完全不同：根据硫化铜镍矿矿石级别选用不同选石方法，再进行冶炼；氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。
选石
硫化铜镍矿石的选矿方法，最主要的是浮选，而磁选和重选通常为辅助选矿方法。浮选硫化铜镍矿石时，常采用浮选硫化铜矿物的捕收剂和起泡剂。确定浮选流程的一个基本原则是，宁可使铜进入镍精矿，而尽可能避免镍进入铜精矿。因为铜精矿中的镍在冶炼过程中损失大，而镍精矿中的铜可以得到较完全的回收。铜镍矿石浮选具有下列四种基本流程。
1）直接用优先浮选或部分优先浮选流程：当矿石中含铜比含镍高得多时，可采用这种流程，把铜选成单独精矿。该流程的优点是，可直接获得含镍较低的铜精矿。
2）混合浮选流程：用于选别含铜低于镍的矿石，所得铜镍混合精矿直接冶炼成高冰镍。
3）混合—优选浮选流程：从矿石中混合浮选铜镍，再从混合精矿中分选出含低镍的铜精矿和含铜的镍精矿。该镍精矿经冶炼后，获得高冰镍，对高冰镍再进行浮选分离。
4）混合—优先浮选并从混合浮选尾矿中再回收部分镍：当矿石中各种镍矿物的可浮性有很大差异时，铜镍混合浮选后，再从其尾矿中进一步回收可浮性差的含镍矿物。
硫化镍矿冶炼
工艺流程选择根据原料类型、成分和对产品的要求而定。硫化矿大部分采用造锍熔炼，即将各种硫化镍矿采用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍，再将低镍锍用转炉吹炼成高镍锍，即硫化镍和硫化铜的合金。高镍锍再经镍精炼厂的不同精炼方法生产出不同的镍产品。
火法冶炼
硫化镍矿火法冶炼几种工艺的流程综合如下图：
硫化镍矿也可采用湿法冶炼，但只有个别工厂采用。
氧化镍矿多采用破碎、筛分等工序预先除去风化程度弱、含镍低的大块基岩。由于氧化镍矿中的镍常以类质同象分散在脉石矿物中，且粒度很细，因此不能用机械选矿方法予以富集，只能直接冶炼。
氧化镍矿冶炼简介
氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。前者又
... 查看全文
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