Pengolahan nikel

Pemrosesan nikel, persiapan logam untuk digunakan dalam berbagai produk.

Meskipun terkenal karena penggunaannya dalam mata uang, nikel (Ni) telah menjadi jauh lebih penting untuk banyak aplikasi industrinya, yang berutang pentingnya pada kombinasi sifat-sifat yang unik. Nikel memiliki titik leleh yang relatif tinggi yaitu 1.453 ° C (2.647 ° F) dan struktur kristal kubik berpusat pada wajah, yang memberikan daktilitas logam yang baik. Paduan nikel menunjukkan ketahanan tinggi terhadap korosi di berbagai media dan memiliki kemampuan untuk bertahan dalam kisaran suhu tinggi dan rendah. Dalam baja tahan karat, nikel meningkatkan stabilitas film oksida pelindung yang memberikan ketahanan terhadap korosi. Kontribusi utamanya adalah dalam hubungannya dengan kromium dalam baja tahan karat austenit, di mana nikel memungkinkan struktur austenitik dipertahankan pada suhu kamar. Teknologi modern sangat bergantung pada bahan-bahan ini, yang membentuk bagian vital dari industri kimia, petrokimia, listrik, dan terkait.

Sejarah

Nikel digunakan secara industri sebagai logam campuran hampir 2.000 tahun sebelum diisolasi dan diakui sebagai elemen baru. Pada awal tahun 200 sM, Cina membuat sejumlah besar paduan putih dari seng dan bijih tembaga-nikel yang ditemukan di provinsi Yunnan. Paduan itu, yang dikenal sebagai pai-t'ung, diekspor ke Timur Tengah dan bahkan ke Eropa.

Belakangan, para penambang di Saxony menemukan apa yang tampak seperti bijih tembaga tetapi mendapati bahwa mengolahnya hanya menghasilkan bahan seperti slag yang tidak berguna. Mereka menganggapnya menyihir dan menganggapnya berasal dari iblis, "Old Nick." Dengan demikian, itu dikenal sebagai kupfernickel (tembaga Old Nick). Dari bijih ini, dipelajari oleh Axel Fredrik Cronstedt, nikel diisolasi dan diakui sebagai unsur baru pada 1751. Pada 1776 ditetapkan bahwa pai-t'ung, yang sekarang disebut nikel-perak, terdiri dari tembaga, nikel, dan seng.

Permintaan akan nikel-perak dirangsang di Inggris sekitar tahun 1844 oleh pengembangan pelapisan perak, yang ternyata merupakan pangkalan yang paling diinginkan. Penggunaan nikel murni sebagai lapisan dilapisi tahan korosi dikembangkan sedikit kemudian; kedua kegunaan ini masih penting.

Sejumlah kecil nikel diproduksi di Jerman pada pertengahan abad ke-19. Jumlah yang lebih besar berasal dari Norwegia, dan sedikit berasal dari tambang di Gap, Pennsylvania, di Amerika Serikat. Sumber baru, Kaledonia Baru di Pasifik Selatan, mulai berproduksi sekitar tahun 1877 dan mendominasi hingga pengembangan bijih tembaga-nikel di Copper Cliff – Sudbury, Ontario, wilayah di Kanada, yang setelah 1905 menjadi sumber nikel terbesar di dunia.. Pada akhir 1970-an, produksi di Soviet Rusia telah melampaui produksi di Kanada. Pada awal abad ke-21, Cina telah menjadi pemimpin dunia dalam produksi nikel, diikuti oleh Rusia, Jepang, Australia, dan Kanada.

Bijih

Sulfida

Bijih Kanada adalah sulfida yang mengandung nikel, tembaga, dan besi. Mineral nikel yang paling penting adalah pentlandit, (Ni, Fe) ₉ S ₈, diikuti oleh pirhotit, biasanya mulai dari FeS ke Fe ₇ S ₈, di mana beberapa dari besi dapat diganti dengan nikel. Chalcopyrite, CuFeS ₂, adalah mineral tembaga dominan dalam bijih ini, dengan sejumlah kecil mineral tembaga lainnya, cubanite, CuFe ₂ S ₃. Beberapa emas, perak, dan enam logam kelompok platinum juga ada, dan pemulihannya penting. Kobalt, selenium, telurium, dan belerang dapat diperoleh kembali dari bijih juga.

Laterites

Kelas bijih penting lainnya adalah laterit, yang merupakan hasil pelapukan panjang dari peridotit yang awalnya mengandung sejumlah kecil nikel. Pelapukan dalam iklim subtropis menghilangkan sebagian besar batuan induk, tetapi nikel yang terkandung larut dan meresap ke bawah dan dapat mencapai konsentrasi yang cukup tinggi untuk membuat penambangan ekonomis. Karena metode pembentukan ini, endapan laterit ditemukan di dekat permukaan sebagai bahan lunak, sering seperti tanah liat, dengan nikel terkonsentrasi di strata akibat pelapukan. Garnierite, (NiMg) ₆ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₈, silikat nikel-magnesium, adalah yang terkaya dalam nikel, tetapi limonit nikel, (Fe, Ni) O (OH) · nH ₂ O, merupakan bagian utama dari laterit. Endapan Caledonian Baru adalah dari jenis garnierit, dan banyak endapan laterit lainnya tersebar di seluruh dunia, menghadirkan berbagai masalah penambangan, transportasi, dan pemulihan. Kandungan nikel laterit sangat bervariasi: di Le Nickel di Kaledonia Baru, misalnya, bijih yang dikirim ke smelter pada tahun 1900 mengandung 9 persen nikel; saat ini mengandung 1 hingga 3 persen.