2023/09/19
人們已在距今2000多年的金屬人工制品中發(fā)現(xiàn)了鎳。鎳元素最早是由瑞典礦物學(xué)家阿·科隆斯杰特于1751年發(fā)現(xiàn)并分離的。到了19世紀(jì)，鎳憑借在電鍍及“鎳銀合金”（德國(guó)銀：鎳與銅和鋅結(jié)合）等合金中的應(yīng)用廣為人知。這種合金得名于其顏色，但實(shí)際上根本不含銀！
鎳的名稱源自撒克遜詞語(yǔ)“Kupfernickel”，即“假銅”，因?yàn)?5世紀(jì)的采礦者認(rèn)為這種棕紅色的礦石看起來(lái)像銅，但開(kāi)采起來(lái)非常困難，而且認(rèn)為它對(duì)身體有毒性（實(shí)際上有毒的是砷）。
1857年，美國(guó)首次在鑄幣中使用鎳銅合金。其中的“鎳”并非純鎳，直到1881年純鎳才在瑞士用于鑄幣。不銹鋼是在20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的，而鎳在很多普通等級(jí)的不銹鋼中發(fā)揮了非常有利的作用——現(xiàn)在仍是如此。人們發(fā)現(xiàn)鎳基合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐高溫性，因此它常被化工廠使用，也讓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。憑借這些開(kāi)發(fā)成果，鎳的需求量在20世紀(jì)增長(zhǎng)迅猛，而且這個(gè)勢(shì)頭延續(xù)至今。
作為地球上第五種最豐富的自然元素，鎳對(duì)于某些植物的生命是必須的。在隕石，地球深處和近地表礦石中都可以發(fā)現(xiàn)鎳。鎳在環(huán)境中的天然含量隨地理位置的不同而顯著不同。鎳是植物類食物的成分之一。農(nóng)作物中富含鎳，所以它出現(xiàn)在我們每天所吃的食品中，尤其是豆類、豌豆、扁豆、可可產(chǎn)品（巧克力）和燕麥。我們每天會(huì)攝取150-300微克的鎳。
01金屬鎳
鎳是一種有光澤、銀白色的天然金屬元素。鎳是地球上第五豐富的元素，而且廣泛存在于地殼中。但大部分鎳存在于無(wú)法觸及的地核中。
金屬鎳的主要特性
高熔點(diǎn)（1453℃）
耐腐蝕、耐氧化、有催化性
延展性極高
容易鑄成合金
在室溫下有磁性
可通過(guò)電鍍沉積
| 名稱 | 鎳 |
| 化學(xué)符合 | Ni |
| 原子序數(shù) | 28 |
| 原子量 | 58.71 |
| 熔點(diǎn) | 1453℃ |
| 沸點(diǎn) | 2730℃ |
| 密度 | 8.90克/立方厘米（25℃） |
| 居里溫度 | 253℃ |
憑借這些特性，鎳在消費(fèi)、工業(yè)、軍事、交通運(yùn)輸、航天、船舶和建筑領(lǐng)域的30多萬(wàn)種制品中被廣泛使用。最主要的用途是鑄造合金――尤其是與鉻及其他金屬鑄成合金以生產(chǎn)不銹鋼和耐熱鋼。這些鋼材被用于制作炊具、洗碗槽等，還被用在建筑物、食品加工設(shè)備、醫(yī)療器械和化工廠等中。
約有65％的鎳產(chǎn)量用于生產(chǎn)不銹鋼。另有20％的產(chǎn)量在其他鋼合金及有色金屬合金中使用――往往用于高度專業(yè)化的工業(yè)、航天和軍事應(yīng)用。約有9％的產(chǎn)量用于電鍍，還有6％的產(chǎn)量用于其他用途，包括鑄幣、電子器件以及便攜設(shè)備和混合動(dòng)力車的電池。上述應(yīng)用中，在不降低性能或提高成本的情況下無(wú)法用其他材料取代鎳。
鎳對(duì)于維持植物健康至關(guān)重要。因此，它自然存在于大多數(shù)蔬菜、水果和堅(jiān)果以及用它們生產(chǎn)的食品中——例如巧克力和葡萄酒。
02鎳的生產(chǎn)
鎳主要以氧化物、硫化物和硅酸鹽的形式自然存在。23個(gè)國(guó)家對(duì)鎳礦石進(jìn)行開(kāi)采，25個(gè)國(guó)家對(duì)鎳礦石進(jìn)行冶煉或精煉。主要生產(chǎn)國(guó)為俄羅斯、加拿大、新喀里多尼亞、澳大利亞、印度尼西亞、古巴、中國(guó)、南非、多米尼加共和國(guó)、博茨瓦納、哥倫比亞、希臘和巴西。挪威、芬蘭、法國(guó)、日本和英國(guó)也有大型鎳精煉廠。原鎳是以鐵鎳合金、氧化鎳及其他化學(xué)品的形式生產(chǎn)和使用的，以純金屬鎳形式生產(chǎn)和使用的數(shù)量也差不多。鎳很容易從諸多應(yīng)用中被回收利用，而且有大量的再生鎳或“廢”鎳用于對(duì)新采鎳的補(bǔ)充。
