Nickel là gì? Ý nghĩa của Niken trong ngành inox | phukienduongong

Nickel là gì?

Niken (Nickel)  là 1
nguyên tố kim loại, nó là thành phần chính cấu tạo nên thép không gỉ (hay còn gọi
là Inox). Nickel đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc quyết định đến chất
lượng và giá cả của thép không gỉ.

Niken được phát hiện năm 1751 bởi  nhà hóa học kiêm nhà kim khí người Thụy Điển
tên là Acxen Fređeric Cronxtet (Axel Frederic Cronseted) đã khám phá ra nó
trong khoáng vật “cupfe niken”, có nghĩa là “con quỷ đồng”.

Tính chất hóa học của Niken

Tính chất vật lý của Nikien

Màu sắc

Ánh kim bạc ánh vàng

Trạng thái vật chất

Chất rắn

Nhiệt độ nóng chảy

1728 K ​(1455 °C, ​2651 °F)

Nhiệt độ sôi

3186 K ​(2913 °C, ​5275 °F)

Mật độ

8,908 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)

Mật độ ở thể lỏng

ở nhiệt độ nóng chảy: 7,81 g·cm−3

Nhiệt lượng nóng chảy

17,48 kJ·mol−1

Nhiệt bay hơi

377,5 kJ·mol−1

Nhiệt dung

26,07 J·mol−1·K−1

Đặc tính của Niken là gì?

Nickel là một kim loại màu trắng bạc, có tính ánh kim. Niken
là kim loại nằm trong nhóm 5  nguyên tố sắt
từ.

Bên cạnh đó, nó còn có các đặc tính cơ học như cứng, dễ dát
mỏng, uốn dẻo và kéo sợi. Trong tự nhiên, người ta tìm thấy Niken ở dạng hợp chất
với lưu huỳnh trong khoáng chất Millerit, với Asen trong khoáng chất Niccolit, với
asen và  lưu huỳnh trong quặng Niken.

Ở điều kiện bình thường, Niken rất ổn định trong không khí.
Nó hoàn toàn trơ với phản ứng oxy hóa nên thường được dùng làm tiền xu nhỏ, bảng
kim loại, đồng thau…; Nó còn dùng cho các thiết bị hóa học, và trong một số hợp
kim, như bạc Đức (German silver).

Ngoài ra, Niken còn có từ tính. Nên nó thường được kết hợp với
co-ban. Cả hai kim loại này đều được tìm thấy trong sắt từ sao băng. Nó là
thành phần chủ yếu có giá trị cho hợp kim do nó tạo nên.

Số ôxi hóa phổ biến của niken là +2, mặc dù 0, +1 và +3 của
phức niken cũng đã được quan sát.

Lịch sử phát
triển Nickel

Thực tế, Niken đã được dùng từ rất lâu, có thể là từ năm
3500 TCN. Đồng từ Syria có chứa niken đến 2%. Hơn nữa, sử sách Trung Quốc nói rằng
“đồng trắng” đã được dùng ở phương Đông từ năm 1700 đến 1400 trước
Công Nguyên.

Xuất hiện dưới dạng các loại trang sức như trân châu, vòng
tay… Loại đồng trắng Paktong này được bán sang Anh Quốc vào đầu thế kỷ XVII,
nhưng hàm lượng niken trong hợp kim này không được phát hiện mãi cho đến năm
1822.

Có một câu chuyện về Niken kể rằng, vào thời kỳ Đức trung cổ,
khoáng vật màu đỏ được tìm thấy trong Erzgebirge (núi quặng- Ore Mountains) giống
như quặng đồng. Nhưng người thợ mỏ lại không tài nào tách ra được bất kỳ loại đồng
nào từ nó. Họ cho rằng đây là cú lừa của một vị thần phá hoại trong thần thoại
nước Đức.Họ gọi quặng này là Kupfernickel trong tiếng Đức Kupfer nghĩa là “con
quỷ đồng.

Quặng này hiện nay gọi là niccolit, một loại arsenide niken.
Vào năm 1751, Baron Axel Frederik Cronstedt cố gắng tách đồng từ kupfernickel,
nhưng thu được một kim loại trắng mà ông gọi là Niken.

Tiền xu đầu tiên bằng niken nguyên chất được chế tác vào năm
1881 ở Thụy Sĩ.

Sản xuất Nickel như thế nào?

Hầu hết kim loại nickel được khai thác trên Trái đất đều đến
từ những thiên thạch khổng lồ. Một trong số chúng (được cho là bằng cỡ Núi
Everest) đã lao xuống bang Ontario, Canada  1,8 tỉ năm trước. Các thiên thạch đề chứa sắt
và nickel.

Ít nhất 30% lượng nickel toàn cầu được khai thác tại vùng
Sudbury, nơi thiên thạch rơi xuống Canada. Nhưng không phải toàn bộ lượng trầm
tích nickel ở Sudbury đều đến từ thiên thạch. Phần nhiều chúng có khả năng là
trồi lên từ lõi Trái đất. Nickel còn được khai thác ở Nga, Nam Phi, Australia,
và Cuba.

