鎳，近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。鎳屬于親鐵元素。在地核中含鎳最高，是天然的鎳鐵合金。在地殼中鐵鎂質(zhì)巖石含鎳高于硅鋁質(zhì)巖石，例如橄欖巖含鎳為花崗巖的1000倍，輝長(zhǎng)巖含鎳為花崗巖的80倍。
2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，鎳化合物在一類致癌物清單中，
金屬鈷, 金屬鎳和含有66-67%鎳、13-16%鉻和7%鐵的合金粉末的體內(nèi)植入異物、鎳金屬和鎳合金在2B類致癌物清單中。
- 中文名：鎳
- 外文名：Nickel
- 元素符號(hào)：Ni
- 原子量：58.69
- 危險(xiǎn)性：無
- CAS號(hào)：7440-02-0
- 發(fā)現(xiàn)人：克朗斯塔特
- 原子序數(shù)：28
- 金屬性質(zhì)：過渡性金屬
- 熔 點(diǎn)：1453.0℃
- 延展性：一般
- 耐腐蝕性：強(qiáng)
- 耐氧化性：強(qiáng)
- 主要用途：軍工、航空航天、機(jī)械、不銹鋼等
發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史
隕石包含著鐵和鎳，早期它們被作為上好的鐵使用。因?yàn)檫@種金屬不生銹，它被秘魯?shù)耐林醋魇倾y。一種含有鋅鎳的合金被叫做白銅，在公元前200年的中國(guó)被使用。有些甚至延伸到了歐洲。
在1751年，工作于斯德哥爾摩（瑞典首都）的Alex Fredrik Cronstedt研究一種新的金屬——叫做紅砷鎳礦（NiAs）——其來自瑞典的海爾辛蘭的Los。他以為其包含銅，但他提取出的是一種新的金屬，他宣布并命名為nickel（鎳）于1754年。許多化學(xué)家認(rèn)為它是鈷，砷，鐵和銅的合金——這些元素以微量的污染物出現(xiàn)。直到1775年純凈的鎳才被Torbern Bergman制取，這才確認(rèn)了它是一種元素。
礦產(chǎn)分布
世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30度以內(nèi)的熱帶國(guó)家，集中分布在環(huán)太平洋的熱帶―亞熱帶地區(qū)，主要有：美洲的古巴、巴西；東南亞的印度尼西亞、菲律賓；大洋洲的澳大利亞、新喀里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等。中國(guó)鎳礦分布就大區(qū)來看，主要分布在西北、西南和東北，其保有儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的比例分別為76.8%、12.1%、4.9%。就各省(區(qū))來看，甘肅儲(chǔ)量最多，占全國(guó)鎳礦總儲(chǔ)量的62%，其次是新疆（11.6%）、云南（8.9%）、吉林（4.4%）、湖北（3.4%）和四川（3.3%）。其中甘肅金昌的銅鎳共生礦床，鎳資源儲(chǔ)量巨大，僅次于加拿大薩德伯里鎳礦，居世界第二，亞洲第一。
物理性質(zhì)
有良好延展性，具有中等硬度。
鎳是銀白色金屬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性，鎳近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。溶于硝酸后，呈綠色。主要用于合金（如鎳鋼和鎳銀）及用作催化劑（如蘭尼鎳，尤指用作氫化的催化劑）
密度8.902克/立方厘米
熔點(diǎn)1453℃
沸點(diǎn)2732℃
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)特性
