النيكل معدن صلب ذو لون أبيض فضي وهو عنصر أساسي في حياتنا اليومية ويمكن العثور عليه في كل شيء بدءًا من العملات المعدنية وحتى البطاريات وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ.
تم اكتشاف النيكل، الذي يحظى بشعبية كبيرة اليوم، في البداية مع كره عمال المناجم له.
النيكل: المعدن الوحيد الذي سمي على اسم الشيطان
هل تعلم أن النيكل يأخذ اسمه من الكلمة الألمانية "Kupfernickel"؟
في القرن السابع عشر، كان الخام الأحمر الداكن، غالبًا مع طلاء أخضر، مصدرًا لتهيج عمال مناجم النحاس في ساكسونيا بألمانيا. وحاولوااستخراج النحاس منه لكنهم فشلوا. أولئك الذين تم تكليفهم بمعالجة الخام الغامض بدأت تظهر عليهم علامات التسمم. بدأ الكثيرون يعانون من آلام شديدة في المعدة، مما أدى إلى القيء والإسهال. وأصيب آخرون بالدوار، مما أدى إلى وقوع حوادث وسقوط. حتى أن بعض الذين عملوا في المصاهر أصيبوا بالهذيان أو أصيبوا بالصدمة أو ماتوا.
وخلص عمال المناجم إلى أن الخام لم يكن نحاسًا ولكنه شيء متنكر على هذا النحو. أيقن أن الوديعة كانت من عمل الشيطان الخبيث. أطلقوا عليه اسم Kupfernickel، ويعني "نحاس نيك القديم". كان Old Nick اسمًا لكائن شرير في الأساطير الساكسونية، وكان يستخدم أيضًا كاسم عامي للشيطان.
بين عامي 1751 و1754، أجرى الكيميائي السويدي أكسل كرونستيدت عددًا من التجارب لتحديد الطبيعة الحقيقية للكوبفيرنيكل. نحن نعلم الآن أن كوبفيرنيكل هو زرنيخيد النيكل أو النيكوليت. زرنيخيد النيكل سام، وهو ما يفسر سبب تسمم عمال المناجم.
وبعد أن وجد أن تفاعلاته الكيميائية لم تكن كما كان يتوقع من مركب النحاس، قام بتسخين كوبفيرنيكل بالفحم لإنتاج معدن أبيض صلب، والذي يشير لونه وحده إلى أنه لا يمكن أن يكون نحاسًا. وقد دفعته خصائصه، بما في ذلك مغناطيسيته، إلى استنتاج أنه عزل عنصرًا معدنيًا جديدًا.
أطلق كرونستيدت على العنصر الجديد اسم النيكل، على اسم كوبفيرنيكل الذي عزله منه.
خصائص النيكل
يعد النيكل أحد أكثر المعادن تنوعًا، بدءًا من الأدوات التي نستخدمها في مطابخنا إلى الجسور التي تربط مدننا وبطاريات السيارات الكهربائية التي ستساعد في تمكين مستقبل منخفض الكربون. السر هو خصائصه الفيزيائية والكيميائية المتميزة.
-
نقطة انصهار عالية 1453 درجة مئوية
-
يقاوم التآكل والأكسدة
-
مرنة للغاية
-
السبائك جاهزة
-
مغناطيسي في درجة حرارة الغرفة
-
يمكن إيداعها عن طريق الطلاء الكهربائي
-
لديه خصائص تحفيزية
-
يمكن إعادة تدويرها بالكامل
المصدر: معهد نيكلين
خصائص معدن النيكل تجيب أيضًا على الأسئلة المتداولة حوله.
هل سبائك النيكل مقاومة للتآكل؟
نعم. لكن ضع في اعتبارك أن الفولاذ المطلي بالنيكل مقاوم للتآكل وليس مقاومًا للتآكل.
