Никелин или никколит — это минеральная форма арсенида никеля . Природный минерал содержит примерно 43,9% никеля и 56,1% мышьяка по массе, но состав минерала может немного отличаться. [2]
Обычно присутствуют небольшие количества серы , железа и кобальта , а иногда мышьяк в значительной степени замещен сурьмой . Последняя образует изоморфный ряд с брейтгауптитом (антимонидом никеля).
Средневековые шахтеры, искавшие медь в немецких Рудных горах , иногда находили красный минерал, внешне напоминающий медную руду. При попытке добычи медь не добывалась, и впоследствии шахтеры страдали от таинственной болезни. Они обвиняли злобного духа немецкой мифологии, Никеля (похожего на Старого Ника ), в том, что он осаждает медь (нем. Kupfer). [5] Этот немецкий эквивалент «медно-никелевого» использовался еще в 1694 году (другие старые немецкие синонимы — Rotnickelkies и Arsennickel ).
В 1751 году барон Аксель Фредрик Кронштедт пытался извлечь медь из минерала купферникель и вместо этого получил белый металл, который он назвал «никелем» в честь эльфа. [6] В современном немецком языке Kupfernickel и Kupfer-Nickel обозначают сплав купроникель .
Названия, впоследствии данные руде, никелин по Ф. С. Бёдану (1832) и никколит по Дж. Д. Дана (1868), указывают на присутствие никеля ; на латыни niccolum.
В 1971 году Международная минералогическая ассоциация рекомендовала использовать название никелин вместо никколита. [7]
Никелин образуется в результате гидротермальной модификации ультраосновных пород и связанных с ними рудных месторождений и может быть образован путем замещения сульфидов, содержащих никель и медь (замещая пентландит и в ассоциации с сульфидами мышьяка меди), или посредством метасоматоза ультраосновных пород, не содержащих сульфидов, где метасоматические флюиды привносят серу, карбонат и мышьяк. Это обычно приводит к минеральным ассоциациям, включающим миллерит , хизелвудит и метаморфический пентландит - пирит через сульфидирование и связанный арсенопирит-никелин-брейтгауптит.
Ассоциированные минералы включают: арсенопирит , барит , серебро , кобальтит , пирротин , пентландит , халькопирит , брейтгауптит и маухерит . Никелин изменяется в аннабергит (покрытие из зеленого арсената никеля) под воздействием влажного воздуха.
Большинство этих минералов можно найти в районах, окружающих Садбери и Кобальт , Онтарио . Другие места находок включают восточный фланг купола Виджимулата, Западная Австралия, из измененных пентиндит-пирит-пирротиновых комплексов в никелевых рудниках Маринерс, Редросс и Мюитель, где никель производится региональными изменениями, содержащими Au-As-Ag, и карбонатным метасоматозом. Другие месторождения включают в себя аналогичные измененные никелевые рудники в районе Камбалда .
Элементарная ячейка никелина используется в качестве прототипа группы кристаллических твердых тел с похожими кристаллическими структурами. [8] Структура состоит из двух взаимопроникающих подрешеток: примитивной гексагональной подрешетки никеля и гексагональной плотноупакованной подрешетки мышьяка. Каждый атом никеля октаэдрически координирован с шестью атомами мышьяка, в то время как каждый атом мышьяка тригонально призматически координирован с шестью атомами никеля. [9] Соединения, принимающие структуру NiAs, обычно представляют собой халькогениды , арсениды , антимониды и висмутиды переходных металлов . [ требуется ссылка ]
Ниже перечислены члены группы никеля: [3]
Никелин редко используется в качестве источника никеля из-за присутствия мышьяка, который вреден для большинства методов плавки и измельчения. Когда месторождения никелевой сульфидной руды были изменены для получения никелина, часто присутствие мышьяка делает руду нерентабельной, когда концентрации As достигают нескольких сотен частей на миллион. Однако никелевая руда, содержащая мышьяк, может быть обработана путем смешивания с «чистыми» источниками руды для получения смешанного сырья, которое мельница и плавильный завод могут обрабатывать с приемлемым извлечением.
Основной проблемой обработки никеля на никелевых заводах традиционной конструкции является удельный вес никеля по сравнению с пентландитом. Это затрудняет обработку руды методом пенной флотации. В самой плавильной печи никель способствует высокому содержанию мышьяка, что требует дополнительных реагентов и флюсов для его отделения от металлического никеля.