外圍電子排布3d84s2，位于第四周期第Ⅷ族。化學(xué)性質(zhì)較活潑，但比鐵穩(wěn)定。室溫時(shí)在空氣中難氧化，不易與濃硝酸反應(yīng)。細(xì)鎳絲可燃，加熱時(shí)與鹵素反應(yīng)，在稀酸中緩慢溶解。能吸收相當(dāng)數(shù)量氫氣。
鎳不溶于水，常溫下在潮濕空氣中表面形成致密的氧化膜，能阻止本體金屬繼續(xù)氧化。在稀酸中可緩慢溶解，釋放出氫氣而產(chǎn)生綠色的正二價(jià)鎳離子Ni2+；耐強(qiáng)堿。鎳可以在純氧中燃燒，發(fā)出耀眼白光。同樣的，鎳也可以在氯氣和氟氣中燃燒。對(duì)氧化劑溶液包括硝酸在內(nèi)，均不發(fā)生反應(yīng)。鎳是一個(gè)中等強(qiáng)度的還原劑。鎳鹽酸、硫酸、有機(jī)酸和堿性溶液對(duì)鎳的浸蝕極慢。鎳在稀硝酸緩慢溶解。發(fā)煙硝酸能使鎳表面鈍化而具有抗腐蝕性。鎳同鉑、鈀一樣，鈍化時(shí)能吸大量的氫，粒度越小，吸收量越大。鎳的重要鹽類為硫酸鎳和氯化鎳。實(shí)驗(yàn)室中也常用到硝酸鎳，帶有結(jié)晶水，化學(xué)式為Ni(NO3)2·6H2O，綠色透明的顆粒，易吸收空氣中的水蒸汽。與鐵，鈷相似，在常溫下對(duì)水和空氣都較穩(wěn)定，能抗堿性腐蝕，故實(shí)驗(yàn)室中可以用鎳坩堝熔融堿。硫酸鎳（NiSO4）能與堿金屬硫酸鹽形成礬 Ni(SO4)2o6H2O(MI為堿金屬離子)。+2價(jià)鎳離子能形成配位化合物。常壓下，鎳即可與一氧化碳反應(yīng)，形成劇毒的四羰基鎳（Ni(CO)4），加熱后它又會(huì)分解成金屬鎳和一氧化碳。
Ni(NO3)2·6H2O
原子序數(shù)28
原子量58.71
金屬半徑124.6皮米
第一電離能741.1kJ/mol
電負(fù)性1.8
主要氧化數(shù)+2、+3、+4
鎳(Ⅱ)化合物
1．氧化鎳：NiC2O4= NiO + CO + CO2
2．氫氧化鎳：Ni2++2OH-= Ni(OH)2
3．硫酸鎳 2Ni+2H2SO4+2HNO3= 2NiSO4+NO2+NO+3H2O
NiO+H2SO4= NiSO4+H2O
NiCO3+H2SO4= NiSO4+CO2+H2O
4．鹵化鎳：NiF2、NiCl2、NiBr2、NiI2
鎳(Ⅲ) 化合物
1．氧化高鎳
4NiO+O2==2Ni2O3
2Ni(OH)2+Br2+2OH-==Ni2O3+2Br-+3H2O
2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2+4H2O
Ni2O3+6HCl==2NiCl2+Cl2+3H2O
2．氫氧化高鎳
4NiCO3+O2==2Ni2O3+4CO2
2Ni(OH)2+NaClO+H2O==2Ni(OH)3+NaCl
2Ni(OH)3+6HCl==2NiCl2+Cl2+6H2O
配合物
1．氨配位化合物：[Ni(NH3)6]2+
2．氰配位化合物：[Ni(CN)4]2-
3．螯合物：[Ni(en)3]2+
4．羰基配位化合物
（a） Ni(CO)4
（b）(C2H5)2Ni
毒理學(xué)簡(jiǎn)介
羰基鎳
金屬鎳幾乎沒有急性毒性，一般的鎳鹽毒性也較低，但羰基鎳卻能產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性。羰基鎳以蒸氣形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮膚少量吸收，前者是作業(yè)環(huán)境中毒物侵入人體的主要途徑。羰基鎳在濃度為3.5μg/m3時(shí)就會(huì)使人感到有如燈煙的臭味，低濃度時(shí)人有不適感覺。吸收羰基鎳后可引起急性中毒，10分鐘左右就會(huì)出現(xiàn)初期癥狀，如：頭暈、頭疼、步態(tài)不穩(wěn)，有時(shí)惡心、嘔吐、胸悶；后期癥狀是在接觸12至36小時(shí)后再次出現(xiàn)惡心、嘔吐、高燒、呼吸困難、胸部疼痛等。接觸高濃度時(shí)發(fā)生急性化學(xué)肺炎，最終出現(xiàn)肺水腫和呼吸道循環(huán)衰竭而致死亡接觸致死量時(shí)，事故發(fā)生后4至11日死亡。人的鎳中毒特有癥狀是皮膚炎、呼吸器官障礙及呼吸道癌。
