Получение никеля

Алан-э-Дейл       01.05.2022 г.

Никель в организме человека

Жизненно необходим этот металл для правильного синтеза наследственного материала (ДНК). Он входит в состав ферментов, которые контролируют процессы клеточного деления. Он необходим для создания форменных элементов крови, незаменим в жировом обмене и процессах клеточного дыхания. Без никеля, повышенное количество которого содержатся в поджелудочной железе, невозможен правильный обмен углеводов, поскольку металл повышает активность инсулина.

В какой пище встречается никель

Суточная потребность человека в этом микроэлементе полностью обеспечивается его содержанием в мясе и рыбе, в хлебобулочных изделиях, в овощах и фруктах, молочных продуктах и ягодах.

Комбинированные схемы переработки окисленных никелевых руд

Комбинированные схемы переработки окисленных никелевых руд, включающие сегрегационный обжиг («процесс сегрегации»), используются при переработке «упорных» окисленных низкожелезистых гарниеритовых (с содержанием железа до 10 %) и высокожелезистых латеритовых (с содержанием железа до 45 %) руд. Сущностью его является восстановление никеля до металлических частиц крупностью 40— 120 мкм в процессе обжига измельченной (обычно до -0,3 мм) руды при температуре 900— 1100 °С в течение 1— 2 ч в присутствии хлористого кальция (3—10 % по массе) и твердого углеродсодержащего восстановителя (1—5 % по массе). Извлечение частиц восстановленного до металла никеля в никелевые или ферроникелевые концентраты после охлаждения и измельчения огарка до 50— 100 мкм осуществляется методами магнитной сепарации (поскольку металлический никель ферромагнитен), флотации или их сочетанием. Для комплексной переработки латеритовых руд месторождения «Хомонхоф», содержащих 0,86 % никеля, 46,48 % железа, 0,31 % кобальта и 3,56 % хрома, фирмой «Фудаи Сейтецу» (Япония) предложена технологическая схема (рис. 3.7), позволяющая получать богатый никелевый концентрат (52 % никеля), железосодержащий никелевый концентрат (12,9 % никеля), хромовый и магнетнтовый концентраты, содержащие соответственно более 30 % хрома и 60 % железа.

Реакции

Сферы из никеля, полученные методом Монда

Термическое декарбонилирование

При умеренном нагревании Ni (CO) 4 разлагается на оксид углерода и металлический никель. В сочетании с легким образованием CO и даже очень загрязненного никеля, это разложение является основой процесса Монда по очистке никеля или нанесению покрытия на поверхности. Термическое разложение начинается около 180 ° C и увеличивается при повышении температуры.

Реакции с нуклеофилами и восстановителями

Как и карбонилы других низковалентных металлов, Ni (CO) 4 подвержен атаке со стороны нуклеофилов. Атака может происходить на никелевом центре, приводящем к замещению лигандов CO, или на CO. Таким образом, донорные лиганды, такие как трифенилфосфин, реагируют с образованием Ni (CO) 3 (PPh 3 ) и Ni (CO) 2 (PPh 3 ) 2 . Бипиридин и родственные лиганды ведут себя аналогичным образом. Монозамещение тетракарбонила никеля другими лигандами можно использовать для определения электронного параметра Толмена , меры способности данного лиганда отдавать или снимать электроны.

Обработка гидроксидами дает кластеры, такие как [Ni 5 (CO) 12 ] 2- и [Ni 6 (CO) 12 ] 2- . Эти соединения также можно получить восстановлением карбонила никеля.

Таким образом, обработка Ni (CO) 4 нуклеофилами углерода (Nu — ) приводит к ацильным производным, таким как [Ni (CO) 3 C (O) Nu)] — .

Реакции с электрофилами и окислителями

Карбонил никеля может окисляться . Хлор окисляет карбонил никеля до NiCl 2 , выделяя газообразный CO. Аналогично ведут себя и другие галогены. Эта реакция обеспечивает удобный метод осаждения никелевой части токсичного соединения.

