Nikiel

Metal wykorzystywany przez człowieka stosunkowo od niedawna, choć pierwsze próby podjęto już w starożytnych Chinach, tworząc stopy zawierające nikiel. W 1751 roku wyizolowano czysty pierwiastek. W tym samym stuleciu wytwarzano już stopy niklu ze srebrem. Z kolei w XIX wieku rozpoczęto niklowanie powierzchni metalowych, na co pozwoliło stosowanie na przemysłową skalę zjawiska elektrolizy. W tym samym czasie rozpoczęto dodawanie niklu do miedzi, by zwiększyć trwałość tak uzyskanych stopów. W końcu XIX wieku zauważono, że dodany do stali nikiel zwiększa w istotny sposób jej wytrzymałość. W XX wieku zaczęto więc wykorzystywać nikiel do produkcji stopów żelaza, co znalazło zastosowanie między innymi w przemyśle samochodowym i lotniczym.

Siarczkowe złoża niklu

Główne złoża niklu znajdują się w skałach magmowych bardzo ubogich w krzemionkę (czyli dwutlenek krzemu). Skały takie określamy mianem zasadowych i ultrazasadowych. Powstają one w głębszych strefach skorupy ziemskiej i są wzbogacone w materię z płaszcza ziemskiego, gdzie pierwiastek ten jest obecny w dużo większych ilościach niż blisko powierzchni naszej planety.

Nikiel pojawia się w minerałach budujących skały zasadowe i ultrazasadowe, w tym w oliwinach i piroksenach. Z reguły jego zawartość jest jednak zbyt mała, by utworzyć złoża nadające się do eksploatacji. Decydujące znaczenie mają zjawiska zachodzące jeszcze przed i w trakcie zastygania gorącego stopu skalnego, czyli magmy. Procesy te mają miejsce głęboko po powierzchnią Ziemi. W gorącej magmie bogatej w ciekły siarczek żelaza może dojść do absorpcji innych metali, w tym niklu. W trakcie stygnięcia może wówczas wykrystalizować pentlandyt – siarczek żelaza i niklu, a zarazem główny minerał zawierający nikiel. W podobny sposób powstaje także chalkopiryt (siarczek żelaza i miedzi). Krystalizujące minerały mogą też zostać wzbogacone w platynę i pierwiastki z grupy platynowców. Złoża takie określamy mianem siarczkowych.

Najbardziej znane złoże niklu w skałach zasadowych znajduje się w okolicy Sudbury w Kanadzie. Znajdujący się tam masyw skał magmowych ubogich w krzemionkę (w tym norytów) ma ponad 50 kilometrów długości i ponad 20 km szerokości, a złoża zlokalizowane są na jego obwodzie. Interesująca struktura tego złoża ma prawdopodobnie związek z jego pozaziemską genezą – upadkiem dużego ciała kosmicznego około dwóch miliardów lat temu. Struktury spękaniowe powstałe wówczas umożliwiły zapewne migrację bogatej w nikiel magmy ku górze, ku powierzchni Ziemi. Złoża siarczkowych rud niklu znane są także z innych miejsc w Kanadzie, a także z Australii, Botswany, Finlandii, Rosji, RPA oraz Zimbabwe. Są one zlokalizowane w miejscach, gdzie na powierzchni znajdują się bardzo stare skały, pochodzące z eonów proterozoicznego i archaicznego.

Złoża zawierające zarówno nikiel, jak i miedź oraz platynowce znane są między innymi z Norylska w Rosji. To jedne z najcenniejszych złóż tego metalu na świecie.

Złoża wietrzeniowe (laterytowe)

Wzrost zawartości niklu w skałach magmowych zasadowych i ultrazasadowych jest również możliwy podczas ich niszczenia w wyniku działania tak zwanych procesów wietrzenia skał. W warunkach klimatu ciepłego i wilgotnego (tropikalnego i subtropikalnego) dochodzi do rozkładu krzemianów i utlenienia żelaza, a uwolniony w ten sposób nikiel może tworzyć własne minerały. W ten sposób tworzą się tak zwane rezydualne wietrzeniowe rudy niklu. Złoża takie znane są z Nowej Kaledonii, Indonezji, a także Australii, Filipin oraz Brazylii.

Na terenie Polski znajduje się eksploatowane jeszcze w XX wieku wietrzeniowe złoże w Szklarach koło Ząbkowic Śląskich na Dolnym Śląsku. Obecnie nie ma ono znaczenia gospodarczego, jednak w zwietrzelinie skał magmowych i przeobrażonych (serpentynitów) znajdowane są minerały będące cenionymi kamieniami szlachetnymi i ozdobnymi.

Zastosowania niklu

Ponad 60% globalnej produkcji niklu wykorzystywane jest do wytwarzania stali nierdzewnej. Kolejnych niemal 10% trafia do stopów metali nieżelaznych. Łącznie opracowano ponad 3000 różnych stopów z dodatkiem niklu. Znajdują one zastosowanie w konstrukcjach budowlanych, przemyśle motoryzacyjnym (np. wały korbowe, osie), a także produkcji sprzętu medycznego i kuchennego, w silnikach lotniczych, sprzęcie medycznym (w tym w endoprotezach) i naukowym (komory testowe ze stopów z niklem) oraz w wytwarzaniu elementów rurociągów.

Nikiel odgrywa także istotną rolę w produkcji baterii – szczególnie akumulatorów niklowo-kadmowych. W produkcji monet nikiel znajduje zastosowanie od 1860 roku (po raz pierwszy w Belgii).

Głównym producentem niklu jest Indonezja, dostarczająca około 50% tego metalu. Innymi znaczącymi dostawcami są Filipiny, Nowa Kaledonia i Rosja, a w dalszej kolejności także Australia, Kanada oraz Chiny.