致突變性：腫瘤性轉(zhuǎn)化：倉(cāng)鼠胚胎5µmol/L。
生殖毒性：大鼠經(jīng)口最低中毒劑量（TDL0）：158mg/kg（多代用），胚胎中毒，胎鼠死亡。
致癌性：IARC致癌性評(píng)論：動(dòng)物為陽(yáng)性反應(yīng)。
遷移轉(zhuǎn)化：天然水中的鎳常以鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽以及某些無機(jī)和有機(jī)絡(luò)合物的形式溶解于水。水中的可溶性離子能與水結(jié)合形成水合離子(Ni(H2O)6)2+，與氨基酸、胱氨酸、富里酸等形成可溶性有機(jī)絡(luò)離子，它們可以隨水流遷移。鎳在水中的遷移，主要是形成沉淀和共沉淀以及在晶形沉積物中向底質(zhì)遷移，這種遷移的鎳共占總遷移量的80%；溶解形態(tài)和固體吸附形態(tài)的遷移僅占5%。為此，水體中的鎳大部分都富集在底質(zhì)沉積物中，沉積物含鎳量可達(dá)18～47ppm，為水中含鎳量的38000～92000倍。土壤中的鎳主要來源于巖石風(fēng)化、大氣降塵、灌溉用水（包括含鎳廢水）、農(nóng)田施肥、植物和動(dòng)物遺體的腐爛等。植物生長(zhǎng)和農(nóng)田排水又可以從土壤中帶走鎳。通常，隨污灌進(jìn)入土壤的鎳離子被土訓(xùn)無機(jī)和有機(jī)復(fù)合體所吸附，主要累積在表層。
同位素
同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量 衰變產(chǎn)物
MeV
56Ni 人造 6.077天 電子捕獲 2.136 56Co
58Ni 68.077 % 穩(wěn)定
59Ni 人造 76,000年 電子捕獲 1.072 59Co
60Ni 26.233 % 穩(wěn)定
61Ni 1.14 % 穩(wěn)定
62Ni 3.634 % 穩(wěn)定
63Ni 人造 100.1年 β衰變 2.137 63Cu
64Ni 0.926 % 穩(wěn)定
儲(chǔ)運(yùn)條件
儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。包裝要求密封,不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類等分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。
制備方法
1.電解法。將富集的硫化物礦焙燒成氧化物，用炭還原成粗鎳，再經(jīng)電解得純金屬鎳。
2.羰基化法。將鎳的硫化物礦與一氧化碳作用生成四羰基鎳，加熱后分解，又得純度很高的金屬鎳。
3.氫氣還原法。用氫氣還原氧化鎳，可得金屬鎳。
4.在鼓風(fēng)爐中混入氧置換硫，加熱鎳礦可得到鎳的氧化物。而此種氧化物再和與鐵反應(yīng)過的酸液進(jìn)行作用就能得到鎳金屬。
5.礦石經(jīng)煅燒成氧化物后，再用水煤氣或炭還原得到鎳。
生理功能
致敏性：鎳是最常見的致敏性金屬，約有20%左右的人對(duì)鎳離子過敏，女性患者的人數(shù)要高于男性患者，在與人體接觸時(shí)，鎳離子可以通過毛孔和皮脂腺滲透到皮膚里面去，從而引起皮膚過敏發(fā)炎，其臨床表現(xiàn)為皮炎和濕疹。一旦出現(xiàn)致敏，鎳過敏能常無限期持續(xù)。患者所受的壓力、汗液、大氣與皮膚的濕度和磨擦?xí)又劓囘^敏的癥狀。鎳過敏性皮炎臨床表現(xiàn)為瘙癢、丘疹性或丘疹水皰性的皮炎，伴有苔蘚化。