Реакции Ni (CO) 4 с алкил- и арилгалогенидами часто приводят к карбонилированным органическим продуктам. Виниловые галогениды, такие как PhCH = CHBr, превращаются в ненасыщенные сложные эфиры при обработке Ni (CO) 4, а затем метоксидом натрия. Такие реакции, вероятно, также протекают через окислительное присоединение . Аллильные галогениды дают соединения π-аллилникеля, такие как (аллил) 2 Ni 2 Cl 2 :

2 Ni (CO) 4 + 2 ClCH 2 CH = CH 2 → Ni 2 ( μ -Cl) 2 ( η 3 -C 3 H 5 ) 2 + 8 CO

Цены на лом никеля

Мы собрали цены по всей России и вычислили средние. Поэтому Вы смело можете ориентироваться на указанную ниже стоимость за 1 килограмм никелевого лома.

Цены на нихром и никель-содержащие сплавы
Лом нихрома Х15Н60 (от 3 мм) 300 руб/кг
Лом нихрома Х20Н80 (от 3 мм) 450 руб/кг
Лом нихрома Х15Н60 (до 3 мм) 280 руб/кг
Лом нихрома Х20Н80 (до 3 мм) 430 руб/кг
Лом никельсодержащих сплавов за 1% в кг 5 руб/кг
Лом медно – никелевых сплавов за 1% в кг 4 руб/кг
Нихромовая проволока Х20Н80 в бухтах (бухта от 5 – 10 кг), лента 800 руб/кг
Цены на никель
Никель НП анод, Н-1 катод 650 руб/кг
Никель Н-3 гранулы 650 руб/кг
Лом никеля (Ni 100%) 550 руб/кг

Виды никелевого лома (вторсырья)

Условно, лом отходы никеля можно распределить по физическому состоянию на несколько базовых категорий: кусковой лом, стружка и прочее вторсырье, например, катодные крючки с наросшим слоем этого металла. В зависимости от содержания Ni, каждая из них разбивается на несколько подгрупп:

  • Лом из чистого металла;
  • Шлаковые отходы. Характеризуются содержанием Ni до 85 %;

Шлак никелесодержащий

  • Сдаваемые на металлолом сплавы, где никель один из основных компонентов. Это широко известный нихром, в котором концентрация Ni составляет 55 – 78%, а также малознакомые большинству пермаллой (до 76 %), константан, нейзильбер и прочие;
  • Вторичные сплавы, легированные никелем. Лом нержавейки и отходы этого вида, как правило, различные марки сталей с небольшим его содержанием. Долевая концентрация элемента Ni в жаропрочных и нержавеющих материалах доходит до 20%, тогда как у низколегированных сталей эта величина не превышает 5 %;
  • Никельсодержащий шлам, представляющий гальванические и металлургические виды отходов.

Шлам никеля

Все перечисленное вторсырье, активно скупается пунктами приемки. Стандартно, цена за кг лома никеля определяется процентным содержанием последнего в металлических отходах.

Никель катодный

Также к лому никеля будут относиться:

  • никелевые катализаторы;
  • закись никеля (NiOH);
  • гидрат закиси никеля (Ni(OH)2);
  • агломераты и концентраты никелевые и т.п.;
  • аккумуляторы ТНЖ;
  • Отходы, содержащие Ni, как чистый металл.

Никель-кадмиевый аккумулятор

Существенный сегмент подобных вторичных металлов составляют отработанные никелевые аноды и катоды, которые легко детектируются невооруженным глазом, при наличии определенного опыта. Они обладают светло-серым цветом, отработанные элементы обычно покрыты зеленоватым налетом. При накаливании, никелевые электроды приобретают желтый оттенок, также они характеризуются короткой красной искрой, магнитятся. Поверхность никелевых катодов пупырчатая, тогда как анодов – гладкая.

Следующий распространенный источник поступлений металла на пункты приемки – гранулированный никель, ломом или отходами его назвать сложно, но можно сдать его по высокой цене. Исключение составляют ферроникелевые гранулы. Они, как и гранулированные марки металла H0 – H4, используются для легирования сталей, однако имеют более низкую приемочную стоимость, поскольку это не чистый Ni, а его сплав с железом. Гранулированный ферроникель можно отличить по цвету: металл характеризуется матово-серым оттенком. Напротив, гранулам никеля присущ металлический блеск.

никель гранулы

Еще две группы составляют стружка и проволока. Второй компонент, как лом Ni, обнаружить значительно проще. Из никелевой проволоки изготовлены термопары, электроды для гальванопластики, а также сетка, используемая при катализе.

