镍Ni.docx
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镍Ni
镍
百科名片
镍是化学元素之一，化学符号为Ni，原子序数为28，具磁性，属过渡金属。
目录
基本字义
常用词组
金属元素
晶体结构
元素用途
世界镍资源分布、交易状况
镍化合物
1.1、镍（Ⅱ）的化合物
2.2、镍（Ⅲ）的化合物
3.镍的配合物
发现过程：
元素描述
元素来源
1.元素用途：
2.元素辅助资料：
基本知识
服装服饰中的镍
镍的简介
镍的性质
镍的发现
镍的致敏性
生理功能
镍的制法
镍业发展
南非Nkomati镍矿
世界十大镍生产国
测试方法
基本字义
常用词组
金属元素
晶体结构
元素用途
世界镍资源分布、交易状况
镍化合物
1.1、镍（Ⅱ）的化合物
2.2、镍（Ⅲ）的化合物
3.镍的配合物
发现过程：
∙元素描述
∙元素来源
1.元素用途：
2.元素辅助资料：
∙基本知识
∙服装服饰中的镍
∙镍的简介
∙镍的性质
∙镍的发现
∙镍的致敏性
∙生理功能
∙镍的制法
∙镍业发展
∙南非Nkomati镍矿
∙世界十大镍生产国
∙测试方法
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编辑本段基本字义
镍
镍拼音:
niè 繁体字:
镍
部首:
钅,部外笔画:
10,总笔画:
15;繁体部首:
金,部外笔画:
10,总笔画:
18
五笔86&98:
QTHS 仓颉:
XCHUD
笔顺编号:
311153251111234 四角号码:
86794 UniCode:
CJK统一汉字U+954D
（镍）nièㄋㄧㄝˋ
◎一种金属元素，可用来制造货币等，镀在其他金属上可以防止生锈。
英语：
nickel
编辑本段常用词组
镍币
◎镍币nièbì
[nickelcoin]镍质的货币
镍钢
◎镍钢niègāng
[nickelsteel]含镍的钢
编辑本段金属元素
金属镍
镍；近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。
溶于硝酸后，呈绿色。
主要用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂）[nickel]——元素符号Ni。
元素原子量：
58.69
元素类型：
金属
原子体积:
（立方厘米/摩尔）
6.59
元素在太阳中的含量:
（ppm）
80
元素在海水中的含量:
（ppm）
太平洋表面0.0001
地壳中含量：
80（ppm）
元素中文名称：
镍
元素英文名称：
Nickel
相对原子质量：
58.69
核内质子数：
28
核外电子数：
28
核电核数：
28
质子质量：
4.6844E-26
质子相对质量：
28.196
所属周期：
4
所属族数：
VIII
摩尔质量：
59
氢化物：
NiH3
氧化物：
NiO
最高价氧化物化学式：
Ni2O3
氧化态：
MainNi+2
OtherNi-1,Ni0,Ni+1,Ni+3,Ni+4,Ni+6
密度：
8.902
熔点：
1453.0
沸点：
2732.0
声音在其中的传播速率：
（m/S）
4900
电离能（kJ/mol）
M-M+736.7
M+-M2+1735.0
M2+-M3+3393
M3+-M4+5300
M4+-M5+7280
M5+-M6+10400
M6+-M7+12800
M7+-M8+15600
M8+-M9+18600
M9+-M10+21660
外围电子排布：
3d84s2
核外电子排布：
2,8,16,2
编辑本段晶体结构
晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数：
aa=352.4pm
b=352.4pm
c=352.4pm
α=90°
β=90°
γ=90°
莫氏硬度：
4
颜色和状态：
银白色金属
原子半径：
1.246
常见化合价：
+2,+3
发现人：
克朗斯塔特
发现时间和地点：
1751瑞典
元素来源：
镍黄铁矿[（Ni,Fe）9S8]
编辑本段元素用途
具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。
主要用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂），可用来制造货币等，镀在其他金属上可以防止生锈。
可用于电镀制作搪塑（旋转）成型的模具。
发现人：
克郎斯塔特发现年代：
1751年
编辑本段世界镍资源分布、交易状况
目前，全球约66%的精炼镍用于制造不锈钢。
因此镍作为不锈钢主要合金原料之首，不锈钢的产量和镍需求量息息相关。
半世纪以来，国际不锈钢产量呈持续增涨趋势，尤其是20世纪80年代日本、欧洲、北美各国、90年代韩国、中国台湾地区的产能明显增加。
