Niken (còn gọi là kền), danh pháp theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN: Nickel[4] là một nguyên tố hóa học kim loại, ký hiệu là Ni và số thứ tự trong bảng tuần hoàn là 28.
Những đặc tính điển hình nổi bật[sửa|sửa mã nguồn]
Mẫu tinh thể Niken .
Niken là một kim loại màu trắng bạc, bề mặt bóng láng. Niken nằm trong nhóm sắt từ. Đặc tính cơ học: cứng, dễ dát mỏng và dễ uốn, dễ kéo sợi. Trong tự nhiên, niken xuất hiện ở dạng hợp chất với lưu huỳnh trong khoáng chất millerit, với asen trong khoáng chất niccolit và với asen cùng lưu huỳnh trong quặng niken.
Ở điều kiện bình thường, nó ổn định trong không khí và trơ với oxy nên thường được dùng làm tiền xu nhỏ, bảng kim loại, đồng thau, v.v.., cho các thiết bị hóa học và trong một số hợp kim như bạc Đức (German silver). Niken có từ tính và nó thường được dùng chung với cô ban, cả hai đều tìm thấy trong sắt từ sao băng. Nó là thành phần chủ yếu có giá trị cho hợp kim nó tạo nên.
Niken là một trong năm nguyên tố sắt từ .Số oxy hóa thông dụng của niken là + 2, mặc dầu 0, + 1 và + 3 của phức niken cũng đã được quan sát .
Khoảng 65 % niken được tiêu thụ ở phương Tây được dùng làm thép không rỉ. 12 % còn lại được dùng làm ” siêu kim loại tổng hợp “. 23 % còn lại được dùng trong luyện thép, pin sạc, chất xúc tác và những hóa chất khác, đúc tiền, loại sản phẩm đúc, và bảng sắt kẽm kim loại. Khách hàng lớn nhất của niken là Nhật Bản, tiêu thụ 169.600 tấn mỗi năm ( 2005 ) 1 .Các ứng dụng của niken gồm có :
Niken đã được dùng rất lâu, có thể từ năm 3500 trước Công nguyên. Đồng từ Syria có chứa niken đến 2%.[5] Hơn nữa, có nhiều bản thảo của Trung Quốc nói rằng “đồng trắng” đã được dùng ở phương Đông từ năm 1700 đến 1400 trước Công nguyên. Loại đồng trắng Paktong này được xuất sang Anh vào đầu thế kỷ XVII, nhưng hàm lượng niken trong hợp kim này không được phát hiện mãi cho đến năm 1822.[6]
Vào thời kỳ Đức trung cổ, khoáng vật màu đỏ được tìm thấy trong Erzgebirge (núi quặng- Ore Mountains) giống như quặng đồng. Tuy nhiên, khi người thợ mỏ không thể tách ra được bất kỳ loại đồng nào từ nó, thì họ đổ lỗi cho một yêu tinh hay phá hoại trong thần thoại nước Đức.Họ gọi quặng này là Kupfernickel trong tiếng Đức Kupfer nghĩa là đồng.[7][8][9][10] Quặng này hiện nay gọi là niccolit, một loại arsenide niken. In 1751, Năm 1751, Baron Axel Frederik Cronstedt cố gắng tách đồng từ kupfernickel (), nhưng thu được một kim loại trắng mà ông gọi là niken.[11] In modern German, Kupfernickel or Kupfer-Nickel designates the alloy cupronickel.
Tiền xu tiên phong bằng niken nguyên chất được làm vào năm 1881 ở Thụy Sĩ. [ 8 ] [ 12 ]
Xuất hiện trong tự nhiên[sửa|sửa mã nguồn]
Một lượng lớn mỏ niken chứa một trong hai quặng. Đầu tiên là quặng laterit, thành phần chính của quặng có chứa niken là limonit (Fe,Ni)O(OH) và garnierit (niken silicat ngậm nước (Ni,Mg)3Si2O5(OH). Quặng thứ hai là sulfide magma, thành phần chính là pentlandit (Ni,Fe)9S8.
Vùng Sudbury ở Ontario, Canada sản xuất khoảng chừng 30 % sản lượng niken trên quốc tế. Mỏ tại Sudbury nằm gần vùng với chứng cứ về vụ va chạm thiên thạch lớn đã rất lâu trong lịch sử vẻ vang địa lý của Trái Đất. Nhiều mỏ khác được tìm thấy ở những nơi khác tại Canada, cũng như tại Nga, Nouvelle-Calédonie, Úc, Cuba và Indonesia. Những sự tăng trưởng gần đây đã khai thác những mỏ ở tây Thổ Nhĩ Kỳ, đặc biệt quan trọng thuận tiện cho những xưởng đúc, đơn vị sản xuất thép, xưởng ở châu Âu .
Dựa trên các bằng chứng địa lý, hầu hết niken trên Trái Đất được cho là tập trung ở lõi Trái Đất.
Tách và tinh chế[sửa|sửa mã nguồn]
Niken hoàn toàn có thể tái tạo bằng giải pháp luyện kim. Các quặng chứa oxide hay hydroxide được tách bằng giải pháp thủy luyện, và quặng giàu sulfide tách bằng giải pháp nhiệt luyện hoặc thủy luyện. Quặng giàu sulfide được sản xuất bằng cách vận dụng quá trình tuyển quặng .Tách niken từ quặng của nó thuận tiện trong việc nung và giảm việc giải quyết và xử lý đạt hiệu suất cao với độ tinh khiết trên 95 %. Quá trình tinh chế ở đầu cuối đạt độ tinh khiết 99,99 % diễn ra bởi sự phản ứng của niken và cacbon mônoxide để tạo thành niken cacbonyl. Khí này được đưa vào một bình lớn với nhiệt độ cao hơn. Niken cacbonyl sẽ tách ra và đựng trong những quả cầu niken. Việc tổng hợp cacbon mônoxide được tái tạo qua quy trình tiến độ này .Nhà sản xuất niken lớn nhất là nước Nga tách 267.000 tấn niken mỗi năm. Úc và Canada đứng thứ hai và ba, tạo 207 và 189,3 ngàn tấn mỗi năm. 1
- Chú giải 1: Số liệu về sản lượng và tiêu thụ được lấy từ The Economist: Pocket World in Figures 2005, Profile Books (2005), ISBN 1-86197-799-9