臨床觀察：在較高等動(dòng)物與人的體內(nèi)，鎳的生化功能尚未了解。但體外實(shí)驗(yàn)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察提供了有價(jià)值的結(jié)果。
1．體外實(shí)驗(yàn)顯示了鎳硫胺素焦磷酸（輔羧酶）、磷酸吡哆醛、卟啉、蛋白質(zhì)和肽的親和力，并證明鎳也與RNA和DNA結(jié)合。
2．鎳缺乏時(shí)肝內(nèi)6種脫氫酶減少，包括葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶和谷氨酸脫氫酶。這些酶參與生成NADH、無氧糖酵解、三羧循環(huán)和由氨基酸釋放氮。而且鎳缺乏時(shí)顯示肝細(xì)胞和線粒體結(jié)構(gòu)有變化，特別是內(nèi)網(wǎng)質(zhì)不規(guī)整，線粒體氧化功能降低。
3．貧血病人血鎳含量減少，而且鐵吸收減少，鎳有刺激造血功能的作用，人和動(dòng)物補(bǔ)充鎳后紅細(xì)胞、血紅素及白細(xì)胞增加。
生理需要：由于膳食中每日攝入鎳70～260μg/d，人的需要量是根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算的，可能需要量為25～35μg/d。
過量表現(xiàn)：每天攝入可溶性鎳250mg會(huì)引起中毒。有些人比較敏感，攝入600μg即可引起中毒。依據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，慢性超量攝取或超量暴露，可導(dǎo)致心肌、腦、肺、肝和腎退行性變。
有資料顯示：每天喝含鎳高的水會(huì)增加癌癥發(fā)病率，特別是己患癌癥在放化療期間應(yīng)必須杜絕與鎳產(chǎn)品接觸。市場(chǎng)上經(jīng)銷的部份陶瓷制食用具應(yīng)慎重選擇使用，平時(shí)生活中拿一個(gè)含鎳高的陶瓷具做飲水具，會(huì)提高發(fā)病機(jī)會(huì)。
另外，也有一些非正規(guī)廠家生產(chǎn)的性藥品也有鎳的高成份。所以對(duì)鎳與人身健康應(yīng)高度重視.
缺乏癥：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示缺乏鎳可出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢，生殖力減弱。
應(yīng)用領(lǐng)域
因?yàn)殒嚨目垢g性佳，常被用在電鍍上。鎳鎘電池含有鎳。
主要用于合金（配方）（如鎳鋼和鎳銀）及用作催化劑（如拉內(nèi)鎳，尤指用作氫化的催化劑），可用來制造貨幣等，鍍?cè)谄渌饘偕峡梢苑乐股P。主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金，如鎳鋼、鎳鉻鋼及各種有色金屬合金，含鎳成分較高的銅鎳合金，就不易腐蝕。也作加氫催化劑和用于陶瓷制品、特種化學(xué)器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等等。
電解鎳：電解鎳是使用電解法支撐的鎳，用它制造的不銹鋼和各種合金鋼被廣泛地用于飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)、導(dǎo)彈、宇宙飛船和民用工業(yè)中的機(jī)器制造、陶瓷顏料、永磁材料、電子遙控等領(lǐng)域。
市場(chǎng)發(fā)展
2006年1-12月，中國(guó)鎳?yán)塾?jì)產(chǎn)量為111280.01噸，與2005年同期相比增長(zhǎng)了22.07%；2007年1-12月，中國(guó)鎳?yán)塾?jì)產(chǎn)量為115772.10噸，與2006年同期相比增長(zhǎng)了8.51%；2008年1-10月，中國(guó)鎳?yán)塾?jì)產(chǎn)量為112209.99噸，與2007年同期相比增長(zhǎng)了8.99%。
