Νικέλιο

[ Η Ελλάδα είναι η μεγαλύτερη παραγωγός χώρα νικελίου στήν Ευρωπαϊκή Ένωση καί η μοναδική χώρα τής Ευρωπαϊκής Ένωσης μέ σημαντικά κοιτάσματα νικελίου στό υπέδαφός της. ]

            To Ni αποτελεί το 5ο πιο κοινό στοιχείο στη Γη. Είναι αργυρόλευκο και κάτω από τους 385 βαθμούς ελαφρώς μαγνητικό μέταλλο. Είναι σκληρό όπως ο σίδηρος ή και σκληρότερο. Επίσης είναι ελατό, ανθεκτικότερο του σιδήρου και αμετάβλητο στον αέρα ως συμπαγές. Στιλβωμένο αποκτά ισχυρή λάμψη. Διαλύεται στο νιτρικό οξύ, ενώ στο υδροχλωρικό οξύ διαλύεται αργά και "εν βρασμώ". Δεν αντιδρά με τα αλκάλια. Επειδή σε λεπτό διαμερισμό διαλύει το υδρογόνο σε ποσοστό 17 φορές τον όγκο του, χρησιμοποιείται ευρύτατα ως καταλύτης υδρογόνωσης των ελαίων στη παρασκευή λιπών.
Το νικέλιο είναι εξαιρετικά σημαντικό εμπορικό προϊόν, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια βιομηχανική ανάπτυξη παραμερίζοντας σχεδόν όλα τα υπόλοιπα βιομηχανικά μέταλλα. Οι παράγοντες που καθιστούν το νικέλιο και τα κράματα του πολύτιμα εμπορεύσιμα αγαθά είναι η αντοχή, η αντίσταση στη διάβρωση, η ελαστικότητα, η καλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, τα μαγνητικά χαρακτηριστικά και οι καταλυτικές ιδιότητες που διαθέτει.
 

Προέλευση

Κατ΄ αρχήν το Ni απαντάται ως μεταλλικό μαζί με τον Fe στους μετεωρίτες. Ως ορυκτά νικελίου ενδιαφέρον έχουν ο νικελίνης και η παραλλαγή του μιλλερίνης NiS, το αρσενονικέλιο NiAs, το αντιμονονικέλιο NiSb, ο αρσενονικελοπυρίτης (Ni,Fe)AsS, ο αντιμονονικελοπυρίτης NiSbS, ο χλωανθίτης (Ni,Co,Fe)As2 κ.ά.

 

Μεταλλεύματα

Κυριότερα μεταλλεύματα του νικελίου είναι το ορυκτό γαρνιερίτης, ένυδρο πυριτικό άλας, που απαντάται κυρίως στη Νέα Καληδονία και οι σιδηροπυρίτες (πεντλανδίτες) του Καναδά που περιέχουν 3% νικέλιο. Στην Ελλάδα απαντάται ο γαρνιερίτης με 1-3% νικέλιο στη περιοχή της Λάρυμνας όπου από το 1953 βρίσκονται εγκαταστάσεις παρασκευής σιδηρονικελίου με ταυτόχρονη εκμετάλλευση και του σιδηρούχου μεταλλεύματος μέσα στο οποίο απαντάται και το νικέλιο.

 

Οι χρήσεις του
            Το νικέλιο χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα μέσω του κράματος του σιδηρονικέλιου (66%). Ωστόσο, χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή μη σιδηρούχων κραμάτων(12%), ειδικών κραμάτων χάλυβα(5%),
στην επιμετάλλωση (7%), στη χύτευση των μετάλλων (3%) και στους συσσωρευτές(2%). 

            Το σιδηρονικέλιο χρησιμοποιείται πρωτίστως στην κατασκευή Ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων (γνωστών και ως σειρές 200 και 300). Αυτοί είναι μη μαγνητικοί και περιέχουν μεταξύ 8.5% και 25% νικέλιο, ενισχύοντας την αντιδιαβρωτική τους αντίσταση. Είναι η πιο ευρέως διαδεδομένη ομάδα ανοξείδωτων χάλυβων, αναλογώντας στο 70%-75% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής. Οι Φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες (γνωστοί και ως σειρά 400) δεν περιέχουν νικέλιο.