进入21世纪后，中国不锈钢的产量开始牵动全球不锈钢总产量的走势。
2000年中国产量仅为40万吨，但2006年已超500万吨，首超日本。
从而，继2001年中国成为全球最大的不锈钢消费国后，2006年中国已成为全球最大的不锈钢生产国。
2006年全球不锈钢总产量约2800万吨，同比增涨14%。
不锈钢产量的迅速增加，直接刺激了全球镍需求的急速上升，并导致全球供需失调，加上投机炒作等推波助澜，造成2006年镍价持续飙涨。
（一）厂商简析：
厂商积极扩建增产，并购垄断风起
较集中的镍资源仅分布于少数国家，生产厂商也不多，几乎是采矿→成品的一贯式作业生产；但日本已进口矿石、中间原料产品的“客制化炼镍厂”则是例外。
全球主要的大型镍生产商包括：
俄罗斯诺里尔斯克镍业（NorilskNickel），目前年产约24.5万吨；加拿大国际镍业（Inco），年产约22万吨；澳洲必和必拓（BHPBilliton），年产约15万吨；加拿大Falconbridge，年产约11万吨；法国Eramet，年产约7万吨等。
不过，近年来全球资源矿业领域掀起并购重组风潮。
如：
BHP公司并购澳洲QNI、WMC公司，一跃成为大型镍厂商；2006年英瑞合资的矿业公司斯特拉塔（Xstrata）欲购加拿大Falconbridge；2006年巴西淡水河谷（CompanhiadoValedoRioDoce，CVRD）收购Inco、OncaPuma镍矿外，并计划收购Piaui州、Para州、Goias州等三座镍矿项目，预计2009年镍产量可达30万吨，可能会成为全球最大产镍集团。
因此，未来镍市场将更加垄断，价格易涨难跌。
（二）资源分布：
区域分布广而散，精镍供不应求
1.镍制品种类：
一级品：
即伦敦金属交易所（LME）交易采用之电解镍、镍块、镍球等99.8%以上纯镍。
其用途较广泛，包含特殊钢、电子材料和航天材料等的合金、触媒、电镀、电池材料等。
二级品：
即镍铁合金（镍16%～40%）、氧化镍（镍75%～98%）及通用镍（镍约98%）等。
几乎都用于特殊钢。
此外，还有NiSO4、NiOH、NiCl2、NiCO3等化合物产品。
二级品大多是以镍块形式为原料，计算消耗量时应换算成实际之镍含量。
2.产销分布：
2006年全球精炼镍产量约136万吨，主要产国分别为：
俄罗斯（20%）、日本（13%）、加拿大（11%）、澳大利亚（9%）、中国（7%）、挪威（7%）。
其中，日本对特殊钢的产量及需求量相当大，大量进口镍矿以从事精炼镍生产，掌握原料来源，其产量跃居全球第二。
2006年全球精炼镍需求量约137.4万吨，主要消费地区分别：
中国内地（18%）、日本（14%）、美国（9%）、德国（8%）、韩国（8%）、台湾（7%）等；前六大国家与地区合占64%，也是特殊钢主要生产地区。
2005年中国内地的精炼镍消费量达20万公吨，首次超越日本跃居全球首位。
2006年其消费量再增5万公吨。
此外，2005年全球精炼镍大约有66%用于制造不锈钢，12%用于制造镍及其它非铁合金，电镀占8%，制造合金钢占4%，铸造占3%，其余7%则做为化工或触媒等用途。
（三）市场简析：
镍库存供给不足，投机基金助推天价
1.总体概况：
以前，由于前苏联的生产和库存资料难以取得，全球镍的供需大多是依据西方供需量＋东西方贸易量来推测。
近年，随着俄罗斯产量逐渐公开、中国渐成镍消耗大国，对全球镍供需已逐渐明朗。
在中国不锈钢的消耗和产量增加的推动下，2003年以来全球镍再现供不应求状态。
2005年、2006年世界不锈钢产量继续增加，镍则继续短缺，分别不足7000吨、14000吨。
随着中国消耗量的进一步增加，以及主要精炼镍厂年底扩建投产，镍供应吃紧局面可能延续至2008年上半年。
2.运作模式：
自1979年镍在伦敦金属交易所（LME）交易以来，其价格以世界的镍现货交易为基准。
若是LME认定之厂牌，只要送交至LME指定仓库，就可用LME基准价格销售，而不需折价销售。
因此，一级镍可以用“LME价格＋运保费（premium）”方式进行实际交易；二级镍虽然不能拿到LME仓库去，但同样能以LME价格为基准订定差价。
与铜、铝等其它大宗商品相比，镍市场规模小许多，价格容易出现大幅波动。
3.库存供给与价格走势：
1988、1989年因罢工事件、设备故障，以及不锈钢产量增加，镍曾陷入严重供应不足局面，镍价一度高涨至16000-18000美元/吨；直至1990年以后才趋平静。
随着90年代前苏联解体，释出军需用的储备镍，这十年期间镍价在4000-8000美元/吨间波动，平均价格为6220美元/吨。
2000年供应紧张也致使价格拉涨，年平均价格升至7840美元/吨；2001年因经济泡沫，镍价再度下跌，年均价降至5400美元/吨；其后经过2002年的恢复期，年均价稳定在6140美元/吨。
2003年6月以后再度涨超8000美元/吨，同年10月以后连续两年保持在10000美元/吨以上。