中國(guó)鎳行業(yè)在不斷發(fā)展的同時(shí)，也存在一些問題，如鎳礦中多為低品味，露采比例很小，可采儲(chǔ)量?jī)H占總儲(chǔ)量的10%，開采和冶煉的技術(shù)相對(duì)較為落后；選礦一般采用弱酸或弱堿介質(zhì)浮選工藝，選礦能力為430萬噸/年；中國(guó)鎳冶煉除幾家大型企業(yè)以外普遍采用火法的選锍熔煉技術(shù)，精煉鎳主要采用硫化鎳陽(yáng)極隔膜電解和硫酸選擇性浸出——電積工藝，與世界先進(jìn)技術(shù)還有一定差距，因此中國(guó)開采和冶煉的成本居高不下 。
2010年預(yù)計(jì)中國(guó)鎳消費(fèi)量將達(dá)到40萬噸/年以后，中國(guó)將成為世界最大的鎳消費(fèi)國(guó)。2010年中國(guó)鎳金屬基礎(chǔ)儲(chǔ)量只有230萬噸左右，2010-2013年來中國(guó)鎳礦勘探?jīng)]有重大進(jìn)展，如果就按照這樣消費(fèi)下去的話，10年后中國(guó)的鎳礦資源將逐漸消耗殆盡。
2012年10月5日，中國(guó)新疆省地礦部門和礦產(chǎn)企業(yè)經(jīng)4年勘查，在新疆若羌縣發(fā)現(xiàn)百萬噸級(jí)特大型鎳礦，已探得鎳金屬資源量128萬噸。
《2013-2017年中國(guó)金屬鎳行業(yè)全景調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》資料顯示，中國(guó)和美國(guó)為最大消費(fèi)國(guó)。Higo稱，2013年中國(guó)鎳生鐵產(chǎn)量將增至35萬噸。鎳生鐵為低級(jí)鐵礦石的替代品。中國(guó)不銹鋼生產(chǎn)商鎳生鐵使用量增加將抑制其對(duì)鎳的風(fēng)險(xiǎn)偏好，拖累鎳價(jià)。他表示，中國(guó)需求將增加8.5%至83萬噸，而包括生鐵在內(nèi)的產(chǎn)量將增長(zhǎng)10%至54萬噸。中國(guó)需求占全球總量的47%。
截至2013年5月23日，中國(guó)庫(kù)存180，024噸。2013年全球不銹鋼產(chǎn)量或自1月預(yù)估增長(zhǎng)1.7%至3，650萬噸。中國(guó)產(chǎn)量將增加3.7%至1，680萬噸。根據(jù)國(guó)際不銹鋼論壇，亞洲不銹鋼產(chǎn)量占全球總量的70%。
中國(guó)鎳供給有兩個(gè)部分組成，一部分是新產(chǎn)鎳精礦供應(yīng)，這部分占鎳總供給量的72.9%，另一部分來自再生鎳占27.1%，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鎳的需求量不斷增加。
南非：Nkomati鎳礦，位于南非共和國(guó)東部Mpumalanga地區(qū)，距離約翰內(nèi)斯堡300公里處，1997年投產(chǎn)，為南非的第一座鎳礦。分為兩個(gè)礦床：高含量礦、低含量礦。高含量礦送至Rustenburg冶煉廠進(jìn)行冶煉，低含量礦送至博斯瓦納和津巴布韋進(jìn)行冶煉。2007年進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)可行性研究，預(yù)計(jì)2010年擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目投產(chǎn)。2010年產(chǎn)能與產(chǎn)能4000噸左右（金屬量）。擴(kuò)產(chǎn)后，開采壽命將從2023年延長(zhǎng)至2030年，并將逐步改為露天開采。
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