            Σήμερα, το σιδηρονικέλιο διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε όλες τις ανεπτυγμένες και αναπτυσσόμενες οικονομίες. Χρησιμοποιείται σε μια πληθώρα εφαρμογών και τομείς: εφαρμοσμένη μηχανική, μεταφορές, ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά, κτίρια και κατασκευές, μεταλλικά αντικείμενα , σωλήνες και εξαρτήματα σωλήνων.

Επίσης καθιστά δυνατή την παραγωγή πολύ χρήσιμων προϊόντων με ειδικές ιδιότητες- μαγνητικές, ηλεκτρονικές, ελεγχόμενης διαστολής, καταλυτικές και ιδιότητες σχετιζόμενες με την τεχνολογία των επαναφορτιζόμενων συσσωρευτών.

Το σιδηρονικέλιο συμβάλλει σε αποδοτικές τηλεπικοινωνίες, ασφαλείς μεταφορές, αποδοτική παραγωγή πετρελαίου και βενζίνης, καθαρή και αξιόπιστη παραγωγή ενέργειας, υγιεινολογική κατεργασία τροφίμων και ποτών, ασφαλή και αξιόπιστο ιατρικό εξοπλισμό, καθώς και σε εξοπλισμό μειωμένων εκπομπών από συσκευές έκπλυσης απαερίων έως υβριδικά οχήματα.

Η χρήση του σιδηρονικέλιου είναι εξαιρετικά καινοτόμος, ενώ η μεγάλη του χρηστικότητα αντισταθμίζει το σχετικά υψηλό του κόστος. Με αποδειγμένη την καινοτόμο πορεία του, το σιδηρονικέλιο θα διαδραματίζει έναν ακόμα πιο σημαντικό ρόλο στις μελλοντικές κοινωνίες από ότι σήμερα.

 

Κράματα Νικελίου

            Τα κράματα του Νικελίου είναι πολυάριθμα, αν και δεν κατασκευάζονται σε μεγάλες ποσότητες, λόγω των ειδικών τους χρήσεων. Καθένα από αυτά βρίσκει ευρεία αφαρμογή λόγω των ιδιαίτερων ιδιοτήτων που εμφανίζει. Πολλά απ' αυτά περιέχουν μικρές ποσότητες πυριτίου, μαγγανίου, άνθρακος και θείου. Tο όνομα

των περισσοτέρων προέρχεται από τα στοιχεία που τα συγκροτούν. Σημαντικότερα κράματα του Νικελίου είναι:

  • Χρωμονικέλιο (Ni+Cr)
  • Ινκονέλ (Ni+Fe+Cr). Ανθεκτικό στη θερμότητα και διάβρωση, χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις γαλακτοκομίας.
  • Περμαλλόυ (Ni+Fe)
  • Nichrome (Ni+Fe+Cr) διάφορο του "ινκονέλ". Χρησιμοποιείται στα σύρματα αντιστάσεων.
  • Χαστελλόυ (Ni+Fe+Mo). Ανθεκτικό στα οξέα.
  • Χιμπερνίκ (Ni+Fe), διάφορο του "περμαλλόυ".
  • Κονσταντάν (Ni+Cu). Eμφανίζει σταθερή αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα σε όλες τις θερμοκρασίες.
  • Ινβάρ (Ni+Fe), διάφορο των "περμαλλόυ" και "χιμπερνίκ". Έχει χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και χρησιμοποιείται στα πρότυπα μέτρων και σταθμών ως και στους διμεταλλικούς θερμοστάτες.
  • Έλινβαρ . Χρησιμοποιείται στη κατασκευή ελατηρίων ρολογιών και οργάνων ακριβείας.
  • Θερμοανθεκτικό Ni (Ni+Fe+Cr), διάφορο των "Ινκονέλ" και "Nichrome".
  • Alnico (Al+Ni+Co) κράμα για κατασκευή οπλισμού ηλεκτρομαγνητών
  • Χαλκονικέλιο (Ni+Cu), διάφορο του "Κονσταντάν" και τέλος το
  • Νικέλιο κερμάτων ή "νικέλινα κέρματα" (Ni+Cu).

