A nikkel (vegyjele: Ni) a periódusos rendszer 28-as rendszámú eleme, amely az átmenetifémek csoportjába tartozik. A földkéregben viszonylag ritkán fordul elő, koncentrációja körülbelül 80 ppm (részecske per millió). Ennek ellenére fontos szerepet játszik a modern iparban, főként ötvözőelemként.
A nikkel elsődleges előfordulási formái a szulfidok és az oxidok. A legfontosabb szulfid típusú nikkelérc a pentlandit, amely gyakran társul más szulfidokkal, mint a pirit (FeS2) és a kalkopirit (CuFeS2). Ezen ércek bányászata főként Kanadában, Oroszországban és Ausztráliában koncentrálódik.
Az oxid alapú nikkeltartalmú ásványok közé tartozik a laterit, amely trópusi és szubtrópusi éghajlaton alakul ki nagy mennyiségű csapadék hatására. Bár kisebb nikkelkoncentrációt tartalmaz, mint a szulfid ércek, könnyebb kitermelni. Fő előfordulási helyei Indonézia és Új-Kaledónia.
A tengeri fenéken is megtalálhatók nikkeltartalmú ásványok mangánkrumplik formájában, amelyek jelentős mennyiségű nikkelt tartalmaznak összetett oxidos és hidroxidos formákban. Bár kitermelésük jelenleg még nem jelentős, potenciális jövőbeli forrásként szolgálhatnak.
A nikkel fizikai és kémiai tulajdonságai
A nikkel ezüstfehér, fényes fém, amely kiválóan ellenáll a korróziónak. Jó hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ami alkalmassá teszi elektromos és elektronikai alkalmazásokra. Szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú, olvadáspontja 1455 °C, forráspontja 2913 °C.
Kémiai szempontból a nikkel viszonylag reakciótrógon viselkedik. Lassan oxidálódik levegőn, de magas hőmérsékleten reagál az oxigénnel, nikkel(II)-oxidot (NiO) képezve. Vízzel szemben inert, de savakkal és lúgokkal reagálhat. Fontos katalizátorként szolgál különböző kémiai reakciókban.
A nikkel felhasználása és ötvözetei
A nikkel számos ötvözet fontos alkotórésze. Az invar (vas-nikkel ötvözet), a monel (nikkel-réz ötvözet), a nichrome (nikkel-króm ötvözet) és a hastelloy (nikkel-alapú szuperötvözet) kiemelkedő mechanikai és korrózióálló tulajdonságokkal bírnak. Ezek az ötvözetek gyakran használatosak az építőiparban, autóiparban, repülőgépgyártásban és elektronikai eszközökben.
A nikkel alapú akkumulátorok, mint a nikkel-kadmium vagy a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok, elterjedtek hordozható eszközökben és elektromos járművekben energia tárolására.
A nikkel biológiai jelentősége és környezeti hatása
A nikkel nyomelemként elengedhetetlen bizonyos enzimek működéséhez. Az emberi testben kis mennyiségben megtalálható, és szükséges többek között egyes hormonok és a lipid anyagcsere normális funkcióinak fenntartásához.
Környezeti szempontból a nikkel bányászata és finomítása jelentős terhelést jelenthet. A levegőbe jutott nikkelport belégzése tüdőproblémákhoz vezethet, míg vízi utakba kerülve toxikus hatást gyakorolhat az élővilágra. Egyes nikkelvegyületek mérgezőek lehetnek, kezelésük fokozott óvatosságot igényel. Emellett allergiás reakciókat is okozhatnak.
Összességében a nikkel rendkívül hasznos, de tisztelettel kezelendő elem, amelynek alkalmazása során figyelembe kell venni környezeti és egészségügyi hatásait is. Nélkülözhetetlen sok ipari folyamathoz, de felelősségteljes használata elengedhetetlen a fenntartható fejlődés érdekében.