Химия никеля
Другие рефераты
Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра Химии
Реферат на тему:
Химия никеля.
Исполнитель: Адамчик Ю.В. гр. 104312
_______________________
Руководитель: Медведев Д.И.
_______________________
Минск-2003
Содержание.
|стр. |
| |Введение |3 |
| |Распространение в природе |4 |
| |Получение |7 |
| |Физические и химические свойства |8 |
| |Никелевые сплавы |11 |
| |Применение никеля в технике |15 |
|5.1|Применение чистого никеля |16 |
|5.2|Применение никелевых сплавов |21 |
| |Заключение |22 |
| |Литература |25 |
Введение.
Основой современной техники являются металлы и металлические
сплавы. Разнообразные требования к металлическим материалам возрастают
по мере развития новых отраслей техники.
В наше время успешно и все более широко используется атомная энергия в
мирных целях, предъявляя высокие требования к новым материалам с особыми
свойствами; реактивная техника, теоретические основы которой были
разработаны нашими учеными многие десятки лет назад, могла стать на службу
советского народа только после того, как были созданы и внедрены
специальные жаропрочные сплавы. Прогрессивно развивающиеся отрасли
промышленности — химическая, нефтяная, машиностроение, транспорт и другие —
основываются на широком применении высокопрочных железных, никелевых и
других сплавов. Среди главнейших в современной технике металлов никелю
принадлежит одно из первых мест. Хотя по распространенности в природе
никель занимает среди металлов только тринадцатое место, однако по степени
его значения в технике он стоит наравне с железом, алюминием, хромом и
другими важнейшими металлами.
Никель обладает ценными химическими и высокими механическими свойствами.
Благодаря хорошей пластичности из никеля можно получать разнообразные
изделия методом деформации в горячем и холодном состоянии. Основным
объектом применения никеля являются металлические сплавы. В этих сплавах
никель является или основой, или одним из важных легирующих элементов,
придающих сплавам те или иные необходимые свойства. Не случайно, что в
течение многих лет в общем потреблении никеля расход его качестве сплавов
или легирующего элемента составляет более 80%. Остальная часть никеля
применяется в чистом виде (8%) и для никелевых защитных покрытий (около
10%).
В качестве сплавов никель нашел широкое применение в виде жаропрочных,
кислотостойких, магнитных материалов, сплавов с особыми физическими
свойствами. Особенно большое значение имеет применение никеля в качестве
легирующего элемента в специальных сталях и сплавах. О большом разнообразии
составов никелевых сплавов свидетельствует то, что по сведениям,
опубликованным в последние годы, имеется более 3000 описанных в литературе
составов никелевых сплавов, содержащих различные элементы в разных
пропорциях и предназначенных для различных целей.
1. Распространение в природе.
Никель - элемент земных глубин (в ультраосновных породах мантии его 0,2%
по массе). Существует гипотеза, что земное ядро состоит из никелистого
железа; в соответствии с этим среднее содержание Н. в земле в целом по
оценке около 3%. В земной коре, где никеля 5,8Ч10-3%, он также тяготеет к
более глубокой, так называемой базальтовой оболочке. Ni в земной коре -
спутник Fe и Mg, что объясняется сходством их валентности (II) и ионных
радиусов; в минералы двухвалентных железа и магния никеля входит в виде
изоморфной примеси. Собственных минералов никеля известно 53; большинство
из них образовалось при высоких температурах и давлениях, при застывании
магмы или из горячих водных растворов. Месторождения никеля связаны с
процессами в магме и коре выветривания. Промышленные месторождения никеля
(сульфидные руды) обычно сложены минералами никеля и меди. На земной
поверхности, в биосфере никеля - сравнительно слабый мигрант. Его
относительно мало в поверхностных водах, в живом веществе. В районах, где
преобладают ультраосновные породы, почва и растения обогащены никелем.
Никель в нечистом виде впервые получил в 1751 шведский химик А.
