Никелин или никколит — минерал , состоящий в основном из арсенида никеля (NiAs). Встречающийся в природе минерал содержит примерно 43,9% никеля и 56,1% мышьяка по массе, но состав минерала может незначительно отличаться. [2]
Обычно присутствуют небольшие количества серы , железа и кобальта , а иногда мышьяк в значительной степени замещен сурьмой . Последний образует изоморфный ряд с брейтауптитом (антимонидом никеля).
Средневековые горняки, искавшие медь в Рудных горах Германии , иногда находили красный минерал, внешне напоминающий медную руду. При попытке добычи меди не было произведено, и впоследствии горняки заболели загадочной болезнью. Они обвинили озорного духа немецкой мифологии Никеля (похожего на Старого Ника ) в том, что он напал на медь (нем. Kupfer). [5] Этот немецкий эквивалент слова «медь-никель» использовался еще в 1694 году (другие старые немецкие синонимы — Rotnickelkies и Arsennickel ).
В 1751 году барон Аксель Фредрик Кронстедт пытался извлечь медь из минерала купферникеля и вместо этого получил белый металл, который он назвал «никелем» в честь спрайта. [6] В современном немецком языке Kupfernickel и Kupfer-Nickel обозначают сплав Мельхиор .
Названия, впоследствии данные руде, никелин из FS Beudant , 1832 и никколит из JD Dana, 1868, относятся к присутствию никеля ; по латыни – niccolum.
В 1971 году Международная минералогическая ассоциация рекомендовала использовать название «никелин», а не «никколит». [7]
Основное соединение никелина, арсенид никеля (NiAs), можно получить прямым соединением элементов:
Ni(тв) + As(тв) → NiAs(тв) [8]
Никелин образуется в результате гидротермальной модификации ультраосновных пород и связанных с ними рудных месторождений и может образовываться путем замещения никель-медьсодержащих сульфидов (заменяя пентландит и в ассоциации с медно-мышьяковыми сульфидами) или в результате метасоматоза бессульфидных ультраосновных пород, где метасоматические флюиды привносят серу, карбонат и мышьяк. Обычно это приводит к образованию минеральных комплексов, включающих миллерит , хизельвудит и метаморфический пентландит - пирит в результате сульфидейшн и связанный с ним арсенопирит-никелин-брейтауптит.
К сопутствующим минералам относятся: арсенопирит , барит , серебро , кобальтит , пирротин , пентландит , халькопирит , брейтауптит и маухерит . Никелин превращается в аннабергит (покрытие зеленого арсената никеля) под воздействием влажного воздуха.
Большинство этих минералов можно найти в районах, окружающих Садбери и Кобальт , Онтарио . Другие местоположения включают восточный фланг купола Виджимулта в Западной Австралии из измененных пентиндит-пирит-пирротиновых комплексов на никелевых рудниках Маринерс, Редросс и Миитель, где никелин производится в результате региональных изменений, содержащих Au-As-Ag, и карбонатного метасоматоза. Другие проявления включают аналогичные модифицированные никелевые рудники в районе Камбалды .
Элементарная ячейка никелина используется как прототип группы кристаллических твердых тел со схожей кристаллической структурой. [9] Структура состоит из двух взаимопроникающих подрешеток: примитивной гексагональной подрешетки никеля и гексагональной плотноупакованной подрешетки мышьяка. Каждый атом никеля октаэдрически координирован с шестью атомами мышьяка, а каждый атом мышьяка тригонально-призматически координирован с шестью атомами никеля. [10] Соединения, принимающие структуру NiAs, обычно представляют собой халькогениды , арсениды , антимониды и висмутиды переходных металлов . [ нужна цитата ]
Следующие члены группы никелина: [3]
Никелин редко используется в качестве источника никеля из-за присутствия мышьяка, который вреден для большинства методов плавки и измельчения. Когда месторождения сульфидных никелевых руд перерабатываются для производства никелина, часто присутствие мышьяка делает руду нерентабельной, когда концентрации мышьяка достигают нескольких сотен частей на миллион. Однако мышьяксодержащая никелевая руда может быть обработана путем смешивания с «чистыми» источниками руды для получения смешанного сырья, которое заводы и металлургические заводы могут перерабатывать с приемлемым уровнем извлечения.
Основной проблемой при обработке никеля на никелевых мельницах традиционной конструкции является удельный вес никеля по сравнению с удельным весом пентландита. Это затрудняет переработку руды методом пенной флотации. На самом плавильном заводе никелин способствует высокому содержанию мышьяка, что требует дополнительных реагентов и флюсов для удаления металлического никеля.