Обмотка струн из никеля

Окислительный обжиг концентрата

Флотационные никелевые концентраты подвергают окислительному обжигу с целью получения NiO. Обжиг ведут в печах кипящего слоя, процесс является автогенным, воздух иногда обогащают кислородом, поддерживая температуру процесса в пределах 1100—1200 °С. Основными реакциями являются окисление никеля и серы сульфида Ni3S2 и образование при этом NiO и SO2.

Горячий оксид никеля (огарок) из печи кипящего слоя выпускают в трубчатый реактор, куда добавляют кокс, обеспечивающий восстановление части NiO, что уменьшает расход электроэнергии при последующей плавке на черновой никель.

Восстановительная плавка монооксида никеля. Монооксид Ni подвергают восстановительной плавке по технологии, близкой к переработке никелевого файнштейна на огневой Ni с тем отличием, что в печи не наводят шлак для удаления в него серы.

Полученный в печи жидкий черновой никель разливают на карусельной разливочной машине в плоские слитки — аноды массой ~ 300 кг. Анодный никель сожержит 88-92 % Ni и 11-17 видов примесей (элементы, содержавшиеся в файнштейне, и некоторые оксиды и сульфиды).

Профилактика

На современных производствах, где существует надлежащий контроль и охрана труда, любое токсическое действие никеля и его соединений можно нивелировать, используя изолирующие респираторы, фильтрующие шланговые противогазы и спецодежду. Работниками должны применяться специальные пасты и мази, кожа рук должна обрабатываться особыми соединениями, но самое главное, что можно сделать – это устранить ручной труд, особенно загрузку и выгрузку деталей из электролизных ванн, и как можно шире применять механизацию на производстве.

Очень важным средством профилактики хронических интоксикаций является проведение периодических медицинских осмотров, а также использование специальных накожных тестовых проб соединениями никеля. В качестве скрининговой диагностики обязательно должна проводиться рентгенография носовых пазух, ежегодные консультации онколога на производстве.

Канцерогенное действие никеля

Действие никеля становится наиболее опасным при длительном влиянии на организм. Избыток никеля влияет на нуклеиновые кислоты, и канцерогенное действие, чаще всего, проявляется раком легких и бронхов.

Также у работников, связанных на производстве с высокими концентрациями этого вещества, возникает повышенный риск рака носа, придаточных пазух черепа и других органов, непосредственно расположенных рядом с верхними и нижними дыхательными путями. Так, исторически, до введения защиты на производстве, у работающих с никелем частота возникновения злокачественных новообразований легких была в пять раз выше, а раком придаточных пазух черепа – более чем в 100 раз превышала среднюю частоту возникновения опухолей в популяции.

Известны случаи развития злокачественных новообразований уже через 5 лет после работы на никелировочном производстве, при условии постоянного вдыхания аэрозоля, содержащего соли никеля. Также значительно повышен риск возникновения рака желудка, особенно у рабочих на обжиге и восстановлении никелево-сульфидных руд.

Сырье для получения никеля

В настоящее время никелевые заводы перерабатывают в основном два типа руд, резко различающихся по химическому составу и свойствам: окисленные никелевые и сульфидные медно-никелевые. Значение этих руд для отечественной никелевой промышленности и за рубежом различно. В России из года в год возрастает доля никеля, получаемого из сульфидных руд, а в зарубежных странах, наоборот, все большее значение приобретают окисленные руды.

Окисленные никелевые руды представляют собой горные породы вторичного происхождения, состоящие в основном из гидратированных магнезиальных силикатов, алюмосиликатов и оксида железа. Никелевые минералы в них составляют незначительную часть рудной массы. Наиболее часто никель находится в виде бунзеита (NiO), гарниерита [(Ni, Mg)O · SiO3 · nH2O] или ревденскита [3(Ni, Mg)O · 2SiO2 · 2H2O]. Кроме никеля полезным компонентом этих руд является кобальт, содержание которого обычно в 15…25 раз меньше содержания никеля. Иногда в окисленных рудах присутствует в небольших количествах медь (0,01…0,02 %).

Пустая порода, составляющая основную массу руды, представлена глиной Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O, тальком 3MgO · 4SiO2 · 2H2O, другими силикатами, бурым железняком Fe2O3 · nH2O, кварцем и известняком.

