Eige Nick Es g und Schw im M auc Aufg Oxid ode Che das seh Met

 Eigeenschaften Nickkel ist ein silbriig‐weissliches Metall mit starrkem Glanz. Es ggehört zur Gru
uppe der sog.. Übergangsme
etalle, ist hartt und
d zugleich dukttil bzw. formbaar. Es kommt zzusammen mitt Schw
wefel in Millerrit vor, währen
nd es mit Arse
en beigemengtt im M
Mineral Niccolit vorkommt, sowie sowohll mit Arsen alss auch Schwefel im
m Mineral Nicckelglanz [bzw
w. Gersdorffit]. Aufggrund seiner Beständigkeit unter Luft und generellen
n Oxid
dationsträgheit wird Nickel u.a. in Münze
en verwendet,, odeer um z.B. Eisen oder Me
essing zu beschichten, fürr Cheemie‐Apparate, sowie für sp
pezielle Legieru
ungen wie z.B. das sog. „German
n Silver“. Nicke
el ist magnetiscch und kommtt sehr häufig vergesellschaftet mit Cobalt vor, w
welche beiden
n Mettalle auch in Eisen‐‐Meteoriten vorkommen. Hau
uptsächlich istt Nickel aufggrund der Le
egierungen so
o werrtvoll, v.a. für f
viele de
er sog. Supe
er‐Legierungen
n („su
uperalloys“). Nickel ist eines der insgesamt 5 5
ferrromagnetischen Elemente. Allerdings ist die U.S.‐‐
„Nicckel“‐Münze nicht magnettisch, da sie hauptsächlich
h (75%
%) aus Kupfer besteht. Die kanadische „N
Nickel”‐Münze,, die in untersch
hiedlichen Ze
eiten zwische
en 1922‐1981
1 prod
duziert wurde, bestand zu 9
99,9% aus Nickkel – und diese
e warr stark magnetisch. Vorrkommen Der Grossteil aller Nickel‐Minen baut 2 Arten A
von Erz‐‐
Lageerstätten ab. EErstens Laterit‐Lagerstätten, bei denen die
e Hau
upt‐Erzminerale nickelhaltige
er Limonit (Fe,Ni)O(OH) und
d das wasserhaltige
e Nickel‐Silikat Garnierit (Ni,M
Mg)3Si2O5(OH)) darsstellen. Zur zweiten Grup
ppe gehören magmatische
e Sulffid‐Lagerstätten, bei denen das Hau
upt‐Erzmineral Pen
ntlandit (Ni,Fe)9S8 ist. In B
Bezug auf das A
Angebot produziert die Sudbury‐Region in
n der kanadischen Provinz Ontari
P
io etwa 30% des d weltweiten
n Nickkel‐Angebots. TTheorien besagen, dass die SSudbury Basin‐‐
Lageerstätte mitte
els eines riessigen Meteoriiten‐Einschlagss wäh
hrend der Frrühzeit der geologischen g
Erdgeschichte
e entsstanden ist. Allein mit der grrossen Norilsk‐Lagerstätte in
n Sibirien beheimattet Russland etwa 40% aller bekannten
n Ressourcen weltw
weit. Das russische Minen‐‐Unternehmen
n MC Norilsk prod
duziert das Nicckel, sowie dass beigemengte
e MM
Palladium, für den d
Weltmarkt. Andere grosse g
Nickel‐‐
Lageerstätten kommen auf Neukkaledonien, Au
ustralien, Kubaa und
d Indonesien vo
or. Die Lagerstätten in tropischen Gebieten
n sind
d typischerweise Laterite, welche w
durch die intensive
e Verw
witterung von ultramafischen Magmatiten und derr dad
durch resultie
erenden seku
undären Anre
eicherung mitt nickeelhaltigen Oxid
d‐ & Silikat‐M
Mineralen gebiildet werden.
