Никелин – история, полезные свойства и описание камня

• Свойства
• Где купить
• Фотографии
• Статьи
• Месторождения

Никелин – минерал, арсенид никеля из группы никелина. Синонимы: Красный никелевый колчедан, купферникель, никкелит.

Химический состав

Никель (Ni) 43,9%, мышьяк (As) 66,1%, примеси: железо (Fe) до 2,7%, сера (S) до 5%.
Раствор в HNO3 имеет яблочно-зелёный цвет, от прибавления аммиака раствор становится голубым. С диметилглиоксимом даёт густой розовый осадок.

Основные диагностические признаки

Медно-красный цвет; высокая плотность и твердость; отсутствие спайности; черная черта; вторичные продукты изменения бледно-зеленого цвета.

Кристаллическая структура

Кристаллическая структура никелина характеризуется гексагональной структурой с плотнейшей упаковкой атомов мышьяка и заполнением всех октаэдрических пустот атомами никеля. Она может быть получена также из примитивной гексагональной упаковки атомов никеля заполнением половины из числа тригональных призм атомами мышьяка. Таким образом, каждый атом мышьяка окружен шестью атомами никеля по тригональной призме, а каждый атом никеля – шестью атомами мышьяка по октаэдру. Кроме того, каждый атом никеля близок к двум другим атомам никеля (по вертикали), являющимся также его ближайшими соседями. Этим объясняется особенность кристаллических структур подобного типа, которая выражается в том, что связь атомов в данных структурах отчасти обладает признаками ионной, а отчасти металлической связи. Это сказывается не только на повышении таких свойств, как отражательная способность, электропроводность и др., но также на некотором непостоянстве состава соединений, кристаллизующихся в структуре этого типа.

Чаще всего встречается в гидротермальных месторождениях пятиэлементной (Co-Ni-Ag-Bi-U) формации, иногда в значительных количествах в виде вкрапленности или сплошных масс. В парагенезисе с ним нередко наблюдаются диарсениды никеля – хлоантит, раммельсбергит, иногда самородный висмут, самородное серебро и др. В процессе выветривания за счет никелина образуется аннабергит. На выветрелой поверхности характерны налёты зелёных охр, состоящих преимущественно из аннабергита.

Месторождения

В России наиболее интересные находки никелина были сделаны в Берикульском золоторудном месторожденин в Кемеровской области (Западная Сибирь). Вместе с другими арсенидами никеля (раммельсбергитом, герсдорфитом и др.) наблюдался в виде сплошных масс неправильной гнездообразной формы в прожилках карбонатов. Никелин совместно с диарсенидами и сульфоарсенидами никеля и кобальта слагает концентрически-зонные почковидные агрегаты с поздним доломитом на место- рождении Хову-Аксы (Тува). В Белореченском месторождении (Краснодарский край) никелин с раммельсбергитом и урановыми чернями формирует ветвистые сфероидолитовые дендриты, заключенные в карбонатный жильный материал.
Из иностранных точек – некоторые жильные гидротермальные месторождения Рудных гор (Саксония) так называемой кобальтоникелево-серебряной формации с самородным висмутом (тип Шнееберг); известное месторождение Кобальт в Онтарио, Канада (в ассоциации с сульфидами и арсенидами никеля и кобальта, а также самородным серебром и другими минералами.

Никелинсодержащие руды при значительных запасах могут являться рудой на никель.

Никелин

Синонимы: Купферникель (Хиэрне, 1694); красный никелевый колчедан (Глокер, 1839); никколин, никколит (Дана, 1868, 1892).

Минерал назван по составу (Ведан, 1832). Никель — бранное слово саксонских горняков в средние века (троль, гном).

Английское название минерала Никелин – Niссоlite.

• Химический состав
• Разновидности
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства. Прочие свойства
• Диагностические признаки. Спутники.
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить

Формула

Химический состав

Химический теоретический состав: Ni — 43,92; As — 56,08. В качестве изоморфной примеси обычно содержит Sb; роль S, отмечаемой анализами, не выяснена; в небольших количествах содержит Fe, реже —Со, BI, Cu. Анализы в основном старые, они не сопровождались оптическим и рентгеновским изучением.

Разновидности

Арит — arite — никелин, содержащий до 6% Sb. Известен в Лабинском месторождении Краснодарского края и в руднике Ар в Нижних Пиренеях (Франция) .

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Гексагональная. D_6h 4 —С6₃/mmс; а₀ = 3,609; с₀ = 5,019 А; а₀ : с₀ = 1 : 1,3905; Z = 2 (Фабер).