Окисленные никелевые руды отличаются исключительным непостоянством состава по содержанию как ценных компонентов, так и пустой породы. Эти колебания состава наблюдаются даже в массиве одного месторождения. Возможные пределы концентраций компонентов руды характеризуются следующими цифрами, %: Ni – 0,7…4; Co – 0,04…0,16; SiO2 – 15…75; Fe2O3 – 5…65; Al2O3 – 2…25; Cr2O3 – 1…4; MgO – 2…25; CaO – 0,5…2; конституционная влага – до 10…15.

По внешнему виду окисленные никелевые руды похожи на глину. Для них характерны пористое, рыхлое строение, малая прочность кусков, высокая гигроскопичность. Рациональных методов обогащения таких руд до сих пор не найдено, и они после соответствующей подготовки непосредственно поступают в металлургическую переработку.

В сульфидных рудах никель присутствует главным образом в виде пентландида, представляющего изоморфную смесь сульфидов никеля и железа переменного соотношения, и частично в форме твердого раствора в пирротине.

Основным спутником никеля в сульфидных рудах является медь, содержащаяся главным образом в халькопирите. Из-за высокого содержания меди эти руды называют медно-никелевыми. Кроме никеля и меди в них обязательно присутствуют кобальт, металлы платиновой группы, золото, серебро, селен и теллур, а также сера и железо. Таким образом, сульфидные медно-никелевые руды являются полиметаллическим сырьем очень сложного химического состава. При их металлургической переработке в настоящее время извлекают 14 ценных компонентов.

Химический состав сульфидных медно-никелевых руд следующий, %: Ni – 0,3…5,5; Cu – 0,2…1,9; Co – 0,02…0,2; Fe – 30…40; S – 17…28; SiO2 – 10…30; MgO – 1…10; Al2O3 – 5…8. По структуре медно-никелевые руды могут быть сплошными, жильными и вкрапленными. Чаще встречаются два последних типа руд. В зависимости от глубины залегания руду добывают как открытым, так и подземным способом.

В отличие от окисленных никелевых руд медно-никелевые руды характеризуются высокой механической прочностью, негигроскопичны и могут подвергаться обогащению.

Основным способом обогащения сульфидных медно-никелевых руд является флотация. Иногда флотационному обогащению предшествует магнитная сепарация, направленная на выделение пирротина в самостоятельный концентрат. Возможность проведения магнитной сепарации обусловлена относительно высокой магнитной восприимчивостью пирротина.

Выделение пирротинового концентрата при обогащении руды улучшает качество первичного никелевого концентрата вследствие вывода из него значительной части железа и серы и упрощает его последующую металлургическую переработку. Однако при получении пирротинового концентрата возникает необходимость в обязательной его переработке с целью извлечения никеля, серы и платиноидов.

Флотационное обогащение медно-никелевых руд может быть коллективным или селективным. При коллективной флотации за счет отделения пустой породы получают медно-никелевый концентрат. Однако и селективная флотация не обеспечивает полного разделения меди и никеля. Продуктами селекции в этом случае будут медный концентрат с относительно небольшим содержанием никеля и никелево-медный концентрат, отличающийся от руды более высоким отношением Ni : Cu.

Таким образом, в зависимости от принятой схемы обогащения сульфидных медно-никелевых руд можно получать коллективные медно-никелевые, медные, никелевые и пирротиновые концентраты, состав которых приведен в табл. 8.

Применение никеля и источники загрязнения окружающей среды

Простейшим примером является никелирование металлических деталей, сантехники. Этот металл входит во многие стали и сплавы, применяется в химической промышленности как катализатор, но одним из наиболее важных сфер применения металла является гальваническая техника и химическое машиностроение. На фото ниже – электролизный цех.

На заводе по производству никеля

В аэрокосмической промышленности широко применяются жаропрочные материалы на основе никеля, металлургия использует такие хромоникелевые стали и сплавы, как константан, нейзильбер, нихром, пермаллой, инвар и другие. Каждый из них обладает своими уникальными свойствами. Это вещество широко применяется в производстве самых разных источников постоянного тока: в аккумуляторной промышленности. Даже для производства струн щипковых инструментов, а точнее, для их обмотки требуются сталь с повышенным содержанием никеля.