尤其是2004年6月以后行情持续在12000美元/吨以上。
主要原因是：
（1）中国不锈钢的消费量增加，带动西方不锈钢产量需求扩大；
（2）中国不锈钢的生产能增加，带动镍消费量跟涨；
（3）新建镍矿项目尚未完建投产，镍供应紧张局面持续；2004-2005年全球资源供不应求最为明显，尤在以原油为首的铜、铝、金等商品价格高涨的情况下，镍也难置身事外；
（4）投机基金扮演了推波助澜角色。
此后，自2005年夏季开始，由于全球不锈钢生产策略调整导致供需疲软，镍价也随之下降，LME库存也处在低水位。
2006年初镍价在13000美元/吨左右起涨。
由于2006年镍矿业并购风潮，对下游议价能力渐强，而俄罗斯冬季冰封冻港无法出口镍，致使2007年1月镍价首度突破40000美元/吨，而LME库存仅余5000吨。
此外，澳洲BHPBilliton旗下Ravensthorpe镍矿投产时间被迟至2008年第一季，现有库存量明显不足，供需再度失衡，市场投资人对镍持续看多拉涨。
2007年3月19日是镍交易史上重要的一日，当日镍价首度突破50000美元/吨，再创历史天价；LME库存仅余3700吨，创历史新低。
IMF预计2007年全球经济成长约4.9%，而不锈钢需求表现继续看好，下半年对不锈钢新增产能的需求程度、投机基金对整个商品价格的动向，将继续支配着今后镍价走势。
编辑本段镍化合物
1、镍（Ⅱ）的化合物
（1）氧化镍：
NiC2O4==NiO+CO+CO2
（2）氢氧化镍：
Ni2+2OH-==Ni（OH）2
（3）硫酸镍2Ni+2H2SO4+2HNO3==2NiSO4+NO2+NO+3H2ONiO+H2SO4==NiSO4+H2ONiCO3+H2SO4==NiSO4+CO2+H2O
（4）卤化镍：
NiF2NiCl2NiBr2NiI2
2、镍（Ⅲ）的化合物
（1）氧化高镍
4NiO+O2==2Ni2O3
2Ni（OH）2+Br2+2OH-==Ni2O3+2Br-+3H2O
2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2+4H2O
Ni2O3+6HCl==2NiCl2+Cl2+3H2O
（2）氢氧化高镍
4NiCO3+O2==2Ni2O3+4CO2
2Ni2++6OH-+Br2==2Ni（OH）3+2Br-
2Ni（OH）2+NaClO+H2O==2Ni（OH）3+NaCl
2Ni（OH）3+6HCl==2NiCl2+Cl2+6H2O
镍的配合物
（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
编辑本段发现过程：
1751年，瑞典的克郎斯塔特，用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热，而制得镍。
编辑本段元素描述
有铁磁性和延展性，能导电和导热。
常温下，镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，不但能阻止继续被氧化，而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。
块状镍不会燃烧，细镍丝可燃，特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。
加热时，镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。
细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。
镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸，但在发烟硝酸中表面钝化。
镍的氧化态为－1、＋1、＋2、＋3、＋4，简单化合物中以＋2价最稳定，＋3价镍盐为氧化剂。
镍的氧化物有NiO和Ni2O3。
氢氧化镍〔Ni（OH）2〕为强碱，微溶于水，易溶于酸。
硫酸镍（NiSO4）能与碱金属硫酸盐形成矾Ni（SO4）2o6H2O（MI为碱金属离子）。
＋2价镍离子能形成配位化合物。
在加压下，镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni（CO）4〕，加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
银白色金属，密度8.9克/厘米3。
熔点1455℃，沸点2730℃。
化合价2和3。
电离能为7.635电子伏特。
质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。
有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。
