基本信息编辑
中文名
镍
外文名
Nickel
熔点
1453℃
密度
8908kg/m3
沸点
2732℃
原子质量
58.69
符号
Ni
周期
4
族
第四周期第Ⅷ族
原子序数
28
外观
银白色金属
用途
军工、航空航天、机械、不锈钢等
金属性质
过渡性金属
延展性
一般
耐腐蚀性
强
发现人
克朗斯塔特
CAS号
7440-02-0
危险性
高
耐氧化性
强
结构
面心立方晶格结构
镍编辑
铁磁性的金属元素
镍，是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。地核主要由铁、镍元素组成。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍，辉长岩含镍为花岗岩的80倍。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，镍化合物在一类致癌物清单中，金属钴，金属镍和含有66-67%镍、13-16%铬和7%铁的合金粉末的体内植入异物、镍金属和镍合金在2B类致癌物清单中。
目录
1定义2矿产分布3性质物理性质
化学特性二价镍化合物三价镍化合物配合物
4毒理学简介羰基镍5同位素6储运条件
7制备方法8生理功能9应用领域10市场发展
定义
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陨石包含着铁和镍，早期它们被作为上好的铁使用。因为这种金属不生锈，它被秘鲁的土著看作是银。一种含有锌镍的合金被叫做白铜，在公元前200年的中国被使用。有些甚至延伸到了欧洲。
在1751年，工作于斯德哥尔摩（瑞典首都）的AlexFredrikCronstedt研究一种新的金属——叫做红砷镍矿（NiAs）——其来自瑞典的海尔辛兰的Los。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，他宣布并命名为nickel（镍）于1754年。许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金——这些元素以微量的污染物出现。直到1775年纯净的镍才被TorbernBergman制取，这才确认了它是一种元素。
矿产分布
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镍矿石
世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有：美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。中国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的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%）。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床，镍资源储量巨大，仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世界第二，亚洲第一。
性质
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物理性质
有良好延展性，具有中等硬度。
镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性，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（如兰尼镍，尤指用作氢化的催化剂）
密度8.902克/立方厘米
熔点1453℃
镍
沸点2732℃
化学特性
外围电子排布3d4s，位于第四周期第Ⅷ族。化学性质较活泼，但比铁稳定。室温时在空气中难氧化，不易与浓硝酸反应。细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。能吸收相当数量氢气。
镍不溶于水，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。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Ni；耐强碱。镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。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。发烟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。实验室中也常用到硝酸镍，带有结晶水，化学式为Ni(NO3)2·6H2O，绿色透明的颗粒，易吸收空气中的水蒸汽。与铁，钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。硫酸镍（NiSO4）能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)₂·6H2O（MI为碱金属离子）。+2价镍离子能形成配位化合物。常压下，镍即可与一氧化碳反应，形成剧毒的四羰基镍（Ni(CO)4），加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
金属半径124.6皮米
第一电离能：741.1kJ/mol
电负性：1.8
主要氧化数：+2、+3、+4
二价镍化合物
1．氧化镍：NiC2O4=NiO+CO+CO2
2．氢氧化镍：Ni+2OH=Ni(OH)2
3．硫酸镍：2Ni+2H2SO4+2HNO3=2NiSO4+NO2+NO+3H2O
NiO+H2SO4=NiSO4+H2O
NiCO3+H2SO4=NiSO4+CO2+H2O
4．卤化镍：NiF2、NiCl2、NiBr2、NiI2
三价镍化合物
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
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．氰配位化合物：[Ni(CN)4]
3．螯合物：[Ni(en)3]
4．羰基配位化合物
(a)Ni(CO)4；(b)(C2H5)2Ni
毒理学简介
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羰基镍
金属镍几乎没有急性毒性，一般的镍盐毒性也较低，但羰基镍却能产生很强的毒性。羰基镍以蒸气形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收，前者是作业环境中毒物侵入人体的主要途径。羰基镍在浓度为3.5μg/m时就会使人感到有如灯烟的臭味，低浓度时人有不适感觉。吸收羰基镍后可引起急性中毒，10分钟左右就会出现初期症状，如：头晕、头疼、步态不稳，有时恶心、呕吐、胸闷；后期症状是在接触12至36小时后再次出现恶心、呕吐、高烧、呼吸困难、胸部疼痛等。接触高浓度时发生急性化学肺炎，最终出现肺水肿和呼吸道循环衰竭而致死亡接触致死量时，事故发生后4至11日死亡。人的镍中毒特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌。