Άλλα κράματα του νικελίου είναι ο νικελιούχος ορείχαλκος και ο αλπακάς ή νεάργυρος. Επίσης, κράμα νικελίου και αργύρου χρησιμοποιείται για επιμετάλλωση, η οποία δίνει επικαλύμματα ανώτερα του αργύρου. Το κράμα "μονέλ" λαμβάνεται από τα ορυκτά που περιέχουν θειούχο χαλκό και θειούχο νικέλιο.

 

Ενώσεις νικελίου

            Στις ενώσεις του το νικέλιο παρουσιάζεται κυρίως ως δισθενές και πολύ σπάνια ως τετρασθενές. Όλα τα απλά άλατα του Ni καθώς και τα υδατικά διαλύματα αυτών είναι ανοικτοπράσινα. Τα άνυδρα άλατα συνήθως έχουν άλλο χρώμα. Επίσης, όλα τα άλατα του στοιχείου αυτού σχηματίζουν σύμπλοκες ενώσεις. Σπουδαιότερες αυτών είναι:

Πως παράγεται το σιδηρονικέλιο
            Στην Ελλάδα η βασική γεωλογική έρευνα και μελέτες διεξάγεται κυρίως από το Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (ΙΓΜΕ) το οποίο παρέχει γενικές πληροφορίες σχετικά με τη γεωλογική δομή της χώρας, το μέγεθος, την τοποθεσία και την ποιότητα των διαφόρων μεταλλείων της Ελλάδας και κατά δεύτερο λόγο από άλλους φορείς.
            Η ΛΑΡΚΟ διεξάγει εκτεταμένη και λεπτομερή έρευνα που περιλαμβάνει γεωλογική αναγνώριση, χαρτογράφηση και ερευνητικές γεωτρήσεις δειγματοληψίας χρησιμοποιώντας την πλέον σύγχρονη τεχνολογία. Η μελέτη και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της γεωλογικής έρευνας γίνεται με τα πλέον σύγχρονα και πιστοποιημένα προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών και έτσι υπολογίζεται ο όγκος και η ποιότητα των αποθεματικών και αποθεμάτων των νικελιούχων μεταλλευμάτων.
            Με βάση τα δεδομένα που έχουμε συλλέξει οι ορυκτοί πόροι λατεριτικών σιδηρονικελιούχων κοιτασμάτων που υπάρχουν στη χώρα μας υπερβαίνουν τους 240 εκατομμύρια τόνους και είναι εξαπλωμένοι κυρίως σε τρεις μεγάλες περιοχές στους νομούς

  1. Εύβοιας
  2. Βοιωτίας
  3. Καστοριάς

Ο στόχος μας για το μέλλον είναι η συστηματική εξερεύνηση μεταλλοφόρων περιοχών νικελίου, τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό, ή όπου η εταιρία κατέχει δικαιώματα έρευνας και η αύξηση των εκμεταλλεύσιμων αποθεμάτων μέσω των διαδικασιών της πυρομεταλλουργίας και της Υδρομεταλλουργίας.

Κατηγορίες λατεριτικών σιδηρονικελιούχων κοιτασμάτων

            Τα λατεριτικά σιδηρονικελιούχα κοιτάσματα διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο δημιουργίας τους.

  • Ο πρώτος τύπος είναι οι μάλλον σπάνιοι στην Ελλάδα αυτόχθονοι λατερίτες, κοιτάσματα που σχηματίστηκαν από τη χημική αποσάθρωση υπερβασικών πετρωμάτων (οφιολίθων), κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες περιβάλλοντος. Κοιτάσματα τέτοιου τύπου είναι αυτά που απαντούν στην περιοχή της Καστοριάς.
  • Ο δεύτερoς τύπος είναι οι ιζηματογενείς (μεταφερμένoι) λατερίτες . Είναι λατερίτες που έχουν διαβρωθεί και το υλικό τους μεταφέρθηκε με τη βοήθεια της βαρύτητας ή του νερού και αποτέθηκε εκ νέου σε άλλη περιοχή. Οι λατερίτες αυτού του τύπου είναι πιο ομοιόμορφοι και επομένως εξορύσσονται πιο εύκολα. Ωστόσο, έχουν μικρότερη περιεκτικότητα σε νικέλιο. Αυτού του τύπου είναι τα κοιτάσματα του Αγίου Ιωάννη και της Εύβοιας.

Η υπόγεια εκμετάλλευση είναι περιορισμένης κλίμακας (2%) και γίνεται με τη μέθοδο της κατακρήμνισης της οροφής. Η προσπέλαση στο κοίτασμα γίνεται με οριζόντιες ασβεστολιθικές στοές και ελικοειδείς ράμπες. Οι κύριες φάσεις είναι η διάτρηση, η γόμωση των διατρημάτων με εκρηκτικά και η πυροδότησή τους, η συλλογή του παραγόμενου μεταλλεύματος και η υποστήριξη των στοών. Το παραγόμενο μετάλλευμα μεταφέρεται στην επιφάνεια μέσω ηλεκτρικού σιδηρόδρομου.

Η επιφανειακή εκμετάλλευση είναι αυτή που εφαρμόζεται κυρίως και συνδυάζει ανοιχτή και κλειστή εκσκαφή. Το ύψος των βαθμίδων κυμαίνεται μεταξύ 12 και 15μ, με το πλάτος να εξαρτάται από το αν είναι σε λειτουργία ή είναι κοντά στο όριο της εκσκαφής. Αρχικά το πλάτος τους είναι περίπου 25μ, το οποίο όμως μειώνεται προοδευτικά περίπου στα 12μ προς το όριο της τελικής εκσκαφής. Η αποκάλυψη γίνεται με τη χρήση εκρηκτικών ενώ η κοπή του μεταλλεύματος γίνεται με υδραυλική τσάπα ή προωθητή γαιών.
Το εξορυγμένο μετάλλευμα μεταφέρεται σε τριβεία για να υποστεί την κατάλληλη επεξεργασία σε όρους θραύσης και εμπλουτισμού. Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα οδηγείται στον αποθέτη και από αυτόν στην πλατεία ομογενοποίησης. Το ομογενοποιημένο μετάλλευμα φορτώνεται και μεταφέρεται στο εργοστάσιο, όπου ζυγίζεται και τροφοδοτείται στις περιστροφικές καμίνους για περαιτέρω επεξεργασία.

Εργοστάσιο
            Το εργοστάσιο της εταιρίας βρίσκεται στη Λάρυμνα. Η βασική γραμμή παραγωγής αποτελείται από 4 περιστροφικές καμίνους, 5 ηλεκτρικές καμίνους και 2 μεταλλάκτες τύπου ΟΒΜ, δυναμικότητας 50 τόνων μετάλλου έκαστος.
Πέραν των ανωτέρω υπάρχουν και οι αναγκαίες βοηθητικές εγκαταστάσεις, όπως οι 2 μονάδες για την παραγωγή οξυγόνου και αζώτου, μονάδα πελλετοποίησης κόνεων, μονάδα κοκκοποίησης FeNi και μονάδες μαγνητικού εμπλουτισμού.

Το εργοστάσιο λειτουργεί 24 ώρες την ημέρα, 365 ημέρες το χρόνο παράγοντας κοκκοποιημένο σιδηρονικέλιο υψηλής καθαρότητας, χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, το οποίο χρησιμοποιείται αποκλειστικά στην παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα.
Comments