Кронстедт, предложивший и название элемента. Значительно более чистый
металл получил в 1804 немецкий химик И. Рихтер. Название никель происходит
от минерала купферникеля (NiAs), известного уже в 17 в. и часто вводившего
в заблуждение горняков внешним сходством с медными рудами (нем. Kupfer -
медь, Nickel - горный дух, якобы подсовывавший горнякам вместо руды пустую
породу). С середины 18 в. никель применялся лишь как составная часть
сплавов, по внешности похожих на серебро. Широкое развитие никелевой
промышленности в конце 19 в. связано с нахождением крупных месторождений
никелевых руд в Новой Каледонии и в Канаде и открытием "облагораживающего"
его влияния на свойства сталей. История происхождения никеля и нахождения
его в природе имеет большое познавательное значение. Никелъ и его аналоги —
железо 'и кобальт — не только встречаются в недрах Земли, но и являются
основными составляющими космических тел, попадающих на нашу планету в виде
отдельных осколков — метеоритов или аэролитов. Эти тела, издавна известные
как метеоритное железо, являются в основном сплавами железа с разным
содержанием никеля и кобальта. Поэтому историю никеля можно рассматривать
не только как историю происхождения и распределения его в геосферах Земли,
но и как историю космоса и историю происхождения метеоритов. Она может быть
прослежена начиная от недр Земли, ее различных глубинных геосфер и кончая
метеоритами. Результаты исследовании метеоритов могут быть сопоставлены с
новейшими исследованиями синтетических никелевых сплавов, в какой-то
степени повторяющих природные химические составы железо-никелевых сплавов,
входящих в основу метеоритных железных сплавов. Таким образом, никель
является одним из древнейших металлов, обнаруженных совместно" с железом в
самородном состоянии, а также в виде различных минеральных образований. В
своем знаменитом труде «Опыт описательной минералогии» В, И. Вернадский
уделил много внимания описанию самородных элементов. Он впервые подробно
осветил вопрос о самородном железе и самородных сплавах железа с никелем.
Залежи полезных ископаемых, содержащие никель в количествах, при которых
экономически целесообразно его извлечение. Используемые в промышленном
производстве Н. р. подразделяются на сульфидные медно-никелевые и
силикатные. В сульфидных медно-никелевых рудах главными минералами являются
пентландит, миллерит, халькопирит, кубанит, пирротин, магнетит, нередко
сперрилит. Месторождения этих руд принадлежат к магматическим образованиям,
приуроченным к кристаллическим щитам и древним платформам. Они
располагаются в нижних и краевых частях интрузий норитов, перидотитов,
габбродиабазов и др. пород основной магмы. Образуют залежи, линзы и жилы
сплошных богатых и зоны менее богатых вкраплённых руд, характеризуемые
различным соотношением пентландита к сульфидам меди и пирротину. Широким
распространением пользуются вкрапленные, брекчиевидные и массивные руды.
Содержание никеля в сульфидных рудах колеблется в пределах от 0,3 до 4% и
более; соотношение Cu: Ni варьирует от 0,5 до 0,8 в слабомедистых и от 2 до
4 в высокомедистых сортах руд. Кроме Ni и Cu, из руд извлекается
значительное количество Со, а также Au, Pt, Pd, Rh, Se, Te, S.
Месторождения медно-никелевых руд известны в СССР в районе Норильска и в
Мурманской области (район Печенги), за рубежом - в Канаде и Южной Африке.
Силикатные Н. р. представляют собой рыхлые и глиноподобные породы коры
выветривания ультрабазитов, содержащие никель (обычно не менее 1%). С
корами выветривания серпентинитов площадного типа связаны руды, в которых
никельсодержащими минералами являются: нотронит, керолит, серпентин, гётит,
асболаны. Эти Н. р. характеризуются обычно невысоким содержанием Ni, но
значительными запасами. С корами выветривания трещинного, контактово-
карстового и линейно-площадного типов, формирующимися в сложных
геологотектонических и гидрогеологических условиях, связаны более богатые
руды. Главными минералами в них являются гарниерит, непуит, никелевый
керолит, ферригаллуазит. Среди силикатных руд выделяются железистые,
магнезиальные, кремнистые, глинозёмистые разности, обычно смешивающиеся для
металлургической переработки в определённых соотношениях. Механическому
обогащению Н. р. не поддаются. В силикатных Н. р. содержится кобальт при
соотношении Со: Ni порядка 1: 20 - 1: 30. В некоторых месторождениях
совместно с силикатными Н. р. залегают железо-никелевые руды
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