在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+；对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。
镍是一个中等强度的还原剂。
编辑本段元素来源
矿石经煅烧成氧化物后，用水煤气或碳还原而制得。
元素用途：
镍铬合金
主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金，含镍成分较高的铜镍合金，就不易腐蚀。
也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。
元素辅助资料：
镍在地壳中含量不小，大于常见金属铅、锡等，但明显比铁少得多，而且镍和铁的熔点不相上下，因此注定它比铁发现得晚。
17世纪末，欧洲人开始注意镍砒（砷）矿。
当时德国用它来制造青色玻璃，采矿工人称它为kupfernickel。
“kupfer”在德文中是“铜”；“nickel”是骂人的话，大意是“骗人的小鬼”。
因此这一词可以义译为“假铜”。
当时人们认为它是铜和砷的混合物。
瑞典化学家克隆斯特研究了这个矿物，他得到了少量与铜不同的金属。
他在1751年发表研究报告，认为这是一种新金属，就称它为nickel，这也就是镍的拉丁名称niccolum和符号Ni的来源。
镍在欧洲被发现后，德国人首先把它掺入铜中，制成所谓日耳曼银，或称德国银，也就是我国的白铜。
最稳定的同位素
同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量衰变产物
MeV
56Ni人造6.077天电子捕获2.13656Co
58Ni68.077%稳定
59Ni人造76,000年电子捕获1.07259Co
60Ni26.233%稳定
61Ni1.14%稳定
62Ni3.634%稳定
63Ni人造100.1年β衰变2.13763Cu
64Ni0.926%稳定
编辑本段基本知识
在自然界，最主要的镍矿是红镍矿（砷化镍）与辉砷镍矿（硫砷化镍）。
古巴是世界上最著名的蕴藏镍矿的国家，在多米尼加也有大量的镍矿。
金属镍主要用于电镀工业，镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。
极细的镍粉，在化学工业上常用作催化剂。
镍大量用于制造合金。
在钢中加入镍，可以提高机械强度。
如钢中含镍量从2．94％增加到了7.04％时，抗拉强度便由52．2公斤／毫米2增加到72．8公斤／毫米3。
镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。
含镍36％、含碳0.3-0．5％的镍钢，它的膨胀系数非常小，几乎不热胀冷缩，用来制造多种精密机械，精确量规等。
含镍46％、含碳0．15％的高镍钢，叫“类铂”，因为它的膨胀系数与铂、玻璃相似，这种高镍钢可熔焊到玻璃中。
在灯泡生产上很重要，可作铂丝的代用品。
一些精密的透镜框，也用这种类铂钢做，透镜不会因热胀冷缩而从框中掉下来。
由67．5％镍、16％铁、15％铬、1．5％锰组成的合金，具有很大的电阻，用来制造各种变阻器与电热器。
钛镍合金具有“记忆”的本领，而且记忆力很强，经过相当长的时间，重复上千万次都准确无误。
它的“记忆”本领就是记住它原来的形状，所以人们称它为“形状记忆合金”。
原来这种合金有一个特性转变温度，在转变温度之上，它具有一种组织结构，而在转变温度之下，它又有另一种组织结构。
结构不同，性能也就不同。
例如：
一种钛镍记忆合金，当它在转变温度之上时，很坚硬，强度大，而在这个温度以下，它却很软，容易冷加工。
这样，当我们需要它记忆什么形状时，就把它做成那种形状，这就是它的“永久记忆“形状，在转变温度以下，由于它很软，我们便可以在相当大的程度内使其任意变形。
而当需要它恢复到原来形状时，只要把它加热到转变温度以上就行了。
镍具有磁性，能被磁铁吸引。
而用铝、钴与镍制成的合金，磁性更强了。
这种合金受到电磁铁吸引时，不仅自己会被吸过去，而且在它下面吊了比它重六十倍的东西，也不会掉下来。
这样，可以用它来制造电磁起重机。
镍的盐类大都是绿色的。
氢氧化镍是棕黑色或者绿色的，氧化镍则是灰黑色的。
氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。
氢氧化镍常作为镍氢、镍镉电池的正极材料。
二价镍离子常用丁二酮肟来鉴定,在氨性溶液中，镍离子（Ni2+）与丁二酮肟（Dimethylglyoxime）生成鲜红色沉淀（Ni（dmgH）2）。
编辑本段服装服饰中的镍
欧盟于1994年通过了94/27/EC指令（NickelReleaseDirective），该指示是用以管制镍（Ni）（Ni）在与皮肤有直接及长期接触的产品上的使用量。
镍一般出现在合金中,有服装产品中用作金属配饰，如钮扣、拉链、铆钉、金属耳环、项链、戒指等。
有些人对镍会产生过敏性反应，如果长期接触含镍的饰品，就会对皮肤产生严重的刺激。
“镍的释放一直受到EC的限制。
对长期接触皮肤的镀金或非镀金产品，其每周排放的数量不超过0.5ug/CM2。
而穿环用的金属底部组件如耳环杆，其每周排放量不能超过0.2ug/cm2。
矿物质:
镍,什么是镍,镍的作用
编辑本段镍的简介
银白色金属，密度8.9克/厘米3。
熔点1455℃，沸点2730℃。
化合价2和3。
质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。
有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。
在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+；对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。
镍是一个中等强度的还原剂。
镍不溶于水，二价镍可能是主要生物类型，在生物体内能与很多物质络合、螯合或结合。
编辑本段镍的性质
镍具有良好的机械强度和延展性，难熔、在空气中不氧化的特性。
常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化。
盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。
镍在稀硝酸缓慢溶解。
强硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。
镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。
镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。
编辑本段镍的发现
镍在地壳中含量不小，大于常见金属铅、锡等，但明显比铁少得多，而且镍和铁的熔点不相上下，因此注定它比铁发现得晚。
1751年，瑞典的克郎斯塔特，用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热，而制得镍。
1952年有报告提出动物体内有镍，后来又有人提出镍是哺乳动物的必需微量元素，1973年有人第一次提出镍是必需微量元素。
1975年以后开展了镍的营养与代谢研究。
食物来源
含镍丰富的食物有：
巧克力、果仁、干豆和谷类。
代谢吸收
膳食中的镍经肠道铁运转系统通过肠黏膜，吸收与运转过程尚不清楚，镍的吸收率约3％～10％，奶、咖啡、茶、橘子汁、维生素C等使吸收率下降。
在铁缺乏或怀孕和哺乳时吸收率可增加。
吸收人血的镍通过血清中主要配体白蛋白运送到全身。
镍也与血清中的L-组氨酸和α-巨球蛋白相结合。
吸收入血的镍60％由尿排出，汗液中镍的含量较高，胆汁也可排出不少的镍。
在某些环境中存在羰基镍，它是无色透明液体，沸点43℃，可以蒸气形式由呼吸系统迅速吸入，皮肤也可少量吸收，羰基镍进入体内后约1/3在6小时由呼气排出，其余通过肺泡吸收入血，最后由尿排出。
羰基镍吸入后24h体内仅留17％，6天内全部排出。
编辑本段镍的致敏性
镍是最常见的致敏性金属，约有20%左右的人对镍离子过敏，女性患者的人数要高于男性患者，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。
一旦出现致敏，镍过敏能常无限期持续。
患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状。
镍过敏性皮炎临床表现为瘙痒、丘疹性或丘疹水疱性的皮炎，伴有苔藓化。
编辑本段生理功能
在较高等动物与人的体内，镍的生化功能尚未了解。
但体外实验，动物实验和临床观察提供了有价值的结果。
1.体外实验显示了镍硫胺素焦磷酸（辅羧酶）、磷酸吡哆醛、卟啉、蛋白质和肽的亲和力，并证明镍也与RNA和DNA结合。
2.镍缺乏时肝内6种脱氢敏减少，包括葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶。
这些酶参与生成NADH、无氧糖酵解、三羧循环和由氨基酸释放氮。
而且镍缺乏时显示肝细胞和线粒体结构有变化，特别是内网质不规整，线粒体氧化功能降低。
3.贫血病人血镍含量减少，而且铁吸收减少，镍有刺激造血功能的作用，人和动物补充镍后红细胞、血红素及白细胞增加。
生理需要
由于膳食中每日摄入镍70～260μg/d，人的需要量是根据动物实验结果推算的，可能需要量为25～35μg/d。
过量表现
每天摄入可溶性镍250mg会引起中毒。
有些人比较敏感，摄入600μg即可引起中毒。
依据动物实验，慢性超量摄取或超量暴露，可导致心肌、脑、肺、肝
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