Primena nikla u industriji
UNIVERZITET U TRAVNIKU
FAKULTET ZA TEHNIČKE STUDIJE
INŽINJERSKA INFORMATIKA
PRIMJENA NIKLA U INDUSTRIJI
SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA
HEMIJA
Kandidat Mentor
Semin Alkić
Travnik, decembar, 2015.
2
SADRŽAJ
NIKL - OSNOVNE OSOBINE, SPOJEVI I NAČIN DOBIJANJA
.....................................4
...................................................................................................9
Nikl u industriji izrade baterija
........................................................................................10
Nikl-kadmijske (NiCd) baterije
.................................................................................10
2.3.2 Nikl-metal hidridne (NiMH) baterije
........................................................................12
2.4 Nikl u izradi kovanog novca
..............................................................................................13
2.5 Nikl u industriji stakla, emajla i boja
...............................................................................13
2.7 Nikl u hemijskoj industriji
................................................................................................15

4
pogoršavaju iznad 800°C. Atmosferska korozija nikla je vrlo spora; očituje se gubitkom sjaja i
polaganim tamnjenjem metala. Postojan je u neoksidirajućim solima, u slabo aeriranim
razrijeđenim neoksidirajućim kiselinama i organskim kiselinama. U oksidirajućim kiselinama je
potpuno nepostojan. Vrlo je otporan na jake lužine sve do vrelišta. Sve njegove osobine učinile su
da bude zastupljen u raznim sferama industrije i tehnologije. [2]
1. NIKL- OSNOVNE OSOBINE, SPOJEVI I NAČIN DOBIJANJA
Nikl je 1751. godine otkrio Axel Fredrik Cronstedt. Ime je dobio po imenu demonskog bića iz
germanske mitologije od njemačke riječi “kupfernickel”, što znači “lažni” ili “vražji bakar”. Iako
u početku ova tvrdnja nije prihvaćena, nakon serije eksperimenata dokazano je da je u rudi, koja je
bakarne boje, a ne daje bakar nakon standardnih procesa tretiranja, prisutan novi metal. Od tada
počinje njegova intenzivna upotreba koja se svakim danom povećava.
Nikl je metal bijelo sive boje kao srebro, odlikuje se velikom tvrdoćom, slabo je
feromagnetičan. Topi se na 1453°C, ključa na 2732°C, gustina mu je 8,9g/cm3. Slabo je rastvoran
u hlorovodoničnoj i sumpornoj kiselini, dok se u azotnoj kiselini intenzivno rastvara, a takođe i u
vrućoj sumpornoj kiselini. Otporan je na djelovanje alkalnih hidroksida. Veoma je otporan prema
vazduhu, pa je našao primjenu za prekrivanje drugih metala. Prevlake nikla (tkz. proces
niklovanja) nanesene na metale, hemijski ili elektrohemijski, imaju višestruku ulogu, od
antikorozivne, što produžava vijek trajanja metala, do dekorativne, što omogućava da se izrađuju
razni predmeti. Osim antikorozivne i dekorativne uloge, nikl se koristi kao dodatak metalima, za
dobijanje raznovrsnih legura, dajući im određena specifična svojstva, ili samo poboljšavajući
njihove osobine. Nikl se dobija uglavnom iz sulfidnih ruda, od kojih je najpoznatija petlandit
(Ni,Fe)9S8. Posle obogaćivanja i prerade ovih ruda, dobija se niklni kamen, koji sadrži oko 48%
nikla.
Prerada ovog sulfida vrši se na nekoliko načina:
Oksidacijom sulfide do nikl oksida, a potom njegvom redukcijom koksom
elektrolizom Ni2S3
prženjem sulfida do oksida, a potom redukcijom oksida „vodenim gasom”.
Nikl gradi dva tipa jedinjenja: nikl (II) i nikl (III). Veoma rijetko se nalazi u vidu ovih drugih
jedinjenja. Od poznatijih jedinjenja sa oksidacionim stanjem +2, tu su svakako nikl sulfat - NiSO4,
i nikl hlorid-NiCl2, koji se koriste kao komponente elektrolita za elektrohemijsko nanošenje nikla
na metale. Osim njih, poznat je i nikl hipofosfit, koji služi kao komponenta rastvora za hemijsko
nanošenje prevlaka, takođe i nikl tetra-karbonil, kompleksno jedinjenje koje se primenjuje u
organskoj sintezi. Još jedno jedinjenje koje ima veliki značaj jeste NiO2. Iako je nikl ovdje u
oksidacionom stanju +4, i ovo je jedno od rijetkih jedinjenja nikla u ovom oksidacionom stanju,
ovaj oksid je našao primjenu u izradi Ni-Cd akumulatorima. Naime, ovaj oksid je korišten kao
katoda u ovom tipu akumulatora. [3] [4]
5
Može se polirati do visokog sjaja i obrađivati svim postupcima plastične deformacije u tanke
folije, cijevi i trake. Pri sobnoj temperaturi slabo je feromagnetičan i to svojstvo zadržava do
340°C. Prilično je otporan prema koroziji u raznim sredinama. Pri sobnoj temperaturi otporan je na
djelovanje atmosferskih plinova, vode, halogenih elemenata i sumpora (na zraku tamni vrlo
polako), ali zagrijan reagira kako s halogenim elementima, sumporom i fosforom, tako i s arsenom,
selenijem i drugim. S kisikom daje niklov (II)-oksid, a zagrijan do crvenog žara s vodenom parom
daje niklov (I)-oksid uz oslobađanje vodika. Praškasti je nikl piroforan i zapali se zagrijavanjem na
zraku. Lako upija veće količine plinova (kao CO, H2). Vrlo je otporan prema lužinama sve do
temperature od 500°C. U neoksidativnim kiselinama otapa se vrlo sporo, dok ga razrijeđene
oksidirajuće kiseline otapaju vrlo brzo. Koncentrirana dušična kiselina pasivizira površinu, ali
dugotrajnijim djelovanjem ipak dolazi do postupnog otapanja. U reakcijama nikla s kiselinama
stvaraju se soli nikla (II) koje su zelene boje kada su hidratizirane, a isto tako i njihove otopine.
Sulfidne rude bakra i nikla vrlo su sličnog sastava. Postupak koncentriranja identičan je kao i
kod dobivanja bakra do dobivanja niklnog kamena koji sadrži 48% Ni, 27% Cu, 21% S, < 1% Fe, a
ostatak je kobalt i plemeniti metali. Vrlo sporim hlađenjem niklnog kamena razdvajaju se bakrovi
od niklovih sulfida. Daljnja obrada niklovog sulfida (sastava približno Ni3S2) odvija se Mondovim
karbonilnim postupkom redukcije koksom (pri čemu se dobije sirovi nikl) ili elektrolizom sulfida.
Mondovim postupkom se fino usitnjeni niklov sulfid žari do oksida koji se reducira na
metal vodenim plinom pri približno 400°C prema reakciji:
2NiO(s) + CO(g) + H2(g) -> 2Ni(s) + CO2(g) + H2O(g)
Dobiveni prah se zagrijava u tornjevima do temperature 80°C. Kroz prah se propušta ugljični
monoksid (CO) i pri tom nastaje lako hlapljivi niklov tetrakarbonil (Ni(CO)4) koji se uvodi u drugi
foranj s kuglicama čistog nikla zagrijanim do 180°C. Tu se Ni(CO)4 raspada, a nikl se u obliku
finog praha izlučuje na postojećim kuglicama. Oslobođeni CO vraća se ponovo u proces. Nikl
dobiven ovim postupkom vrlo je čist, koncecentracije 99,95%.
U elektrolitičkom postupku prethodno dobiveni rastaljeni niklov sulfid se izlije u blokove
koji služe kao anode. Elektrolizom se oksidiraju nikl i sumpor (prisutni plemeniti metali se
ne oksidiraju već padaju na dno kao anodni mulj), a na katodi se izlučuje elementarni nikl
prema reakcijama:
Anodna reakcija: Ni3S2(S) <-> 3Ni2+ +6e- + 2S(s)
Katodnareakcija: 3Ni2+ +6e- <-> 3Ni(s)
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti