Что за металл такое никель

1. Какой металл никель?

Никель представляет собойхимический элемент(символ: Ni, атомный номер: 28), классифицируется какпереходный металлв периодической таблице. Это твердый, пластичный и ковкий серебристо--белый металл с особыми физическими и химическими свойствами, которые делают его ценным во многих отраслях:

Физические характеристики: Он имеет высокую температуру плавления (~ 1455 градусов/2651 градус по Фаренгейту) и плотность (~ 8,91 г/см³) и обладает естественными магнитными свойствами при комнатной температуре (проявляет ферромагнетизм, как железо и кобальт). Он также очень пластичен (можно тянуть в проволоку) и податлив (можно забивать в тонкие листы) даже при низких температурах.

Химические свойства: Никель устойчив к коррозии-, особенно на воздухе и в воде, благодаря образованию на его поверхности тонкого защитного оксидного слоя. Он не тускнеет и стабилен в большинстве органических растворителей и разбавленных кислотах (хотя реагирует с концентрированной азотной кислотой).

Легирующая роль: Хотя никель используется в чистом виде (например, для некоторых электронных компонентов), его основная ценность заключается впроизводство сплавов. Это ключевая добавка в нержавеющей стали (например, нержавеющая сталь 304 содержит ~8-10% никеля, что повышает коррозионную стойкость и пластичность), медно-никелевых сплавах (например, C71500) и жаропрочных суперсплавах (используемых в реактивных двигателях и электростанциях, где никель повышает прочность при экстремальных температурах). Он также образует сплавы с такими металлами, как цинк (латунь), титан и алюминий, для специализированных применений.

Промышленное использование помимо сплавов: Это имеет решающее значение в аккумуляторной технологии (например, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и литий-никель-кобальт-алюминиевые батареи для электромобилей и электроники), каталитических нейтрализаторах (для снижения выбросов транспортных средств) и гальваническом покрытии (никелирование добавляет прочная декоративная отделка металлов, таких как сталь).

2. Почему его называют никелем?

Название «никель» происходит отНемецкое слово «никель».(уменьшительное от «Николаус» или «Николас»), что было средневековым термином для обозначения «гоблина» или «демона» в европейском фольклоре. Это необычное происхождение связано с ранней историей добычи никеля:

В 17 веке немецкие горняки в Рудных горах (на границе нынешней-Германии и Чехии) обнаружили минерал, который они назвали«Купферникель»(«медный леший»). Они считали, что минерал содержит медь (из-за его внешнего вида), и пытались извлечь металл, но их усилия не увенчались успехом.-медь не удалось извлечь, а минерал даже выделял токсичные пары при нагревании. Шахтеры обвинили в этом «разочарование» озорного гоблина по имени Никель, который, по их мнению, прятал медь или проклинал их работу.

Спустя столетия, в 1751 году, шведский химик Аксель Фредрик Кронстедт проанализировал купферникель и обнаружил в нем новый, ранее неизвестный металл. Он назвал этот металл «никелем», отсылая к старому шахтерскому термину, обозначавшему этот минерал, в честь фольклора, который издавна окружал эту руду.

Позже это название распространилось на другие языки, включая английский, и сегодня остается стандартным термином для этого элемента. Интересно, что монета. 5-цент США («никель») также получила свое название от металла,-хотя современные никелевые монеты состоят только на ~25% из никеля (остальное — медь).

3. Почему никель такой дорогой?

Высокая цена на никель обусловлена сочетаниемограничения предложения, высокий мировой спрос, производственные проблемы и его незаменимая роль в важнейших отраслях промышленности.(особенно технологии аккумуляторов для электромобилей). Ниже представлена подробная разбивка ключевых факторов:

(1) Ограниченное предложение: географически сконцентрированное производство

Производство никеля сильно сконцентрировано в небольшом количестве стран, что создает уязвимость к перебоям в поставках:

Индонезия и Филиппины: Вместе на эти две страны Юго-Восточной Азии приходится ~60-70% мирового производства никеля. Индонезия (крупнейший производитель в мире) с 2020 года ввела строгие запреты на экспорт необработанной никелевой руды, вынуждая компании строить местные плавильные заводы для очистки никеля перед экспортом. Эта политика сократила мировые поставки сырого никеля и увеличила производственные затраты (металлургические заводы требуют крупных инвестиций и энергии).

Россия: Россия, являющаяся третьим-по величине производителем (около 10% мировых поставок), пострадала от международных санкций после вторжения в Украину в 2022 году. Санкции нарушили торговые пути и сократили доступ к российскому никелю, что еще больше ограничило мировые поставки.

Низкое разнообразие запасов: В отличие от таких металлов, как железо и медь, которые добываются в десятках стран, запасы никеля ограничены несколькими регионами. Отсутствие географического разнообразия означает, что даже небольшие сбои (например, запреты на добычу полезных ископаемых, стихийные бедствия, политические волнения) могут существенно повлиять на глобальное предложение.

info-444-442 info-440-442

info-440-442 info-448-440

(2) Взрывной спрос: аккумуляторы для электромобилей стимулируют рост

Самым большим драйвером спроса на никель являетсяглобальный переход на электромобили. Никель является ключевым компонентом литий-ионных-батарей высокой-энергии-плотности (например, батарей NCM: литий-никель-кобальт-марганец, которые содержат 50-90% никеля по весу). Эти батареи питают большинство современных электромобилей, поскольку они хранят больше энергии (обеспечивая больший запас хода), чем альтернативы с низким содержанием никеля.

Рост спроса: По данным Международного энергетического агентства (МЭА), продажи электромобилей вырастут с примерно 10 миллионов единиц в 2022 году до более 60 миллионов к 2030 году. Это приведет к увеличению спроса на никель для аккумуляторов с ~500 000 метрических тонн в 2022 году до 3-4 миллионов метрических тонн к 2030 году, то есть в 6-8 раз больше.

Другие источники спроса: Никель также остается критически важным для производства нержавеющей стали (на его долю приходится около 70% исторического спроса на никель), аэрокосмических суперсплавов и электроники. Этот «двойной спрос» (со стороны традиционных отраслей и новых технологий электромобилей) создает устойчивое давление на предложение.

(3) Высокие производственные затраты и технические проблемы.

Добыча и переработка никеля — дело дорогое и технически сложное, особенно никель высокой-чистоты, необходимый для изготовления аккумуляторов:

Качество руды: Большую часть никеля добывают из двух типов руды:

Латеритовые руды(80% мировых запасов находятся в Индонезии и на Филиппинах). Для получения никелевого штейна (полу-рафинированного продукта) требуется высоко-энергоемкая-плавка. Строительство и эксплуатация металлургических заводов обходятся в миллиарды долларов, и они потребляют большое количество угля или природного газа (увеличивая затраты и экологические проблемы).

Сульфидные руды(20% запасов, обнаруженных в Канаде, Австралии): их легче перерабатывать, но они встречаются реже и часто расположены в отдаленных районах (например, на севере Канады), что увеличивает затраты на добычу и транспортировку. Сульфидные руды также производят никель высокой-чистоты (необходимый для батарей), но их дефицит приводит к росту цен.

Требования к аккумуляторному-никелю: для аккумуляторов электромобилей требуется никель «класса 1» (чистота 99,8%), что требует дополнительных стадий очистки (например, электролиза), помимо тех, которые необходимы для нержавеющей стали (в которой используется никель «класса 2» более низкой-чистоты). Эти дополнительные шаги увеличивают время и стоимость производства.

Что за металл никель