Класс симметрии. Дигексагонально-бипирамидальный.

Кристаллическая структура

Главные формы:

Структура никелина (Аминов) представляет плотнейшую гексагональную упаковку, в которой все октаэдрические пустоты заняты атомами Ni. Каждый атом Ni окружен шестью атомами As по октаэдру, а каждый атом As — шестью атомами Ni по тригональной призме.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы редки, призматические или таблитчатые по с (0001). Грани кристаллов часто искажены и горизонтально исштрихованы.

Часты двойники по (1011), изредка четверники.

Агрегаты. Обычно сплошные зернистые агрегаты и почковидные образования со столбчатой и радиально-лучистой структурой; иногда сетчатые и дендритовидные выделения; редко мелкие хорошо образованные кристаллы.

Физические свойства

Оптические

Черта Темно-бурая, черная с сильным металлическим блеском.

Механические

Спайность несовершенная по (1010).

Химические свойства

Легко растворяется в НNO₃ и царской водке. В полированных шлифах травится HNO₃ (со вскипанием), FeCl₃ и иногда HgCl₂; остальные реактивы не действуют. Характерны микрохимические реакции на Ni; при испытании по методу отпечатков с диметилглиоксимом — малиновое или розовое окрашивание, с рубеановой кислотой — ярко- фиолетовое.

Прочие свойства

Хороший проводник электричества.

Поведение при нагревании. Температура плавления 968°. При нагревании выше 850° диссоциирует по схеме: NiAs → Ni₃As₂ + As . При наличии избытка паров As при 400—450° переходит в диарсенид: NiAs + As → NiAs₂, однако реакция быстро приостанавливается, так как на поверхности зерен образуются плотные корочки диарсенида. При высоких температурах образует твердые растворы с брейтгауптитом, распадающиеся при понижении температуры.

Искусственное получение

Искусственно был получен действием H₂S и паров мышьяковой кислоты на NiCl₂ при красном калении, также нагреванием порошков металлического Ni и As в закрытых кварцевых трубках; выяснено, что NiAs образует непрерывный ряд твердых растворов с NiSb.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Самородный висмут, пирротин, брейтгауптит, маухерит, борнит.

Сопутствующие минералы. Самородный висмут, само-родное серебро, самородный мышьяк, халькопирит, смальтин, прустит, галенит, барит, флюорит, карбонаты.

По внешнему виду в некоторых случаях может быть принят за пирротин или борнит, от которых отличается более высокой твердостью и качественными реакциями. Под микроскопом, в отличие от пирротина, имеет более высокую отражательную способность, в отличие от борнита сильно анизотропен. Под микроскопом в отраженном свете от сходного с ним маухерита никелин отличается сильной анизотропией, двуотражением и более густой красной окраской.

Макроскопически и микроскопически трудно отличим от брейтгауптита — в шлифах никелин менее розовый; надежны только микрохимические реакции.

Происхождение и нахождение

Гидротермальное в жильных месторождениях.

Изменение минерала

В зоне окисления за счет никелина нередко образуются арсенолит, аннабергит и др.

Месторождения

Никелин изредка встречается в магматических месторождениях, связанных с основными и ультраосновными породами. В частности, в ассоциации с маухеритом и хромитом он обнаружен в хромитовом месторождении Лас-Аралес (Малага, Испания), а в парагенезисе с пирротином, пентландитом, халькопиритом, брейтгауптитом и маухеритом — в медно-никелевом месторождении Садбери (Онтарио, Канада). В обоих месторождениях никелин образовался из гидротермальных растворов.

Наиболее часто никелин встречается в гидротермальных месторождениях никеле-кобальтовой и серебряно-никеле-кобальтовой формаций. Для месторождений никеле-кобальтовой формации характерна ассоциация никелина, как второстепенного минерала, со смальтином, хлоантитом, саффлоритом, раммельсбергитом, иногда с самородным висмутом, халькопиритом, герсдорфитом, арсенопиритом обычно в карбонатных жилах, содержащих барит, кварц и др. Таковы Берикульское золоторудное месторождение в Кемеровской обл., Лабинское месторождение в Краснодарском крае и, Хову-Аксы в Тувинской авт. обл., Кальтенберг в Валлисе (Швейцария), Натсюме (Япония) и др.