全世界新鎳或原鎳的年產(chǎn)量和使用量只有140萬(wàn)噸左右，而銅的年產(chǎn)量和使用量為1000萬(wàn)噸，鋼的年產(chǎn)量和使用量接近8億噸。有很多種不同的鎳礦石，而且從這些礦石中提取鎳及其他金屬的方式也多種多樣。
03為什么選擇鎳
含鎳材料在我們的日常生活中發(fā)揮著重要作用——食品制作設(shè)備、手機(jī)、醫(yī)療器械、交通運(yùn)輸、建筑物、發(fā)電……選擇含鎳材料是因?yàn)樗鼈兣c其他材料相比具有更好的耐腐蝕性、韌性、高低溫強(qiáng)度和多種特殊的磁性和電子性質(zhì)。最重要的含鎳材料為鐵、鎳與鉻合金，其中不銹鋼（含鎳量一般為8%-12％）數(shù)量最大。鎳基合金——如含鎳量較高的不銹鋼，用在標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格的地方（燃?xì)廨啓C(jī)和一些化工廠）。另外，鐵鎳合金被用在電子器件和專業(yè)工程領(lǐng)域；銅鎳合金用于鑄幣和船舶工程。日常使用的含鎳合金約有3000種。每年約90％的新鎳被購(gòu)買用于生產(chǎn)合金，這其中的三分之二用于生產(chǎn)不銹鋼。
金屬鎳以“鍍鎳”或“無(wú)電鍍鎳鍍層”或“電鑄成型”的形式制成耐磨裝飾鍍層和工程鍍層。金屬鎳與鉻表層配合使用時(shí)一般稱“鍍鉻”。如果與碳化硅結(jié)合，則稱“復(fù)合電鍍”。鎳是一些充電電池系統(tǒng)的關(guān)鍵組分，這些系統(tǒng)用于電子器件、電動(dòng)工具、交通運(yùn)輸和應(yīng)急電源，如今最重要的是鎳氫電池（NiMH）。
鎳還是提高化學(xué)反應(yīng)效率的多種催化劑的主要成分。
鎳使用量每年增長(zhǎng)約4％，而含鎳不銹鋼的使用量每年增長(zhǎng)約6％。目前使用量增長(zhǎng)最快的國(guó)家是剛開(kāi)始迅速工業(yè)化的國(guó)家，尤其是亞洲國(guó)家。在這些國(guó)家，含鎳材料被用于翻新基礎(chǔ)設(shè)施，滿足工業(yè)和日常材料需求。大多數(shù)含鎳產(chǎn)品都有很長(zhǎng)的使用壽命，平均使用壽命約為25-35年。含鎳產(chǎn)品往往能以最佳方案解決實(shí)際問(wèn)題，且總成本較低，同時(shí)能更高效地利用資源（包括能源）。使用壽命終結(jié)時(shí)，可回收和再生含鎳產(chǎn)品以供將來(lái)使用，且能重復(fù)使用。鎳是全球再生程度最高的材料之一，它主要以合金的形式被回收和再生。不銹鋼產(chǎn)品中大約一半的鎳來(lái)自回收和再生。
鎳對(duì)很多國(guó)家具有極大的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略價(jià)值，這從相關(guān)終端使用行業(yè)的高度多樣化即可看出。鎳的交易場(chǎng)所為倫敦金屬交易所?？偛吭O(shè)在葡萄牙里斯本的國(guó)際鎳業(yè)研究組織是一家政府間機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)發(fā)布每月鎳供需統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)也是鎳業(yè)動(dòng)態(tài)資料和觀點(diǎn)的交流論壇。
鎳及鎳化合物在某些情形下可能與毒性、致癌性和皮膚過(guò)敏有關(guān)。與鎳危害有關(guān)的大多數(shù)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生在鎳生產(chǎn)和精煉中采用的某些復(fù)雜工藝中。這些風(fēng)險(xiǎn)都已被人熟知，且通過(guò)具體的工作場(chǎng)所監(jiān)管措施得到管控。在業(yè)界人士看來(lái)，使用鎳、含鎳合金或含鎳產(chǎn)品一般不會(huì)產(chǎn)生重大風(fēng)險(xiǎn)，但珠寶首飾中鎳和某些鎳合金的使用除外。鎳的使用在改善健康、安全和環(huán)境保護(hù)中起到的實(shí)際作用很大。
