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電池中的鎳金屬:為什么被稱為魔鬼金屬?

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鎳是一種堅(jiān)硬的銀白色金屬,是我們?nèi)粘I畹谋匦杵罚瑥挠矌诺诫姵卦俚讲讳P鋼,無處不在。

鎳是一種堅(jiān)硬的銀白色金屬,是我們?nèi)粘I畹谋匦杵?,從硬幣到電池再到不銹鋼,無處不在。

鎳:唯一以魔鬼命名的金屬

你知道鎳的名字來源于德語“Kupfernickel”嗎?

在 1600 年代,一種深紅色的礦石,通常帶有綠色涂層,是德國薩克森州銅礦工的來源。他們?cè)噲D提取銅從它但失敗了,那些負(fù)責(zé)處理神秘礦石的人開始出現(xiàn)中毒跡象。許多人開始出現(xiàn)劇烈的胃痛,導(dǎo)致嘔吐和腹瀉,其他人則眩暈,發(fā)生事故和跌倒。一些在冶煉廠工作的人甚至精神錯(cuò)亂、休克或死亡。

礦工們得出結(jié)論,礦石不是銅,而是偽裝成銅的東西。他們確信這是魔鬼的惡作劇。因此將其命名為 Kupfernickel,意思是“老尼克的銅”。老尼克是撒克遜神話中邪惡精靈的名字,也被用作魔鬼的俗稱。

1751 年至 1754 年間,瑞典化學(xué)家 Axel Cronstedt 進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)以確定 kupfernickel 的真實(shí)性質(zhì)。我們現(xiàn)在知道 kupfernickel 是砷化鎳或 niccolite。砷化鎳有毒,這就解釋了礦工中毒的原因。

在發(fā)現(xiàn)它的化學(xué)反應(yīng)與他對(duì)銅化合物的預(yù)期不同后,他用木炭加熱 kupfernickel 以產(chǎn)生一種堅(jiān)硬的白色金屬,僅其顏色就表明它不可能是銅。它的特性,包括它的磁性,使他得出結(jié)論,他已經(jīng)分離出一種新的金屬元素。

克朗斯泰特將這種新元素命名為鎳,以他從中分離出來的 kupfernickel 命名。

鎳特性

鎳是用途最廣泛的金屬之一,從我們?cè)趶N房中使用的器具到連接城市的橋梁和有助于實(shí)現(xiàn)低碳未來的電動(dòng)汽車電池。秘訣在于其出色的物理和化學(xué)性能。

鎳具有很高的熔點(diǎn),高達(dá)1453℃,具有高延展性,同時(shí)抗腐蝕抗氧化,在室溫下具有磁性,可電鍍沉積,具有催化特性,可以完全回收。

電動(dòng)汽車市場(chǎng)增長刺激鎳需求

鎳是鋰離子電池的主要正極材料。電池中的鎳有助于以更低的成本提供更高的能量密度和更大的存儲(chǔ)容量。

盡管電動(dòng)汽車(EV)目前在全球汽車存量中所占比例相對(duì)較小,但其市場(chǎng)份額正在增加,預(yù)計(jì)未來幾年將繼續(xù)快速增長。一些預(yù)測(cè)表明,到 2025 年,它們將占汽車總數(shù)的 10% 以上,其中大部分將由含鎳鋰離子電池供電。

2021 年僅占整個(gè)市場(chǎng)的 7%,伍德麥肯齊預(yù)計(jì)到 2040 年,電池使用量將增長到鎳消費(fèi)量的 40%。這將推動(dòng)鎳需求量翻一番,達(dá)到每年 600 萬噸。

需要 1 級(jí)鎳

電池制造商需要 1 類鎳來生產(chǎn)硫酸鎳——用于鋰離子電池陰極的化合物。I 類鎳的鎳含量為 99.98% 或更高,通常存在于硫化鎳礦床中。不幸的是,大型、高質(zhì)量的硫化鎳礦床正在迅速枯竭,并且越來越難找到新的礦床。

在尋找新的硫化鎳礦的同時(shí),要加大對(duì)紅土鎳礦資源的利用。

紅土礦石主要有兩種分類:褐鐵礦和腐泥土。褐鐵礦紅土易于開采,但質(zhì)量較低,需要額外的加工步驟(高壓酸浸 (HPAL))來生產(chǎn) 1 類鎳。

鎳 鎳礦

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