В месторождениях серебряно-никеле-кобальтовой формации никелин встречается в тесной ассоциации со смальтином, хлоантитом, раммель-сбергитом, парараммельсбергитом, саффлоритом, самородным висмутом, герсдорфитом, самородным серебром, аргентитом, пираргиритом, дискразитом и др. К этому типу относятся Акольское месторождение (Красноярский край), где никелин встречается в карбонатных ншлах в ассоциации с маухеритом, герсдорфитом, самородным серебром и др., Аннаберг и Шнееберг в Саксонии, Мансфельд и Зангерхаузен в Тюрингии (Германия), Андреасберг на Гарце и Рихельсдорф в Гессен-Наесау (Германия), Шладминг в Штирии (Австрия), Пршибрам, Добшина (Чехия), pудник Ар в Нижних Пиренеях (Франция), известное месторождение серебряных и кобальтовых руд Кобальт и месторождение Муз-Хорн в Онтарио, Эльдорадо у Большого Медвежьего озера (Канада). В небольших количествах никелин отмечен во Франклине, шт. Нью-Джерси в Силвер-Клиф, шт. Колорадо (США).

Отдельные минералогические находки никелина отмечаются в магматогенных месторождениях других типов: в железорудных (Тельбесское в Кемеровской обл.), в золоторудных (Козьмодемьянское в Челябинской обл.), в колчеданных (Карабашское,Челябинской обл.), в свинцово-цинковых (Карамазар, Таджикистан).

Для никелина ряда месторождений характерны колломорфные почковидные образования.

Практическое применение

Никелинсодержащие руды при достаточных запасах могут добываться для получения никеля.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах:

Старинные методы. Под паяльной трубкой на угле плавится, дает белый, хрупкий металлический королек, налет As₂O₃ и издает сильный чесночный запах. В закрытой трубке при сильном накаливании на холодных стенках образуется зеркало мышьяка.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах в отраженном свете розовый со слабым кремовым оттенком. Отражательная способность высокая (в %): Ro для зеленых лучей 48,9, для оранжевых — 57,1, для красных — 59,5; Re (соответственно) 42,8, 55,2 и 58,5; по Фолинсби, измеренная при помощи фотоэлемента — 52,6. Двуотражение значительное: Ro— светло-желтовато-розовый, Re — светлый коричневато-розовый. Сильно анизотропен с ясным цветным эффектом — от розовато-желтого до зеленоватого. При скрещенных николях обнаруживается прямое погасание, в диагональных положениях минерал имеет серовато-оранжевую окраску. Характерны зернистые агрегаты, иногда с субмикроскопическими тонкими игольчатыми и радиально-лучистыми индивидуумами; наблюдается структура ледяного узора (без травления), нередки прорастания никелина брейтгауптитом, маухеритом, саффлоритом.

Никель (Ni, Niccolum)

История никеля

Вслед за кобальтом, история которого началась в саксонских горах и была связана с мифическими персонажами – злобными карликами, всячески мешавшими горнякам добывать руду, никель даже название своё получил от имени озорного горного духа, заменявшего медь на купферникель (дьявольскую медь). Никель был открыт в 1751 году шведом Кронштедтом при изучении красного никелевого колчедана. Чуть позже более чистый никель был получен в серии опытов Бергмана.

Общая характеристика никеля

Никель является элементом X группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 28 и атомную массу 58,693. Признанное обозначение – Ni (латинское Niccolum).

Физические и химические свойства

Никель является химически малоактивным, пластичным и ковким переходным металлом, имеет яркий серебристо-белый цвет, при взаимодействии с воздухом поверхность имеет свойство покрываться тонкой оксидной плёнкой.

Суточная потребность в никеле

Суточная потребность в никеле до сих пор чётко не определена, медики и учёные сходятся на том, что в среднем здоровому взрослому человеку достаточно 100-300 мкг в день, которые он получает с пищей.

Продукты питания богатые никелем

Никель содержится во многих продуктах, подарком для сладкоежек является тот факт, что шоколад содержит довольно много никеля. Основными поставщиками микроэлемента являются: злаки и крупы (гречка, рис, овсянка, ячневая крупа), орехи, семечки, бобовые (фасоль и чечевица), чай, зёрна какао, молоко и молочные продукты, субпродукты, зелёные листовые овощи (шпинат, щавель, салат), яйца, зелень, рыба и морепродукты, абрикосы, вишня, чёрная смородина, морковь и лук.

Полезные свойства никеля и его влияние на организм

Никель принимает участие в активации ферментов, кроветворении и формировании носителей генной информации, продлевает и усиливает действие инсулина, оказывает благотворное влияние на деятельность почек и гипофиза, оказывает помощь клеточным мембранам и нуклеиновым кислотам в сохранении их структуры, поставляет кислород в клетки тканей, имеет свойство снижать артериальное давление.