النيكل هو المعدن الأكثر مقاومة للتآكل المعروف. يمكن للنيكل النقي أن يتحمل درجات الحرارة العالية، ومجموعة متنوعة من المواد الكيميائية، والرطوبة الزائدة، وغيرها من الظروف القاسية.
نظرًا لمقاومته العالية للتآكل، يتم استخدام النيكل في تصنيع عدد كبير من السبائك مثل النيكل المطاوع، وسبائك النيكل والحديد، والنيكل والكروم، وسبائك النيكل والنحاس، وما إلى ذلك.
ومع ذلك، يجب أن نفهم أن النيكل مقاوم للتآكل وليس مقاومًا للتآكل. لذلك، عند تعرضه لظروف قاسية لمدة طويلة، قد يتعرض النيكل أيضًا للتآكل مكونًا طبقة أكسيد النيكل.
هل النيكل مغناطيسي؟
النيكل هو واحد من أربعة معادن فقط تتمتع بمغناطيسية حديدية في درجة حرارة الغرفة، مما يعني أنها تنجذب إلى المغناطيس وتكون مغناطيسية بحد ذاتها. أما العناصر الأخرى فهي الحديد والكوبالت والجادولينيوم. النيكل أقل مغناطيسية من الحديد أو الكوبالت.
مغناطيس النيكو - مزيج من الألومنيوم (Al)، والنيكل (Ni) والكوبالت (Co) - عبارة عن مغناطيسات دائمة قوية جدًا تحتفظ بمغناطيسيتها حتى عند تسخينها حتى تتوهج باللون الأحمر.
ما هو طلاء النيكل؟
طلاء النيكل هو تقنية ترسيب طبقة من النيكل على مادة أخرى. والغرض من ذلك هو تغيير الخصائص الفيزيائية لجسم ما، أي الموصلية والصلابة والالتصاق والتآكل ومقاومته للتآكل والمتانة والأداء والمظهر.
هناك نوعان من طلاء النيكل:
طلاء النيكل الكهربائي: في هذه الحالة، يتم ترسيب طبقة النيكل عن طريق عملية التحليل الكهربائي.
طلاء النيكل اللاكهربائي: في هذه الحالة، يتم استخدام تفاعل التحفيز الذاتي للقيام بنفس الشيء.
هل النيكل قابل لإعادة التدوير؟
مثل العديد من المعادن الأخرى، النيكل قابل لإعادة التدوير بالكامل. ويمكن إعادة تدويرها مرارا وتكرارا دون فقدان الجودة.
يعد النيكل أحد أكثر المواد المعاد تدويرها في العالم. يتم استخلاص حوالي 68% من النيكل من المنتجات الاستهلاكية التي يتم إعادة تدويرها. مصادر النيكل المعاد تدويرها الشائعة هي في المقام الأول من الفولاذ المقاوم للصدأ والبطاريات القديمة.
لا تعمل إعادة تدوير النيكل على تعزيز الاقتصاد الدائري فحسب، بل تخفف أيضًا من النقص في موارد النيكل الناجم عن نمو سوق السيارات الكهربائية.
الطلب على النيكل مدفوع بنمو سوق السيارات الكهربائية
النيكل هو المادة الكاثودية الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون. يساعد النيكل الموجود في البطاريات على توفير كثافة طاقة أعلى وسعة تخزين أكبر بتكلفة أقل.
على الرغم من أن السيارات الكهربائية تمثل حاليًا نسبة صغيرة نسبيًا من مخزون السيارات العالمي، إلا أن حصتها في السوق تتزايد ومن المتوقع أن تستمر في النمو بسرعة في السنوات القادمة. وتشير بعض التوقعات إلى أنها ستشكل أكثر من 10% من المركبات بحلول عام 2025، وسيتم تشغيل معظمها ببطاريات ليثيوم أيون المحتوية على النيكل.
