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El níquel es un metal fuerte, brillante y plateado que es un elemento básico de nuestra vida cotidiana y se puede encontrar en todo, desde las baterías que alimentan nuestros controles remotos de televisión hasta el acero inoxidable que se utiliza para hacer que nuestra cocina se hunda.
Propiedades:
- Símbolo atómico: Ni
- Número atómico: 28
- Categoría del elemento: Metal de transición
- Densidad: 8. 908 g / cm 3
- Punto de fusión: 2651 ° F (1455 ° C)
- Punto de ebullición: 5275 ° F (2913 ° C)
- Dureza de Moh: 4. 0
Características:
El níquel puro reacciona con el oxígeno y, por lo tanto, rara vez se encuentra en la superficie de la tierra, a pesar de ser el quinto elemento más abundante en (y en) nuestro planeta. En combinación con el hierro, el níquel es extremadamente estable, lo que explica tanto su presencia en minerales que contienen hierro como su uso efectivo en combinación con el hierro para fabricar acero inoxidable.
El níquel es muy resistente y resistente a la corrosión, por lo que es excelente para el fortalecimiento de las aleaciones metálicas. También es muy dúctil y maleable, propiedades que permiten que sus muchas aleaciones tengan forma de alambre, varillas, tubos y láminas.
Historia:
El níquel puro fue extraído por primera vez por el barón Axel Fredrik Cronstedt en 1751, pero se sabía que existía mucho antes. Los documentos chinos de alrededor de 1500 aC hacen referencia al "cobre blanco" ( baitong ), que muy probablemente era una aleación de níquel y plata. Los mineros alemanes del siglo XV, que creían que podían extraer cobre de minerales de níquel en Sajonia, se refirieron al metal como kupfernickel - 'el cobre del diablo' - en parte debido a sus inútiles intentos de extraer cobre del mineral, pero también es probable que se deba en parte a los efectos en la salud causados por el alto contenido de arsénico en el mineral.
En 1889, James Riley hizo una presentación en el Instituto de Hierro y Acero de Gran Bretaña sobre cómo la introducción del níquel podría fortalecer los aceros tradicionales. La presentación de Riley dio como resultado un conocimiento cada vez mayor de las propiedades de aleación beneficiosas del níquel y coincidió con el descubrimiento de grandes depósitos de níquel en Nueva Caledonia y Canadá.
A principios del siglo XX, el descubrimiento de depósitos de mineral en Rusia y Sudáfrica hizo posible la producción a gran escala de níquel. No mucho después, la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial resultaron en un aumento significativo en el acero y, en consecuencia, en la demanda de níquel.
Producción:
El níquel se extrae principalmente de los sulfuros de níquel pentlandita, pirrotita y millerita, que contienen aproximadamente 1% de contenido de níquel, y los minerales lateríticos de hierro que contienen limonita y garnierita, que contienen aproximadamente 4% de contenido de níquel. Los minerales de níquel se extraen en 23 países, mientras que el níquel se funde en 25 países diferentes.
El proceso de separación del níquel depende en gran medida del tipo de mineral.Los sulfuros de níquel, como los que se encuentran en Canadian Shield y Siberia, generalmente se encuentran en las profundidades de la tierra, lo que los hace laboriosos y caros de extraer. Sin embargo, el proceso de separación de estos minerales es mucho más barato que para la variedad laterítica, como los encontrados en Nueva Caledonia. Además, los sulfuros de níquel a menudo tienen el beneficio de contener impurezas de otros elementos valiosos que pueden separarse económicamente.
Los minerales de sulfuro se pueden separar utilizando flotación por espuma y procesos hidrometalúrgicos o magnéticos para crear níquel mate y óxido de níquel.
Estos productos intermedios, que generalmente contienen 40-70% de níquel, se procesan posteriormente, a menudo utilizando el proceso Sherritt-Gordon.
El proceso Mond (o Carbonyl) es el método más común y eficiente para tratar el sulfuro de níquel. En este proceso, el sulfuro se trata con hidrógeno y se alimenta a un horno de volatilización. Aquí se encuentra con monóxido de carbono a aproximadamente 140 ° F ° (60 ° C ° ) para formar gas carbonilo de níquel. El níquel carbonil gas se descompone en la superficie de gránulos de níquel precalentados que fluyen a través de una cámara de calor hasta que alcanzan el tamaño deseado. A temperaturas más altas, este proceso puede usarse para formar polvo de níquel.
Los minerales lateríticos, por el contrario, generalmente se funden mediante métodos pirominámicos debido a su alto contenido de hierro. Los minerales lateríticos también tienen un alto contenido de humedad (35-40%) que requiere secado en un horno rotatorio.
Produce óxido de níquel, que luego se reduce usando hornos eléctricos a temperaturas entre 2480-2930 ° F (1360-1610 ° C) y se volatiliza para producir metal de níquel de Clase I y sulfato de níquel.
Debido al contenido natural de hierro en los minerales lateríticos, el producto final de la mayoría de las fundiciones que trabajan con estos minerales es el ferroníquel, que puede ser utilizado por los productores de acero después de eliminar las impurezas de silicio, carbono y fósforo.
Por país, los mayores productores de níquel en 2010 fueron Rusia, Canadá, Australia e Indonesia. Los mayores productores de níquel refinado son Norilsk Nickel, Vale S.A. y Jinchuan Group Ltd. En la actualidad, solo un pequeño porcentaje de níquel se produce a partir de materiales reciclados.
Aplicaciones:
El níquel es uno de los metales más utilizados en el planeta. Según el Nickel Institute, el metal se usa en más de 300,000 productos diferentes. Muy a menudo se encuentra en aceros y aleaciones de metales, pero también se utiliza en la producción de baterías e imanes permanentes.
Acero inoxidable:
Alrededor del 65% de todo el níquel producido va al acero inoxidable.
Los aceros austeníticos son aceros inoxidables no magnéticos que contienen altos niveles de cromo y níquel y bajos niveles de carbono. Este grupo de aceros, clasificados como inoxidable de la serie 300, se valora por su formabilidad y resistencia a la corrosión. Los austeníticos son el grado más utilizado de acero inoxidable.
La gama austenítica de aceros inoxidables que contiene níquel se define por su estructura cristalina cúbica centrada en la cara (FCC), que tiene un átomo en cada esquina del cubo y uno en el medio de cada cara.Esta estructura de grano se forma cuando se agrega una cantidad suficiente de níquel a la aleación (ocho a diez por ciento en una aleación estándar de acero inoxidable 304).
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Fuentes:
Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metales al servicio del hombre . 11ª Edición (1998).
USGS. Resúmenes de productos minerales: níquel (2011).
Fuente: // minerals. usgs. gov / minerals / pubs / commodity / nickel /
Encyclopedia Britannica. Níquel.
Fuente: // www. britannica. com / EBchecked / topic / 414238 / nickel-Ni
Perfil de metal: níquel
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