Признаки нехватки никеля

Дефицит никеля встречается крайне редко, обычно характеризуется замедлением роста у детей, повышением уровня сахара в крови и снижением уровня гемоглобина (calorizator). Так как препараты никеля токсичны, самолечением заниматься крайне опасно для здоровья, поэтому при выявлении данных симптомов необходимо пройти медицинское обследование в обязательном порядке.

Признаки избытка никеля

Основными признаками переизбытка никеля в организме человека являются дерматиты и воспаления кожных покровов, конъюнктивит, сбои в деятельности нервной, сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта, дистрофия почек и печени, кератиты.

Применение никеля в жизни

Никель находит широкое применение в промышленности и других областях, он является основой большинства суперсплавов, с его помощью проводят никелирование для защиты поверхности металлов от коррозии, его используют в химической и радиационных технологиях, производстве аккумуляторов, медицине, музыкальной промышленности и в монетном деле.

Нахождение в природе

Никель достаточно распространённый элемент, содержится в земной коре в связанном виде, самородный металл встречается в железных метеоритах. Месторождения никеля имеются в Канаде, России, ЮАР, Кубе, Украине.

Металл никель

Основные сведения о никеле

Никель (Ni) (Niccolum) – химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см 3 , температура плавления t_пл. = 1453°С, температура кипения t_кип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358 °C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

В земной коре содержание никеля составляет около 8·10 -3 % по массе. Возможно, громадные количества никеля – около 17·10 19 тонн – заключены в ядре Земли, которое, по одной из распространенных гипотез, состоит из железоникелевого сплава. В морской воде содержание никеля составляет примерно 1·10 -8 -5·10 -8 %.

История открытия никеля

Свойства никеля

Физические свойства никеля

Химические свойства никеля

Марки никеля и сплавов

Достоинства / недостатки никеля

Достоинства:
• обладает высокой жаропрочностью и жаростойкостью;
• имеет высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах.

Недостатки:
• имеет высокую стоимость.

Применение никеля

Никель по большей части является составным компонентом различных сплавов. Все нержавеющие стали обязательно содержат никель, так как никель повышает химическую стойкость сплава. Также сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и используются при изготовлении прочной брони. При изготовлении важнейших деталей различных приборов используется сплав никеля с железом (36-38% никеля), обладающий низким коэффициентом термического расширения.

При изготовлении сердечников электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои. Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80% никеля. Из никелевых сплавов чеканятся монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч.

Различные металлы никелируют, что позволяет защитить их от коррозии. На металл наносится тонкий никелевый слой, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Вместе с этим никелирование придает изделиям красивый внешний вид.

Никель широко используют при изготовлении различной химической аппаратуры, в кораблестроении, в электротехнике, при изготовлении щелочных аккумуляторов, для многих других целей. Специально приготовленный дисперсный никель находит широкое применение как катализатор самых разных химических реакций. Оксиды никеля используют при производстве ферритных материалов и как пигмент для стекла, глазурей и керамики; оксиды и некоторые соли служат катализаторами различных процессов. Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.

Свойства, характеристики и особенности состава никеля

Никель характеризуется отличной коррозионной стойкостью, высокой прочностью, эстетической привлекательностью и способностью принимать любую заданную ему форму. Благодаря своим свойствам этот металл давно применяется в строительстве. Более 60% никеля идет на производство нержавеющей стали.

С участием никеля строят дома, выполняют интересный архитектурный дизайн, делают отделку стен и изготавливают водосточные трубы. Никель присутствует в нашей жизни повсеместно. Поэтому сегодня мы рассмотрим его состав, структуру и свойства никеля.

Структура и состав

Никель имеет белый цвет с серебристым оттенком. Этот металл часто сочетается с другими материалами. В результате образуются сплавы.

• Никель содержится в пище, земной коре, воде и даже в воздухе.
• Никель имеет гранецентрированную кубическую решетку (а = 3,5236А). В обычном состоянии он представлен в форме β-модификации. При катодном распылении переходит в α-модификацию с гексагональной решеткой. Если далее нагреть никель до 200°C, то его решетка станет кубической.
• У никеля недостроенная 3d-электронной оболочка, поэтому его относят к переходным металлам.
• Элемент никель входит в состав самых важных магнитных сплавов и материалов, у которых коэффициент теплового расширения минимален.