Có bằng chứng nickel được sử dụng từ thời sơ khai trộn chung
với sắt và được chế tác thành các dụng cụ và vũ khí – “đồng của Thánh
Nicholas”. Đây là tên gọi chỉ loại quặng màu nâu đỏ mà những người thợ khai
thác đồng ở Đức tìm thấy. Họ có thể đã sử dụng nó ít nhiều ngoài việc dùng nó
pha màu lục cho thủy tinh.

Nhưng bất ngờ xảy ra ở Stockholm vào năm 1751, khi Axel
Fredrik Cronstedt nghiên cứu một khoáng chất mới tìm thấy trong một quặng mỏ
co-ban ở Los, Thụy Điển. Tuy nhiên, thay vì tìm thấy đồng, ông tìm thấy một kim
loại chưa có tên. Chất này ông cũng có thể tách ra từ kupfernickel. Nhiều nhà
hóa học tin rằng Cronstedt đã tìm thấy một hợp kim, vì thế ông phải chờ thêm bốn
năm thì khám phá nguyên tố nickel của ông mới được công nhận.

Ứng dụng của NIckel

Khoảng 65% niken được dùng chế tạo thép không gỉ, 12% được
dùng làm “siêu hợp kim” và 23% còn lại được dùng trong luyện thép,
pin sạc, chất xúc tác và các hóa chất khác, đúc tiền, sản phẩm đúc, và bảng kim
loại. Nước tiêu thụ Nickel lớn nhất là Nhật Bản với thống kê lên tới 169.600 tấn/
năm (2005).

Các ứng dụng của
niken bao gồm:

Các hợp kim khác của nickel có một số tác dụng nổi bật như:

Tạo ra hợp kim Inco 276

Hợp kim này gồm 57% nickel và 16% chromium, 16% molybdenum, và
hàm lượng nhỏ các kim loại khác. Hợp kim này có thể chống ăn mòn bởi khí
hydrogen sulfide, và do đó nó thường được sử dụng ở những nơi chất khí này thường
có mặt, ví dụ trong các giếng khoan sâu trong lớp vỏ Trái đất.

Niken là kim loại cần thiết cho đời sống của một số sinh vật.
Tương tự, mỗi người trung bình mỗi ngày cần 150 microgram nickel là đủ. Nếu bạn
thưởng thức một tách trà thì chắc chắn bạn đã đáp ứng nhu cầu hằng ngày này rồi,
lá trà sấy khô có chứa 7,6 milligram nickel trên mỗi kilogram.

• Thép không rỉ và các hợp kim chống ăn mòn.
• Hợp kim Alnico dùng làm nam châm.
• Hợp kim NiFe – Permalloy dùng làm vật liệu từ mềm.
• Kim loại Monel
• Đây là hợp kim Đồng-niken chống ăn mòn tốt, được
  dùng làm chân vịt cho thuyền và máy bơm trong công nghiệp hóa chất.
• Pin sạc, như pin niken kim loại hiđrua (NiMH) và
  pin niken-cadmi (NiCd).
• Tiền xu.
• Dùng làm điện cực.
• Trong nồi nấu hóa chất bằng kim loại trong phòng
  thí nghiệm.
• Làm chất xúc tác cho quá trình hiđrô hóa (no
  hóa) dầu thực vật

Phương pháp tinh chế Nickel

Nickel có thể được tái tạo bằng phương pháp luyện kim. Các
quặng chứa ôxít hay hiđrôxit được tách bằng phương pháp thủy luyện, và quặng
giàu sulfua tách bằng phương pháp nhiệt luyện hoặc thủy luyện. Quặng giàu
sulfua được sản xuất bằng cách áp dụng quy trình tuyển quặng.

Tách nickel từ quặng của nó thuận lợi trong việc nung và giảm
việc xử lý đạt hiệu suất cao với độ tinh khiết trên 95%. Quá trình tinh chế cuối
cùng cho ra niken có độ tinh khiết 99,99% diễn ra bởi sự phản ứng của niken và
cacbon mono-oxit để tạo thành niken cacbonyl. Sau đó khí này được đưa vào một
bình lớn với nhiệt độ cao hơn. Niken cacbonyl sẽ được tách ra và chứa trong các
quả cầu niken. Việc tổng hợp cacbon mono oxit được tái tạo thông qua quy trình
này.

Nga là nước sản xuất niken lớn nhất, họ tách được 267.000 tấn
niken mỗi năm. Úc và Canada là nước đứng thứ hai và ba, tạo 207 và 189,3 ngàn tấn
mỗi năm.

Nickel cũng là nguy cơ có thể gây nguy hại cho sức khỏe. Việc
hít thở bụi Nickel có thể nguy hiểm và khí nickel carbonyl liều lượng nhỏ cũng có
thể gây chết người. Nguy cơ này phần lớn xảy ra với những ai làm việc trong mỏ
nickel và công việc có tiếp xúc với nickel.

Nickel còn có thể gây sưng tấy da đối với những ai đặc biệt nhạy cảm với nó. Nickel trong đồng hồ thép không gỉ, đồ kim hoàn và gọng kính có thể gây ngứa hoặc viêm da. Tình trạng có thể tồi tệ hơn bởi acid trong mồ hôi hòa tan một phần nickel.

phukienduongong.com.vn hy vọng khách hàng và bạn đọc hiểu được nickel là gì và những ứng dụng của Nickel trong sản xuất và đời sống.