致突变性：肿瘤性转化：仓鼠胚胎5µmol/L。
生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量（TDL0）：158mg/kg（多代用），胚胎中毒，胎鼠死亡。
致癌性：IARC致癌性评论：动物为阳性反应。
迁移转化：天然水中的镍常以卤化物、硝酸盐、硫酸盐以及某些无机和有机络合物的形式溶解于水。水中的可溶性离子能与水结合形成水合离子(Ni(H2O)6)，与氨基酸、胱氨酸、富里酸等形成可溶性有机络离子，它们可以随水流迁移。镍在水中的迁移，主要是形成沉淀和共沉淀以及在晶形沉积物中向底质迁移，这种迁移的镍共占总迁移量的80%；溶解形态和固体吸附形态的迁移仅占5%。为此，水体中的镍大部分都富集在底质沉积物中，沉积物含镍量可达18～47ppm，为水中含镍量的38000～92000倍。土壤中的镍主要来源于岩石风化、大气降尘、灌溉用水（包括含镍废水）、农田施肥、植物和动物遗体的腐烂等。植物生长和农田排水又可以从土壤中带走镍。通常，随污灌进入土壤的镍离子被土训无机和有机复合体所吸附，主要累积在表层。
同位素
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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
储运条件
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储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。
制备方法
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1.电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物，用炭还原成粗镍，再经电解得纯金属镍。
2.羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍，加热后分解，又得纯度很高的金属镍。
3.氢气还原法。用氢气还原氧化镍，可得金属镍。
4.在鼓风炉中混入氧置换硫，加热镍矿可得到镍的氧化物。而此种氧化物再和与铁反应过的酸液进行作用就能得到镍金属。
5.矿石经煅烧成氧化物后，再用水煤气或炭还原得到镍。
生理功能
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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。
临床观察：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种脱氢酶减少，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、肝和肾退行性变。
有资料显示：每天喝含镍高的水会增加癌症发病率，特别是己患癌症在放化疗期间应必须杜绝与镍产品接触。市场上经销的部份陶瓷制食用具应慎重选择使用，平时生活中拿一个含镍高的陶瓷具做饮水具，会提高发病机会。
另外，也有一些非正规厂家生产的性药品也有镍的高成份。所以对镍与人身健康应高度重视.
缺乏症：动物实验显示缺乏镍可出现生长缓慢，生殖力减弱。
应用领域
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因为镍的抗腐蚀性佳，常被用在电镀上。镍镉电池含有镍。
主要用于合金（配方）（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。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。
电解镍
电解镍：电解镍是使用电解法制成的镍，用它制造的不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、坦克、舰艇、雷达、导弹、宇宙飞船和民用工业中的机器制造、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。
市场发展
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2006年1-12月，中国镍累计产量为111280.01吨，与2005年同期相比增长了22.07%；2007年1-12月，中国镍累计产量为115772.10吨，与2006年同期相比增长了8.51%；2008年1-10月，中国镍累计产量为112209.99吨，与2007年同期相比增长了8.99%。
中国镍行业在不断发展的同时，也存在一些问题，如镍矿中多为低品味，露采比例很小，可采储量仅占总储量的10%，开采和冶炼的技术相对较为落后；选矿一般采用弱酸或弱碱介质浮选工艺，选矿能力为430万吨/年；中国镍冶炼除几家大型企业以外普遍采用火法的选锍熔炼技术，精炼镍主要采用硫化镍阳极隔膜电解和硫酸选择性浸出——电积工艺，与世界先进技术还有一定差距，因此中国开采和冶炼的成本居高不下。
2010年预计中国镍消费量将达到40万吨/年以后，中国将成为世界最大的镍消费国。2010年中国镍金属基础储量只有230万吨左右，2010-2013年来中国镍矿勘探没有重大进展，如果就按照这样消费下去的话，10年后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽。
2012年10月5日，中国新疆维吾尔自治区地矿部门和矿产企业经4年勘查，在新疆若羌县发现百万吨级特大型镍矿，已探得镍金属资源量128万吨。
《2013-2017年中国金属镍行业全景调研及投资前景预测报告》资料显示，中国和美国为最大消费国。Higo称，2013年中国镍生铁产量将增至35万吨。镍生铁为低级铁矿石的替代品。中国不锈钢生产商镍生铁使用量增加将抑制其对镍的风险偏好，拖累镍价。他表示，中国需求将增加8.5%至83万吨，而包括生铁在内的产量将增长10%至54万吨。中国需求占全球总量的47%。[1]
截至2013年5月23日，中国库存180，024吨。2013年全球不锈钢产量或自1月预估增长1.7%至3，650万吨。中国产量将增加3.7%至1，680万吨。根据国际不锈钢论坛，亚洲不锈钢产量占全球总量的70%。
中国镍供给有两个部分组成，一部分是新产镍精矿供应，这部分占镍总供给量的72.9%，另一部分来自再生镍占27.1%，随着经济建设和钢铁工业的发展，镍的需求量不断增加。
南非：Nkomati镍矿，位于南非共和国东部Mpumalanga地区，距离约翰内斯堡300公里处，1997年投产，为南非的第一座镍矿。分为两个矿床：高含量矿、低含量矿。高含量矿送至Rustenburg冶炼厂进行冶炼，低含量矿送至博斯瓦纳和津巴布韦进行冶炼。2007年进行扩产可行性研究，预计2010年扩产项目投产。2010年产能与产能4000吨左右（金属量）。扩产后，开采寿命将从2023年延长至2030年，并将逐步改为露天开采。