Далее мы погорим про магнитные, технологические свойства никеля, его механические,физические и технические характеристики.

Свойства никеля

Плотность и масса

Никель относится к ряду тяжелых металлов. Его плотность в два раза больше, чем у металла титан, но равна по числовому значению плотности меди.

Численное значение удельной плотности никеля составляет 8902 кг/м3. Атомная масса никеля: 58,6934 а. е. м. (г/моль).

Механические характеристики

Никель обладает хорошей ковкостью и тягучестью. Благодаря этим характеристикам он легко подвергается прокату. Из него довольно просто получить тонкие листы и небольшие трубы.

Известны следующие механические характеристики никеля:

• Повышенная прочность.
• Предел прочности равный 450 МПа.
• Высокопластичность материала.
• Коррозионная стойкость.
• Высокая температура плавления.
• Высокая каталитическая способность.

Механические характеристики описываемого металла зависят от наличия примесей. Самыми опасными и вредными считается сера, свинец, висмут, цинк и сурьма. Если никель насытить газами, то его механические свойства станут хуже.

Тепло- и электропроводность

• Металл никель имеет следующую теплопроводность: 90,1 Вт/(м·К) (при температуре 25°C).
• Электропроводность никеля равна 11 500 000 Сим/м.

Коррозионная стойкость

Под коррозионной стойкостью понимается способность металла при воздействии на него агрессивной среды противостоять разрушению. Никель относиться к материалам с высокой стойкостью к коррозии.

Никель не покрывается ржавчиной в нижеперечисленных средах:

• Окружающая атмосфера. Никель обладает хорошей устойчивостью к высоким температурам. Если никель находится в условиях промышленной атмосферы, то он всегда покрывается тонкой пленкой, которая приводит к потускнению никеля.
• Щелочи в горячем и холодном виде, а так же их расплавленные состояния.
• Органические кислоты.
• Неорганические кислоты.

Кроме этого, ржавчиной никель не покрывается в горячих спиртах и жирных кислотах. Благодаря этому этот металл широко используют в пищевой промышленности.

Химическая промышленность то же широко использует никель. Это происходит благодаря коррозионной стойкости никеля к воздействию высокой температуры и большой концентрации растворов.

Никель подвержен коррозии при следующих окружающих его условиях:

• Морская вода.
• Щелочные растворы гипохлоритов.
• Сера или любая среда, содержащая серу.
• Растворы окислительных солей.
• Гидрат аммиака и аммиачная вода.

Токсичность никеля рассмотрена ниже.

Температуры

Известны следующие термодинамические свойства никеля:

• Температура плавления никеля: 1726 K или 2647 °F или 1453 °C.
• Температура кипения никеля: 3005 K или 4949 °F или 2732 °C.
• Температура литья: 1500-1575 °C.
• Температура отжига: 750 — 900 °C.

Токсичность и экологичность

В больших количествах никель оказывает токсичное действие на организм. Если речь идет о приеме его с пищей, то повышенное содержание этого элемента обязательно вызовет угрозу для здоровья.

Часто встречающие негативное последствие от переизбытка никеля – это аллергия. Так же при воздействии этого металла (в больших количествах) на организм возникают расстройства желудка и кишечника, обязательно повышается содержание эритроцитов. Никель может вызвать хронический бронхит, почечный стресс и нарушение работы легких. Переизбыток никеля провоцирует рак легкого.

Если вода для питья содержит 250 частиц никеля на миллион частиц воды, то такое содержание может вызвать болезнь крови и проблемы с почками. Однако это довольно редко явление.

Никель содержится в табачном дыме. Вдыхание этого дыма или пыли с содержанием никеля приводит к бронхиту и нарушению функционирования легких. Получить это вещество возможно в условиях вредного производства или в неблагоприятных экологически районах.

Токсичность никеля представляет собой опасность только в случае попадания в организм человека в больших количествах. Если никель используется в промышленности и в строительных делах, то он не опасен.

Другие характеристики

Еще никель имеет следующие характеристики:

• Удельное электрическое сопротивление никеля равное 68,8 ном·м.
• В химическом плане никель схож с железом, кобальтом, купрумом и некоторыми благородными металлами.
• Никель взаимодействует с кислородом при температуре в 500 С.
• Если никель переходит в мелкодисперсное состояние, то он может самовоспламениться.
• Никель не реагирует с азотом даже при условии очень высокой температуры.
• Никель медленнее чем железо растворяется в кислотах.

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...

Сохранить себе в: