Metalle

Fakten über Nickel



Informationen zu Verwendung, Ressourcen, Angebot, Nachfrage und Produktion von Nickel


Neuauflage eines USGS Fact Sheet von März 2012

Nickel in Düsentriebwerken: Nickellegierungen werden in Turbinenschaufeln und anderen Teilen von Strahltriebwerken verwendet, bei denen die Temperatur 2.700 Grad Fahrenheit und der Druck 40 Atmosphären erreichen kann. Illustration von der NASA.gov.

Was ist Nickel?

Nickel ist ein silberweißes Metall, das hauptsächlich verwendet wird, um Edelstahl und andere Legierungen fester und widerstandsfähiger gegen extreme Temperaturen und korrosive Umgebungen zu machen. Nickel wurde erstmals 1751 von Baron Axel Fredrik Cronstedt, einem schwedischen Mineralogen und Chemiker, als einzigartiges Element identifiziert. Ursprünglich nannte er das Element Kupfernickel, weil es in Gesteinen gefunden wurde, die wie Kupfererz aussahen, und weil Bergleute dachten, dass "böse Geister" (Nickel) im Gestein es ihnen schwer machten, Kupfer daraus zu gewinnen.

Nickel ist für manche Tiere ein essentielles Spurenelement. Manche Menschen reagieren empfindlich auf Nickel und können eine Kontaktdermatitis entwickeln, wenn ihre Haut in engen Kontakt damit kommt. Obwohl viele Nickellegierungen, einschließlich Edelstahl, keine gesundheitlichen Probleme verursachen, müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die Sicherheit derjenigen zu gewährleisten, die mit bestimmten anderen Nickelverbindungen und sogar metallischem Nickel arbeiten, da bekannt ist, dass sie Krebs verursachen.

Wusstest du schon? Die 5-Cent-Umlaufmünzen ("Nickel"), die derzeit von der United States Mint hergestellt werden, enthalten 25 Gewichtsprozent Nickel und 75 Gewichtsprozent Kupfer.

Wusstest du schon? Spezielle Nickel-Titan-Legierungen, sogenannte "Formgedächtnislegierungen", werden in einigen Brillengestellen verwendet, da sie nach dem Biegen wieder in Form springen können.

Wie verwenden wir Nickel?

Ungefähr 80 Prozent des 2011 in den USA verbrauchten primären (nicht recycelten) Nickels wurden in Legierungen wie Edelstahl und Superlegierungen verwendet. Da Nickel die Korrosionsbeständigkeit einer Legierung und ihre Widerstandsfähigkeit gegen extreme Temperaturen erhöht, werden Geräte und Teile aus nickelhaltigen Legierungen häufig in rauen Umgebungen eingesetzt, z. B. in Chemiefabriken, Erdölraffinerien, Strahltriebwerken, Energieerzeugungsanlagen und Offshore-Anlagen. Medizinische Geräte, Kochgeschirr und Besteck bestehen häufig aus Edelstahl, da sie leicht zu reinigen und zu sterilisieren sind.

Alle US-Umlaufmünzen mit Ausnahme des Pennys bestehen aus Legierungen, die Nickel enthalten. Nickellegierungen werden zunehmend zur Herstellung von wiederaufladbaren Batterien für tragbare Computer, Elektrowerkzeuge sowie Hybrid- und Elektrofahrzeuge verwendet. Nickel wird auch auf Badarmaturen aufgebracht, um Korrosion zu reduzieren und ein attraktives Finish zu erzielen.

Meteorit: Der größte Teil des Nickels der Erde stammt aus Meteoriteneinschlägen während der frühen Entstehung unseres Planeten. Dieser Sikhote-Alin-Eisenmeteorit besteht aus 93% Eisen, 6% Nickel und 1% Spurenelementen. Foto

Nickelerz: Eine Probe von Nickelerz aus dem Sudbury Igneous Complex. Dies ist eine Probe von Pentlandit in Pyrrhotit mit einem Durchmesser von ungefähr 4 Zoll. USGS-Bild.

Nickelerz aus dem Sudbury Igneous Complex. Das massive Nickelerz besteht aus den Mineralien Pentlandit und Pyrrhotit, die Fragmente von magmatischen, sedimentären und metamorphen Gesteinen umgeben, die durch den Aufprall eines außerirdischen Körpers von den Wänden des Kraters gerissen wurden. USGS-Bild.

Woher kommt Nickel?

Nickel ist das fünfthäufigste Element auf der Erde, aber der größte Teil dieses Nickels befindet sich im Kern, mehr als 1.800 Meilen unter der Oberfläche. In der Erdkruste liefern zwei Haupttypen von Erzlagerstätten den größten Teil des heute verwendeten Nickels: Magmatische Sulfidlagerstätten (wie die in Norilsk, Russland, Sudbury, Kanada und Kambalda, Australien) und Lateritlagerstätten (einschließlich der in Kuba gefundenen). Neukaledonien und Indonesien). Manganknollen und -krusten auf dem Tiefseeboden enthalten möglicherweise so viel Nickel wie die an Land bekannten Vorkommen, werden jedoch derzeit nicht abgebaut.

Magmatische Sulfidvorkommen enthalten rund 40 Prozent der weltweiten Nickelvorkommen und sind derzeit die Quelle von mehr als der Hälfte des weltweiten Nickelangebots. Nickelablagerungen können entstehen, wenn Magma, das geringe Mengen an Kieselsäure und hohe Mengen an Magnesium enthält, schwefelhaltig wird, normalerweise durch Reaktion mit Gesteinen in der Erdkruste. Eine schwefelreiche Flüssigkeit kann sich vom Magma trennen. Nickelionen und einige andere Elemente können sich darin bewegen. Da die schwefelreiche Flüssigkeit dichter als das Magma ist, sinkt die Flüssigkeit und sammelt sich am Boden von Magmakammern, Intrusionen oder Lavaströmen an, wo dann nickelhaltige Sulfidmineralien kristallisieren können. Die Sulfidmineralien enthalten häufig auch Kobalt-, Kupfer- oder Platingruppenmetalle.

Der Sudbury Igneous Complex ist Kanadas führende Nickelquelle und das zweitgrößte Nickelsulfidvorkommen der Welt. Der Komplex ist einzigartig, weil er gebildet wurde, als ein außerirdischer Körper, wahrscheinlich ein Komet, vor etwa 1.850 Millionen Jahren auf die Erde stieß. Teile der Erdkruste in der Nähe des Aufpralls schmolzen und bildeten eine große Schicht Magma im resultierenden Krater. Nickelhaltige Sulfidflüssigkeit sammelte sich entlang der Basis der Magmaschicht, und Nickel- und Kupferhaltige Sulfidmineralien kristallisierten daraus aus.

Lateritlagerstätten beherbergen ungefähr 60 Prozent der weltweiten Nickelressourcen. Lateritablagerungen bilden sich in warmen, feuchten, tropischen oder subtropischen Umgebungen, wenn magmatisches Gestein mit geringen Mengen an Kieselsäure und hohen Mengen an Magnesium durch chemische Verwitterung abgebaut wird. Durch die Verwitterung werden einige der ursprünglichen Gesteinsbestandteile entfernt und es entstehen Restablagerungen, in denen sich Elemente wie Nickel ansammeln können.

Nickelkern der Erde: Die durchschnittliche Menge an Nickelkrusten beträgt nur etwa 100 ppm. Es wird jedoch angenommen, dass der innere Kern der Erde eine Eisen-Nickel-Legierung ist und der äußere Kern eine Schmelze, die hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht. USGS-Bild.

Nickel: Weltweites Angebot und Nachfrage


2011 Nickelproduktion
LandTonnen
Australien215,000
Botswana26,000
Brasilien109,000
Kanada220,000
China89,800
Kolumbien76,000
Kuba71,000
Dominikanische Republik21,700
Indonesien290,000
Madagaskar5,900
Neu-Kaledonien131,000
Philippinen270,000
Russland267,000
Südafrika44,000
Vereinigte Staaten0
Andere Länder103,000
Die obigen Werte beziehen sich auf die Produktion von 2011 Tonnen Nickelgehalt aus USGS Mineral Commodity Summaries, Januar 2013.

In den USA gab es 2011 keine aktiven Nickelminen, obwohl geringe Mengen Nickel als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von Kupfer- und Palladium-Platin-Erzen gewonnen wurden. Bis 2015 sollen mehrere Lagerstätten in Minnesota und Michigan in Betrieb gehen.

Recyceltes Nickel ist eine äußerst wichtige Bezugsquelle. Im Jahr 2011 machte recyceltes Nickel etwa 43 Prozent des US-amerikanischen Nickelverbrauchs aus.

Russland war 2011 der führende Nickelproduzent, gefolgt von Indonesien, den Philippinen und Kanada. Von 2007 bis 2010 lieferte Kanada ungefähr 38 Prozent der US-Nickelimporte, gefolgt von Russland (17 Prozent), Australien, Norwegen und anderen Ländern. Der Großteil der weltweit bekannten Nickelreserven konzentriert sich auf Australien, Brasilien, Kanada, Kuba, Neukaledonien und Russland.

Wusstest du schon? Bierfässer aus nickelhaltigem Edelstahl sind häufig 30 bis 40 Jahre im Einsatz.

Wusstest du schon? Chondrite, die häufigste Art von Meteoriten, enthalten 100- bis 1000-mal mehr Nickel als fast jedes andere Gestein der Erde.

Sichern Sie zukünftige Nickelvorräte

Die Vereinigten Staaten sind für ihre Nickellieferungen auf Importe und Recycling angewiesen, und es ist unwahrscheinlich, dass sich diese Situation in den nächsten 25 Jahren wesentlich ändert. Das Risiko einer Angebotsunterbrechung ist jedoch gering, da auf mehr als 10 Länder verteilt genügend globale Reserven vorhanden sind, um die prognostizierte Nachfrage nach Nickel für viele Jahre zu decken. Die US-Regierung hält kein Nickel mehr im National Defense Stockpile. Die Produktion aus Lateritlagerstätten wird wahrscheinlich zunehmen, da die Nickelressourcen in bestehenden Sulfidminen aufgebraucht sind.

Um vorhersagen zu können, wo sich künftige Nickelvorräte befinden könnten, untersuchen USGS-Wissenschaftler, wie und wo Nickelressourcen in der Erdkruste konzentriert sind, und verwenden dieses Wissen, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass möglicherweise unentdeckte Nickelvorkommen vorhanden sind. Die USGS hat Techniken zur Bewertung von Mineralressourcen entwickelt, um die Verwaltung von Bundesländern zu unterstützen und die Verfügbarkeit von Mineralressourcen im globalen Kontext zu bewerten. Das USGS erstellt auch Statistiken und Informationen über das weltweite Angebot, die Nachfrage nach und den Fluss von Nickel. Diese Daten werden verwendet, um die nationale Politik der USA zu informieren.