(一)镍的用途
镍具有高度的化学稳定性,加热到700-800℃时仍不氧化。镍能耐氟、碱、盐水和多种有机物质的腐蚀,在浓硝酸中表面钝化而具有耐蚀性,在盐酸、稀硫酸和稀硝酸中反应缓慢。镍系磁性金属,具有良好的韧性,有足够的机械强度,能经受各种类型的机械加工(压延、压磨、焊接等)。
纯镍特别是镍合金在国民经济中获得广泛的应用。镍具有良好的磨光性能,故纯镍用于镀镍技术中。特别值得指出的是纯镍还用在雷达、电视、原子能工业、远距离控制等现代新技术中。在火箭技术中,超级的镍或镍合金用作高温结构材料。
镍粉是粉末冶金中制造各种含镍零件的原料,在化学工业中广泛用作催化剂。
镍的化合物是粉末冶金中制备碱性电池,硫酸镍主要用于制备镀镍的电解液,蚁酸镍则用于油脂的氢化,氢氧化亚镍用于制备碱性电池,硝酸镍还可以要陶瓷工业中用作棕色颜料。但是,纯镍金属和镍盐在现代工业 用途中消耗不多,而主要是制成合金使用。
随着我国改革开放,工业技术飞速发展,电气工业、机械工业、建筑业、化学工业等对镍的需求也愈来愈大。概括起来镍的用途可分六类
1、作金属材料,包括制作不锈钢、耐热合金钢和各种合金等3000多种,占镍消费量的70%以上,其中典型的金属材料有:
镍-铬基合金,如康镍合金,含镍80%、铬14%。能耐高温,断裂强度大,专用于制作燃气涡轮机、喷气发动机等。
镍-铬-钴合金,如IN-939,含Ni50%、Cr22.5%、Co19%。其机械强度大,耐海水腐蚀性强,帮专用于制作海洋舰船的涡轮发动机。
镍-铬-钼合金,如IN-586,含Ni65%、Cr25%、Mo10%。为耐高温合金,如在1050℃时仍不氧化发脆,特别是焊接性能较佳。
铜-镍合金如IN-868,含Ni15%、Cu80%。耐蚀、导热和压延性能俱佳,广泛用于船舶和化学工业。
钛-镍形状记忆合金,特点是在加温下能恢复原有形壮,用于医疗器械等领域。
储氢合金,为金属间化合物,特点是能在室温下吸收氢气生成氢化物,加热到一定温度时,又可将吸收的氢气释放出来,此特性为热核反应及太阳能源的能量储存及输送提供了较大的灵活性。此类较多,如LaNi5、axNi5Ce1-x、Ti-Ni、Ni-Nb、Ni-V及LaNi5-Mg等。
2、用于电镀,其用量约占镍消费量的15%。主要用在钢材及其他金属材料的基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的表面层,其防腐性能要比镀锌层高15%-20%。[next]
3、在石油化工的氢化过程中作催化剂。在煤的气化过程中,当用CO和H2合成甲烷时发生下列反应:
CO+3H2→CH4+H2O(温度800℃、催化剂)
常用的催化剂为高度分散在氧化铝基体上的镍复合材料(Ni25%-27%)。这种催化剂不易被H2S、SO2所毒化。
4、用作化学电源,是制作电池的材料。如工业上已生产的Cd-Ni、Fe-Ni、Zn-Ni电池和H2-Ni密封电池。
5、制作颜料和染料。其最主要的是组成黄橙色颜料,该颜料由TiO2、NiO和Sb2O3的混全料在800℃下煅烧而成,覆盖能力强,具有金红石结构,故化学性能稳定。
6、制作陶瓷和铁素体。如陶瓷工业上常用NiO作着色剂,此外还能增加料坯与铁素体间的粘结性,并使料坯表面光洁致密。铁素体是一种较新的陶瓷材料,主要用于高频电器设备。
(二)镍的消费量
近几年世界镍消费量统计数字如下:
年份 1998 1999 2000 2001 2002
消费量/kt 1009.2 1081.6 1122.5 1099.9 1171.5
消费最多的国家有日本、美国和德国。
现在,我国已成为世界第一大不锈钢消费国、世界最大的生产和消费国,还是世界最大的硬质合金生产国和人造金刚石的生产大国,而应用于这些领域中的原材料也因此表现出了旺盛的需求,其中包括镍的钴内仅2003年镍的消费量已达到近120kt以上,钴的消费量也过到6700t,均居世界前列。2001年,我国镍的消费组成如下表所示。
下表 我国2001年镍的消费组成 | |||
消耗镍的部门 | 消费量/kt | 消费比例/% | 说明 |
不锈钢 | 45 | 60 | 生产不锈钢75kt |
电镀(镍网) | 20 | 26.7 |
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电池 | 5 | 6.7 |
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触媒 | 1.5 | 2 |
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军工 | 2 | 2.7 |
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其他 | 1.5 | 1.9 |
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合计 | 75 | 100 |
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