nikkel

Nikkel forekommer i naturen somsulfider,arseniderogantimonider,ofte sammen med jern ogkobber.Av særlig betydning er kobber-kobolt-nikkelholdigpyrrhotitt(Fe_1−xS) som finnes i store mengder iOntarioiCanada.Den inneholder kobber somchalkopyritt,CuFeS₂,og nikkel som entlanditt, (Ni,Fe)₉S₈,og dessuten spor avgull,sølvogplatina.Nikkelinnholdet i dissemalmenevarierer fra 0,4 til 3 prosent.

Lignende sulfidforekomster finnes også iRussland,Finland,USAogSør-Afrika.Av andre mineraler basert på sulfider, arsenider og antimonider kan nevnesmilleritt,NiS,nikkelin(nikkolitt, rødnikkelkis), NiAs, rammelsbergitt (hvitnikkelkis), NiAs₂,gersdorffitt(arsenikkglans), NiAsS ogullmannitt(antimon-nikkelglans), NiSbS. Av vesentlig betydning for fremstilling av nikkel er mange malmer som hovedsakelig består av nikkel–magnesiumsilikater og -oksider.Et viktigsilikatergarnieritt,(Ni,Mg)₃Si₂O₅(OH)₂·nH₂O. Det finnes blant annet i Russland,Brasilog påFilippinene.

Syrer somsaltsyreogsvovelsyreløser nikkel ved oppvarming og danner grønne løsninger av tilsvarendesalter.Rent nikkel løses ikke i konsentrertsalpetersyre,fordi metallet dapassiveres.

Nikkel har vanligvisoksidasjonstall+II i uorganiske forbindelser. Med spesielleoksidasjonsmidler,for eksempel Br₂,Cl₂eller NaOCl i basiske løsninger, kan nikkeloksideresvidere til oksidasjonstrinn +III og under visse forhold til +IV.

Nikkel danner mangekompleks-ioner.I disse er oksidasjonstall +II vanlig, men nikkel kan i komplekser også opptre med oksidasjonstall fra −I til +III.

Nikkelmetall fremstilles ved forskjellige metoder. Sulfidiske malmer anrikes først med mekaniske metoder og blir deretter delvisrøstetfor å fjerne en del avsvovelet.Jernet skilles fra som et silikatslagg, og til slutt fås en såkalt «matte» som inneholder 40–50 prosent nikkel, 20–35 prosent kobber, og noe kobolt og jern – alle hovedsakelig som sulfider – samt sølv og andreedelmetaller.

Mattenopparbeides på forskjellig vis. Ved Glencore Nikkelverk AS iKristiansander utgangspunktet en råmatte som importeres fra Canada. Nikkel, kobolt, jern og mindre mengder av noen andre metallerutlutesmed klorgass til en nikkelkloridløsning. Kobber, svovel og edelmetallene forblir uløst og filtreres fra. De andre metallene skilles fra kloridløsningen gjennom nye rensetrinn, og sluttproduktet er en ren nikkelkloridløsning. Nikkel fremstilles deretter vedelektrolyse,og klorgassen som også dannes, returneres og brukes om igjen for utluting av ny matte.

I mondprosessen fra 1889 blir matten røstet, kobberoksidet fjernes ved utluting med svovelsyre, og den nikkelholdige resten blir deretter redusert med hydrogen eller vanngass. Metallpulveret som dannes blir videre raffinert ved å varme det opp i en strøm avkarbonmonoksidved 60–80 °C. Derved dannes flyktig tetrakarbonylnikkel etter dennereaksjonsligningen:

Ni + 4CO → Ni(CO)₄

Ved oppvarming til 180 °C spalteskarbonylettil nikkelmetall og karbonmonoksid, som resirkuleres og brukes på nytt. Ingen andre metaller danner/spalter karbonyler under samme betingelser, og prosessen gir et svært rent metall, 99,9–99,99 prosent.

Garnieritt,som også spiller en viktig rolle i nikkelproduksjon, blir opparbeidet medgips,koksog andre slaggdannende stoffer til en oksidisk matte for viderebehandling. Våtveismetoder, der nikkel felles fra løsninger i vann vedreduksjonmed hydrogen ved høye trykk og temperaturer, blir også brukt i nikkelfremstilling.

I siste halvdel av 1800-tallet ble nikkel produsert i betydelige mengder iNorge.Det første nikkelverket varEspedalen nikkelverk,som kom i drift i 1848, og i følgende år ble flere andre anlagt. Produksjonen avtok i og med oppdagelsen av store nikkelforekomster blant annet i Canada ogNy-Caledonia.

Den langt viktigste anvendelsen av nikkel er som legeringstilsetning for blant annet jern og stål, kobber,sinkogaluminium,og som basismetall forsuperlegeringerfor anvendelse ved høye temperaturer. Legeringene karakteriseres generelt ved korrosjons- og varmebestandighet og har mange anvendelser i blant annet maskiner, motorer, konstruksjoner, elektrisk motstandsmateriale, magneter og myntmetall. Senikkellegeringer.

Rent nikkel har forholdsvis begrenset anvendelse, men brukes i store mengder tilforniklingfor å fremme korrosjonsbestandighet.

Nikkel blir også brukt iakkumulatorer,for eksempel edisonbatteriet og nikkel-kadmium-batteriet. Finfordelt nikkel blir dessuten brukt somkatalysatorvedhydrogeneringsreaksjoner.

Navnet nikkel henger sammen med at saksiske bergmenn allerede imiddelalderenhadde støtt på et mineral som de mente var et kobbermineral. Fordi de ikke greide å utvinne kobber av det, kalte de mineralet kobbernikkel, det vil si kobber som var forhekset av bergtrollet,Nickel,jamførkobolt.Mineralet, som senere fikk navnet rødnikkelkis (nikkelin), er et nikkelarsenidmineral, NiAs. Fra dette ble også metallisk nikkel første gang fremstilt avAxel Fredrik Cronstedti 1751.

Metallet har også, sannsynligvis uten å være kjent, vært brukt i form av forskjelligekobberlegeringerlangt tilbake i tiden. For eksempel inneholderbronsegjenstanderfraUr(3500 fvt.) ogKisj(3000 fvt.) iMesopotamia2–3 prosent nikkel. 4000 år gamle bronsegjenstander fraMohenjo-DaroiIndiaog fraEgyptinneholder også nikkel, og 2000 år gamle mynter fra kongeriketBaktriai Nord-Afghanistaner laget av en legering med 75–80 prosent kobber og 18–20 prosent nikkel. De har dermed en sammensetning som ligger nær opptil nåtidens nikkelmynter.

IKinakjente man også tidlig til et kobber-nikkelholdig mineral som ble brukt til å fremstille et hvitt metall,pakfong(av kinesiskpaky,'hvit', ogfong,'kobber').

I moderne tid var det først omkring 1825 at man iTysklandogStorbritannialyktes i å fremstille lignende legeringer som blant annetnysølvogalpakka.

De fysiologiske virkningene av nikkel er lite kjent. Nikkelmetall og nikkellegeringer kan fremkallenikkelallergiog betennelser i huden. I form av støv og damp kan også nikkel fremkallekreft.

• nikkelallergi
• nikkellegeringer
• nikkelmalm
• nikkeloksider
• metall
• grunnstoff
• periodesystemet