من 7% فقط من إجمالي السوق في عام 2021، تتوقع شركة Wood Mackenzie أن ينمو استخدام البطاريات إلى 40% من استهلاك النيكل بحلول عام 2040. وسيؤدي ذلك إلى مضاعفة حجم الطلب على النيكل إلى ستة ملايين طن سنويًا.
هناك حاجة إلى النيكل من الدرجة الأولى
يحتاج صانعو البطاريات إلى النيكل من الفئة 1 لإنتاج كبريتات النيكل ، وهو المركب المستخدم في كاثودات بطارية أيون الليثيوم. يحتوي نيكل الفئة الأولى على نسبة نيكل تصل إلى 99.98% أو أكثر ويوجد عادة في رواسب كبريتيد النيكل. ولسوء الحظ، فإن رواسب كبريتيد النيكل الكبيرة عالية الجودة سرعان ما تستنزف ويصعب العثور على رواسب جديدة.
أثناء البحث عن خام كبريتيد النيكل الجديد، يجب علينا زيادة استخدام موارد لاتريت النيكل.
هناك نوعان من التصنيفات الرئيسية لخام اللاتريت: الليمونيت والسابروليت. من السهل تعدين اللاتريتات الليمونيتية، ولكنها ذات جودة أقل وتتطلب خطوات معالجة إضافية (ترشيح الحمض عالي الضغط (HPAL)) لإنتاج النيكل من الفئة 1.
بعض اللاتريتات الليمونية (وليس كلها) مناسبة لإنتاج النيكل من الفئة 1.
ليس هذا هو الحال بالنسبة للسابروليت اللاتريت، فالنيكل المنتج من هذا النمط من الرواسب يغذي صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ مثل نيكل الفئة 2.
أين يمكن العثور على خام النيكل؟
تحدث التركيزات الاقتصادية للنيكل في خامات كبريتيد النيكل وخامات النيكل اللاتريت. توجد رواسب النيكل الغنية في أستراليا وإندونيسيا وجنوب أفريقيا وروسيا وكندا، والتي تمثل معًا أكثر من 50% من موارد النيكل العالمية.
يتم توزيع موارد خام النيكل من نوع اللاتريت (أو من نوع الأكسيد) في إندونيسيا والفلبين والبرازيل وكوبا وكاليدونيا الجديدة. وتقع هذه الرواسب والمناجم بشكل رئيسي في المناطق الاستوائية، وقد نما إنتاج هذه الرواسب بشكل مطرد في العقود الأخيرة.
يتم توزيع رواسب النيكل من نوع الكبريتيد في جنوب إفريقيا وروسيا وكندا.
يوجد في أستراليا رواسب كبريتيد النيكل ورواسب النيكل من نوع اللاتريت.
ويعتقد أن هناك رواسب إضافية كبيرة من النيكل في البحر . ومن المتوقع تطوير التقنيات والأطر التنظيمية المناسبة لتسهيل الوصول إلى هذه الموارد في المستقبل.
نظرًا لانتشار النيكل في جميع أنحاء العالم، فإن سلسلة التوريد متنوعة وآمنة. حاليًا، يتم استخراج الخامات الحاملة للنيكل في أكثر من 25 دولة حول العالم. تمثل اقتصادات منطقة آسيا والمحيط الهادئ 65% من الإنتاج العالمي للنيكل. تعد إندونيسيا والفلبين وروسيا وأستراليا وكندا من أكبر منتجي النيكل.
خاتمة
بفضل خصائصه الممتازة، تم استخدام معدن النيكل تقليديًا في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ، ويستخدم الآن في صناعة بطاريات الليثيوم عالية الأداء. وقد أدى التوسع في الاستخدامات إلى ارتفاع الطلب، مما أدى إلى زيادة أنشطة تعدين النيكل ومعالجته.
تمر الأنواع المختلفة من خام النيكل المذكورة أعلاه بإجراءات تعدين ومعالجة مختلفة. لمعرفة المزيد، يرجى قراءة مدونة معالجة خام النيكل .