Никелированная посуда

В быту нас окружает никелированная посуда (никелирование, которое проводится гальваническим методом и предохраняет материалы от коррозии), он применяется для покрытия ножей, ложек и вилок, используется в производстве зубных протезов и коронок.

Никель способен загрязнять воду, особенно в сточной зоне химических производств, заводов по производству каучука и горно-обогатительных комбинатов. Практически 97% выброса металла в атмосферу приходится на предприятия отечественного концерна «Норильский никель» в таких населенных пунктах, как Норильск, Мончегорск, Апатиты. Он попадает в воздух как отход при сжигании различных сортов каменного угля.

Характеристики никелевых сплавов

Легирование часто выполняется с железом и кобальтом, производится конструкционная сталь и другие виды соединений.

Сплавы на никелевой основе отличаются термостойкостью, прочностью. Перечислим вещества, которые часто применяются для легирования:

  • Алюминий.
  • Бериллий.
  • Молибден.
  • Титан.

Дополнительная информация:

  • Никель используют для легирования золота с целью повышения прочности и изменения визуальных качеств.
  • У некоторых людей возникает аллергическая реакция на этот материал.
  • Прочность никеля позволяет точить, штамповать, обрабатывать его сварочными аппаратами.
  • Некоторые сплавы необходимы для оборудования атомных реакторов.

В промышленности широко используются магнитно-мягкие соединения, в которых содержится от 15 до 60% железа. Магнитная проницаемость некоторых сплавов очень высокая. Это позволяет задействовать их в многочисленных отраслях, где есть необходимость изготовления оборудования, чувствительного к магнитным полям.

Легирование медью и кобальтом позволяет повысить линейные термические свойства. Такой сплав применяется, когда создается герметичное соединение между металлом и стеклом. Комбинация элементов Ni с Со позволяет получить магнитострикционные материалы, которые используются при создании гидроакустической аппаратуры, устойчивой к воздействию влаги.

Легирование с помощью серы нежелательно. Этот элемент повышает ломкость сплава, затрудняет обработку давлением. Марганец или магний используется для нейтрализации свойства серы.

Качество металла не портится небольшим объемом углерода. Обработка вещества затрудняется при добавлении свинца и висмута. В твердом виде эти элементы плохо растворяются, слитки легко разрушаются. Поэтому концентрация висмута и свинца в соединениях минимальная.

Использование Al, Si или Cr позволяет повысить устойчивость никеля к температурному воздействию на воздухе и сопротивление электричеству. Нихромы отличаются жаропрочностью, поэтому часто применяются в технике. Попытки снизить стоимость производства этих веществ привели к формированию ферронихромов, в которых много никеля замещается железом. Самая распространенная комбинация – 60% Ni, 15% Cr и 25% Fe.

Ферронихромы рассчитаны на меньшее температурное воздействие, но отличаются повышенным электрическим сопротивлением. При изготовлении обогревателей часто применяются сплавы, легированные с помощью кремния. Максимальная рабочая температура таких нихромов составляет 1200 градусов.

Кобальт увеличивает жаропрочность соединения и устойчивость вещества к внешним повреждениям.

Сплавы на базе элемента Ni

Данный вид вторичного цветного металла хоть и уступает в цене за кг лому никеля, остается довольно прибыльным товаром на рынке сдачи металлолома. Достаточно эффективно принимаются сплавы никеля с металлами:

хром;

медь;

железо.

Жаростойкий нихром – соединение на базе Ni (60 – 80%) и Сr. Марка сплава Х15Н60 дополнительно включает железо. Данный материал на вторичный рынок поступает в виде нагревательных элементов, после эксплуатации внутри устройств теплового воздействия: обжиговые печи, сушки и прочее. Также нихром можно встретить среди деталей, эксплуатируемых при высоких температурах: реостаты, подложки для систем напыления.

Проволока марки Х15Н60

Сплавы меди и никеля представлены достаточно широким спектром соединений (в скобках указано содержание Ni):

Монель (29 – 70%). Используется никельсодержащий сплав как конструкционный материал в авиационном и судовом машиностроении. Многие узлы оборудования для нефтяной и химической промышленности: бурильные инструменты, насосные валы, скребки, лезвия и прочее; также изготовлены из монели. Цена лома зависит от никелевого содержания, которое устанавливается по наименованию марки или анализатором. Не следует путать со сплавом МНЦ, в отличие от него, монель не содержит цинка;

Пермаллой (45 – 82%). В состав соединения также входит железо и хром. Источники лома этого сплава: трансформаторы, экранирующие оболочки катушек, реле. Высокое содержание железа в соединении приводит к тому, что отходы пермаллоя часто сдаются как вторичный чермет. Приемка сплава как никельсодержащий лом производится специализированными ломозаготовительными предприятиями, оборудованными спектральными анализаторами. Оплата производится, исходя из присутствия элемента Ni;

Корпуса кожухов для трансформаторов, выполненные из пермаллоя

Константан (39 – 41%). Из этого соединения изготовлены термопары, реостаты, а также электронагревательные элементы, эксплуатируемые при рабочих температурах до 500 °C. Встречается константан в измерительных приборах низкого класса точности;

Константановая проволока

Мельхиор (5 – 30%). Этот никельсодержащий сплав находится на слуху, благодаря посуде и монетам СССР номиналом 10, 15 и 20 копеек (находились в обращении до денежной реформы 61-го года). Менее известно соединение, как материл для изготовления термогенераторов, резисторов высокой точности, а также деталей субмарин. Мельхиор используется при создании художественных предметов: подсвечники, шкатулки и прочие. Поэтому, определенные изделия из мельхиора, сдавать просто как никельсодержащий лом не всегда выгодно;

Ложка из мельхиора

Нейзильбер (5 – 35%). Сплав отличается от мельхиора присутствием цинка в составе соединения. Применение нейзильбера также отличается разнообразием направлений. При его участии создается посеребренная посуда, многие художественные предметы. С другой стороны нейзильбер востребован как твердый и упругий сплав при изготовлении булавок, застежек, а также пружин для релейной электротехники. Различные виды медицинских инструментов, паровая и водяная арматура – исполнены из этого соединения.

Проволока нейзильбер – мягкая

Еще один вид сплавов, представляющих интерес как вторичный металл, составляют соединения никеля с железом, например, инвар. Соединение широко используется в точном приборостроении, из него изготавливаются мерные эталоны, деталей часовых механизмов, в частности балансиры хронометров. Дополнительно, этот никельсодержащий сплав – материал для массивных реек геодезической техники, например нивелиров.

Материал инвар

Соединения

Наиболее распространенная степень окисления никеля +2, но соединения Ni , Ni + и Ni 3+ хорошо известны, а экзотические степени окисления Ni 2− , Ni 1− и Ni 4+ были получены и изучены. .

Никель (0)

Тетракарбонил никель

Тетракарбонил никеля (Ni (CO)4), открытый Людвигом Мондом , представляет собой летучую высокотоксичную жидкость при комнатной температуре. При нагревании комплекс снова разлагается на никель и окись углерода:

Ni (CO)4 ⇌ Ni + 4 CO

Это поведение используется в процессе Монда для очистки никеля, как описано выше. Родственный никелевый (0) комплекс бис (циклооктадиен) никель (0) является полезным катализатором в химии никельорганических соединений, поскольку циклооктадиеновые (или тресковые ) лиганды легко замещаются.

Никель (I)

Структура [Ni2(CN)6]4− ион

Комплексы никеля (I) встречаются редко, но одним из примеров является тетраэдрический комплекс NiBr (PPh 3 ) 3 . Многие комплексы никеля (I) имеют связи Ni-Ni, такие как темно-красный диамагнитный K4[Ni2(CN)6] приготовленный восстановлением K2[Ni2(CN)6] с амальгамой натрия . Это соединение окисляется в воде, выделяя H2.

Считается, что степень окисления никеля (I) важна для никельсодержащих ферментов, таких как -гидрогеназа , которая катализирует обратимое восстановление протонов до H2.

Никель (II)


Цвет различных комплексов Ni (II) в водном растворе. Слева направо: [Ni (NH3)6]2+, [Ni ( C 2 H 4 (NH 2 ) 2 )] 2+ , [NiCl4]2−, [Ni (H2O)6]2+

Кристаллы гидратированного сульфата никеля (II) .