Basieerend auf geo
ophysikalischen Indizien wirrd postuliert, dass das meiste Nicckel auf der Errde im Erdkern
n angereichert ist. bereitung Gewiinnung & Aufb
Nickeel kann durch eextraktive Mettallurgie gewon
nnen werden. Die meisten laterritischen Erzee werden traaditionell mit pyrom
metallurgischeen Techniken
n aufbereiteet, die ein
Konzzentrat bzw. einen sog. H
Hütten‐Rohsteein („matte“) hersttellen, der für weitere Raffinerie‐Veredelu
ungsvorgänge vorgeesehen ist. Die Fortschrittee in der Hydrometallurgie hatteen zur Folgge, dass N
Nickel‐Verarbeiitungsanlagen entw
wickelt wurden
n, welche diese Prozesse beeinhalten. Die meistten Sulfid‐Laggerstättenerze werden tradiitionell durch Konzzentration mittels dem sog. „Froth“‐Flotationsprozess aufbeereitet, aus w
welchem das N
Nickel‐Metall aanschliessend pyrom
metallurgisch extrahiert wird. Die Fortscchritte in der hydroometallurgisch
hen Aufbereitung von Sulffiden führten
dazu,, dass einige neue Projekkte auf diese Technologie ausgeerichtet sind. Das Nickel wirrd aus dem tauben Gestein mitteels konvention
nellen Röstunggs‐ & Reduktio
ons‐Prozessen
gelösst, womit sich ein Nickel‐Meetall mit einer Reinheit von 75% herstellen lässst. on wird eine Reinheit von Wäh rend der finalen Purifikatio
dem sog. Mon
nd‐Prozess errreicht, indem >99,999% mittels d
Nickeel mit Karbon‐Monoxid in V
Verbindung geebracht wird, woraaus Nickel‐Carb
bonyl entsteht. Dieses Gas wird in eine grossse Kammer geleitet, in weelcher hohe TTemperaturen herrsschen und zeh
hntausende Niickel‐Kügelchen („spheres“; „pelleets“) konstan
nt in Bewegung gehalten werden. Das Nickeel‐Carbonyl zeerfällt bei den hohen Teemperaturen, wobeei pures Nickkel auf die Nickel‐Kügelcheen abgelagert wird.. Alternativ kkann das Nickkel‐Carbonyl aauch in einer klein eren Kammer ohne Kügelchen zerfallen, w
wobei feinster Metaallstaub entstteht. Das dabei ebenfalls freigesetzte Karboon‐Monoxid wird zurück in den Prozess‐Kreislauf gespeeist. Das hochgradig reine Nickel, das durch diesen Prozeess hergestellt wird, ist auch unter dem Namen Carboonyl‐Nickel b
bekannt. Ein
ne zweite ggebräuchliche Alterrnative zur Veeredelung bein
nhaltet die Au
uslaugung des Hütteen‐Rohstein‐Ko
onzentrats, wo
onach das Nicckel aus einer Lösunng elektrisch ggewonnen wird
d bzw. durch d
die elektrische Beschhichtung/Metaallisierung einer Kathodee. In vielen rostf reien Anwend
dungen kann d
das Nickel mit 75% Reinheit ofern keine signifikanten direkkt verwendett werden, so
Veru nreinigungen b
beinhaltet sind
d. Nickkel‐Verwendung Zweei‐Drittel des gesamten pro
oduzierten Nicckels wird fürr rosttfreien Stahl verwendet, v
um
m eine stabilerre, duktile und
d austtenitische Stru
uktur zu erreichen sowie ein
nen Beitrag zurr Korrosionsbeständ
digkeit zu leisten. Die Kom
mbination auss Korrosionswidersttand, Reinigun
ngsmöglichkeit, Fabrikations‐‐
htigkeit, Ausse
ehen und Verfü
ügbarkeit hat zzur Folge, dasss leich
diesse Stahl‐Sorten zu den am stärksten nacchgefragtesten
n Matterialien gehö
ören, wie z.B. für viele hygienischen
n Anw
wendungen in der Lebensmitttel‐Verarbeitu
ung, Getränke‐‐
Prod
duktion und M
Medizin. Rostfre
eier Stahl wird gewöhnlich in
n vieleen architekto
onischen Anw
wendungen ge
enutzt, sowie
e insb
besondere aucch in Branche
en wie Transport, Chemie‐‐
Prozzesse und Energie. Rostfreie Stahl‐So
orten sind seh
hr kosteneffekktiv, wenn alle
e n gesamten Lebenszyklus des Produktss Kostten über den
berü
ücksichtigt werden, inkl. Instandh
haltung und
d Rep
paraturen. Daas ist auch ein Grund, warum die
e Verw
wendung von rostfreien Stählen weiterhin
n wächst. Zum
m Beisspiel erwäge
en manche Autobahn‐Be
ehörden den
n seleektiven Einsatzz von rostfreiiem Stahl, um
m Gestänge in
n Zem
ment‐Brücken zu ve
erstärken damit die
e Korrosionsproblem
me, die durch das entteisende Salzz entsstehen, vermie
eden werden. Eine Haupt‐An
nwendung von
n stro
omlosem Nicke
el sind heutzu
utage Compute
er‐Festplatten. Es ermöglicht ein
ne aussergewöhnlich einhe
eitliche, glatte,, stab
bile und niccht‐magnetisch
he Trägerschicht für die
e maggnetische Aufn
nahme, sowie einen Korrossionsschutz fürr die unterliegende Aluminium‐Diisk. Die Korrosionswiiderstandsfähiggkeit von Nicckel ist einess ner wertvollssten Eigenscchaften. Die geschätzten
n sein
jährrlichen Gesamtt‐Kosten, welche die Korrosion verursacht,, belaaufen sich alleiin in den U.S.A
A. auf $300 Mrd., was 4% dess U.S..‐Bruttosozialp
produkts entsp
pricht. Somit lie
egt die grösste
e Verw
wendung von Nickel‐Legierungen im Bereich derr Korrosions‐Präven
ntion. Kupferr‐Nickel‐Legieru
ungen haben
n einee lange Vergaangenheit im Kampf gegen
n Korrosion in
n marritimen Umgeb
bungen. Typiscche Anwendun
ngsgebiete sind
d grossse Entsalzunggs‐Anlagen, we
elche das Wassser liefern, um
m Projjekte in untersschiedlichen Te
eilen der Welt zzu entwickeln. Nickkel und seine
e Legierungen
n sind zudem widerständigg gegen Hitze. Die D
Kombination aus einem hohem
m Schmelzpunkt, eine flächenzentrierte
e kubische
e entes Oxid, und gute
e Kristallstruktur, ein adhäre
eiten haben ess Nickel ermögglicht, die Basiss Legiierungsfähigke
eineer grossen Au
uswahl an hitzze‐ & kriech‐w
widerständigen
n Legiierungen zu bilden, die zu den d essentielle
en Materialien
n u.a. in der Chemie
e‐ und Luftfahrrt‐Branche gehören. barer Energie‐V
Versorgung Nickeel ist Teil tragb
Wiedderaufladbare Nickel‐Cadm
mium‐Batterien
n enthalten Nickeel‐Plättchen & Nickel‐Hydroxxide und werdeen seit Jahren verw
wendet. In derr jüngeren Verrgangenheit haben wir die Einfüührung von Nicckel‐Metall‐Hyybrid‐Batterien gesehen, die eine Nickel‐ & Selttene Erdmetalll‐Legierung verwenden, um grossse Mengen Wasserstoff zu absorbiieren. Diese wied eraufladbaren
n Hochleisstungs‐Batterieen haben wied erum zu höh
heren Leistun
ngen von z.B
B. kabellosen Gerä ten, tragbareen Computerr und anderren mobilen Elekttronik‐Zubehörr geführt. Diee wasserstofffspeichernden Legieerungen dürfteen weitere An
nwendungen ffinden, wenn ein grösserer Nu
utzen von W
Wasserstoff aals Treibstoff geschhaffen wird. Nickeel wird stark in
n der Automob
bil‐Branche geenutzt: Rostffreier Stahl: Kaatalysator‐Unterstützung, Ab
bgas‐Systeme, Sicheerheitsgurt‐Fed
dern, Spezial‐R
Rahmen für LKW
Ws. Rostffreie Stahl‐So
orten bieten sich hervo
orragend für strukkturelle Anwendungen an – grosse Stärke, geringes Gewiicht und aussgezeichnete Unfallenergie‐Absorptions‐
Eigennschaften. Nickeelbasierte Legiierungen: Zünd
dkerzen, Dieseel‐Ventile, Therm
mostate, Turbo
olader. Nickeelhaltige Stah
hl‐Legierungen: Getriebe, An
ntriebswellen,
Speziial‐Fahrzeuge für niedrige Temperatureen und/oder starkk verschleissanffällige Anwend
dungen. Nickeel‐Eisen‐Legierrungen: Elektro
onik, Spezial‐TTechnik‐
Einsaatz Nickeel‐Staub: Getrriebe, Magnetee, Airbag‐Ventile, elekttromagnetischee Interferenz‐A
Abschirmungs (EMS)‐ Farbeen & ‐Überzügge. Nickeel‐Beschichtun
ngen: Anti‐Korrrosionsmittel ffür Bestaandteile unter der Motorhaube, Zylinder‐Üb
berzüge, elekttronische Verbiindungsstellen. Chrom
m‐Nickel‐Bescchichtung: Karo
osserie und Innennausstattung, G
Griffe, Sitzgurtt‐Verschluss, M
Motorgrill, Reifeen, maßgefertiggte Einzelteile Nickeel‐Metall‐Hybrrid‐ (NiMH) un
nd Nickel‐Cadm
mium‐ (NiCd) Batteerien: Elektrik‐‐ und Hybrid‐Fa
ahrzeuge. Guss ‐Formen für d
die Autoteile‐H
Herstellung – eisenhaltiges, eisennfreies und pures Nickel.. Nach dem nutzreichen
Lebe nszyklus von einem Auto ist das Nickeel vollständig wied erverwertbar für neuen rostfreien SStahl, Nickel‐
nderen neuen Anwendungen
n. Legieerungen und an