Никель (II) образует соединения со всеми распространенными анионами, включая сульфид , сульфат , карбонат, гидроксид, карбоксилаты и галогениды. Сульфат никеля (II) производится в больших количествах путем растворения металлического никеля или его оксидов в серной кислоте с образованием гекса- и гептагидратов, используемых для гальваники никеля. Обычные соли никеля, такие как хлорид, нитрат и сульфат, растворяются в воде с образованием зеленых растворов акво-комплекса металла [Ni (H2O)6]2+.

Четыре галогенида образуют соединения никеля, которые представляют собой твердые тела с молекулами, имеющими октаэдрические центры Ni. Хлорид никеля (II) является наиболее распространенным, и его поведение является иллюстрацией других галогенидов. Хлорид никеля (II) получают растворением никеля или его оксида в соляной кислоте . Обычно встречается в виде зеленого гексагидрата, формула которого обычно записывается как NiCl 2 • 6H 2 O. При растворении в воде эта соль образует водный комплекс металла [Ni (H2O)6]2+. Дегидратация NiCl 2 • 6H 2 O дает желтый безводный NiCl2.

Некоторые тетракоординированные комплексы никеля (II), например бис (трифенилфосфин) хлорид никеля , существуют как в тетраэдрической, так и в плоской квадратной геометрии. Тетраэдрические комплексы парамагнитны , а плоские квадратные комплексы диамагнитны . Обладая свойствами магнитного равновесия и образования октаэдрических комплексов, они контрастируют с двухвалентными комплексами более тяжелых металлов 10 группы, палладия (II) и платины (II), которые образуют только квадратно-плоскую геометрию.

Никелоцен известен; в нем 20 электронов , что делает его относительно нестабильным.

Никель (III) и (IV)

Антимонид никеля (III)

Известно множество соединений Ni (III), первыми такими примерами являются тригалофосфины никеля (III) (Ni III (PPh 3 ) X 3 ). Кроме того, Ni (III) образует простые соли с ионами фтора или оксида . Ni (III) может быть стабилизирован σ-донорными лигандами, такими как тиолы и фосфины .

Ni (IV) присутствует в смешанном оксиде BaNiO3, в то время как Ni (III) присутствует в гидроксиде никеля , который используется в качестве катода во многих аккумуляторных батареях , включая никель-кадмиевые , никель-железные , никель-водородные и никель-металлогидридные , и используется некоторыми производителями в Li- ионные батареи. Ni (IV) остается редкой степенью окисления никеля, и на сегодняшний день известно очень мало соединений.

От кастрюли до АЭС

Применение никеля в современном мире разнообразно. Львиная доля добытого в мире металла уходит на  производство сплавов, легированной стали.

В чистом виде наш герой наносится на поверхности в качестве средства от ржавчины. Еще из него делают тигли, приборы, котлы с высокими антикоррозионными свойствами.

Никелевые сплавы используют для изготовления красивой, блестящей посуды. Секрет фирмы «Цептер» (Zepter) в металле, из которого делают такие удобные и симпатичные кастрюльки. Формула цептеровской нержавейки —  18 частей хрома, 10 частей никеля. Посуда хороша, плюсов много, минус один — цена…

Никельсодержащие сплавы применяют в производстве емкостей для хранения пищевых продуктов, химических веществ, эфирных масел.

Аккумуляторные электроды в щелочных батареях — тоже никель.

Оборудование для АЭС, ракетная техника, реактивная авиация не смогут обойтись без «озорника» и его сплавов.

Познавательно: «никель» — так десятилетиями называют 5-центовую монету в США (хотя никеля в ней только 25%, остальное медь).

Как и чем можно отравиться?

Вред никеля состоит не только в том, что его количество в значительной степени превышает необходимые и очень малые дозировки. Токсичность связана с попаданием в организм, прежде всего, его свободных ионов, имеющих положительную валентность (Ni 2+) Они в более высокой степени связываются тканями организма, и проявляют более высокую токсичность и канцерогенность, чем его молекулярные и комплексные соединения. Токсическое воздействие никеля на организм человека реализуется чаще всего посредством:

  • вдыхания паров тетракарбонила никеля (высокотоксичного летучего соединения)
  • длительного контакта металлического вещества с кожей (в том числе, ношения украшений).

Металлический никель, связанный кристаллической решеткой стали или сплава, не контактирующий непосредственно с человеческим телом, который хранится на складе, вреда здоровью не причиняет, при соблюдении основных правил техники безопасности, и организации мест хранения.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.