NIQUEL

ESTADO NATURAL

El níquel aparece en forma de metal en los meteoritos. También se encuentra, en combinación con otros elementos, en minerales como la garnierita, milerita, niquelita, pentlandita y pirrotina, siendo estos dos últimos las principales menas del níquel. Ocupa el lugar 22 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Las menas de níquel contienen generalmente impurezas, sobre todo de cobre. Las menas de sulfuros, como las de pentlandita y pirrotina niquelífera se suelen fundir en altos hornos y se envían en forma de matas de sulfuro de cobre y níquel a las refinerías, en donde se extrae el níquel mediante procesos diversos. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma de metal puro, una vez que el cobre ha sido extraído por deposición a un voltaje distinto y con un electrólito diferente. En el proceso de Mond, el cobre se extrae por disolución en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Al hacer pasar monóxido de carbono por el níquel impuro se forma carbonilo de níquel (Ni(CO)4), un gas volátil. Este gas calentado a 200 °C se descompone, depositándose el níquel metálico puro.

NIQUEL EN EL PERÚ

VOLCAN: Planta Piloto de Niquel

Volcan Compañía Minera concluyó a fines de octubre la puesta en marcha de una

planta piloto de procesamiento de níquel en la Unidad Minera Yauli,ubicada en los

distritos de Huayhuay y Morococha, en Yauli, Junín.

La planta, con 150 tpd de capacidad, producirá concentrado de níquel con el

mineral extraído de la mina de níquel-cobalto Trapiche, perteneciente a la Unidad

Yauli. Se trata de la 1ª experiencia productiva de níquel en el Perú.

Al comentar la incursión de Volcan en la producción de níquel, el presidente de

Alturas Minerals, Dr. Miguel Cardozo, destacó la importancia para la minería

peruana de nuevos hallazgos de minerales que hasta hace poco eran imposibles

de encontrar en el Perú en cantidades económicas. “En el tema del níquel, Volcan

ha protagonizado una revolución en su proyecto Trapiche, pues ha demostrado

que la mineralización del níquel en el domo de Yauli, en Junín, si puede ser

económica y ya poseen una operación minera en la zona”, dijo Cardozo.

Volcan: Unidad minera Yauli

En el proyecto Trapiche, Volcan ha puesto en marcha una planta piloto con capacidad

de 150 tpd que está produciendo níquel desde hace muy poco.

VOLCAN Y VINCHOS:

Volcan Compañía Minera evalúa para el 2011, el reinicio de las operaciones de su

unidad minera polimetálica Vinchos, ubicada en el distrito de Pallachacra, en Cerro de

Pasco, donde produce plomo, zinc y plata. El 2010, Vinchos redujo su producción

desde el primer trimestre y es por ello que temporalmente reorientaron las actividades

a tareas de exploración, con resultados positivos.

EXPORTACIONES MUNDIALES DE NÍQUEL

Las exportaciones totales de níquel durante el año 2009, registraron USD18,8 mil millones en el mundo, teniendo como principal producto de exportación al ‘Níquel sin alear, en bruto’, que representa aproximadamente el 45% de todos los productos exportados de níquel. Principales exportaciones de níquel, según el código arancelario; expresado en %, año 20 o arancelario; expresado en %, año 200909 0909 Elaboración: Instituto Boliviano de Comercio Exterior - IBCE (junio 2011) Durante el año 2010 se exportaron aproximadamente USD26,6 mil millones al mundo, creciendo un 29% con respecto al año anterior.

Rusia y Canadá son los principales exportadores de níquel en el mundo, habiendo exportado USD54 millones y USD49 millones respectivamente. Sin embargo, los ocho principales países exportadores durante el año 2010 representaron en valor USD19,5 mil millones, teniendo el 73% de la participación total en esa gestión.

NIQUEL EN LATINOAMERICA

Antecedentes en Venezuela:

En enero de 1961, el ministerio de Minas e Hidrocarburos a través de la Direcciones de Minas y Geología, realizó la investigación sistemática del yacimiento de níquel de Loma de Hierro con el fin de establecer su importancia económica. El desarrollo de este programa permitió evaluar hasta el 31 de diciembre de 1962 reservas que alcanzaban 45.899.943 toneladas métricas del mineral con un tenor promedio de 68,1%.

Localización:

En Venezuela los depósitos de níquel se asocian con rocas ultrabásicas serpentinizadas de la Cordillera de la Costa. Todos los depósitos y manifestaciones estudiadas son del tipo laterítico. Hasta el momento, en nuestro país no se han ubicado depósitos primarios de níquel asociados con sulfuros de origen magmático.

Las rocas ultrabásicas en el norte de Venezuela forman dos fajas definidas a lo largo de la Cordillera de la Costa y Serranía del Interior. La faja norte se extiende desde Margarita pasando por el norte de Caracas hacia el oeste, al norte de las montañas de Puerto Cabello-Santa María (Estado Yaracuy); la segunda faja se extiende desde la Península de Araya-Paria, en dirección, en dirección oeste pasando por la cuenca de Santa Lucía, Charallave, Loma de Hierro, Villa de Cura, San Juan de los Morros, Tinaquillo y Cabimba. Fuera de esta dos fajas, se encuentran peridotitas serpentinizadas en la Península de Paraguaná (Cerro Santa Ana) a lo largo del frente montañoso de la Serranía del Interior y al norte del valle río Yaracuy.

Las grandes masas de Loma de Hierro y Tinaquillo son las únicas intrusiones que han sido estudiadas sistemáticamente para determinar reservas y tenor de las menas de níquel.

Estado Aragua, Región de Loma de Hierro: la masa de peridotita serpentinizada, aflora a unos 20 Km al sur de Tejerías, formando un cuerpo continuo que se extiende por más de 21 Km de distancia, en dirección N 70 E, desde unos 4 Km al oeste del caserío de Tiara, hasta las proximidades de Tácata, con una anchura veriable entre 1 y 5 Km.

PROPIEDADES.

Propiedades fisica y quimicas

El níquel es un metal duro, maleable y dúctil, que puede presentar un intenso brillo. Tiene propiedades magnéticas por debajo de 345 ºC. El níquel metálico no es muy activo químicamente. Es soluble en ácido nítrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en ácido nítrico concentrado. No reacciona con los álcalis. Tiene un punto de fusión de 1.455 °C, y un punto de ebullición de 2.730 °C, su densidad es de 8,9 g/cm3 y su masa atómica 58,69 uma.

ALEACIONES

El Níquel es uno de los metales de mayor relevancia industrial cuyo empleo se

remonta a tiempos prehistóricos, incluso mucho tiempo antes de que este metal

pudiera ser aislado y clasificado como elemento químico.

PROPIEDADES FÍSICAS

Estructura cristalina FCC

Punto de fusión 1453ºC

Punto de ebullición 2910ºC

Coeficiente de dilatación20 a 100ºC 13,3.10-6

20 a 900ºC 16,3.10-6

Conductividad térmica20ºC 0,210cal/cm.s.ºC500ºC 0,148cal/cm.s.ºC

Resistencia eléctrica99,99% 6,8Ω.cm

99,8% 9,9Ω.cm

El Níquel se utiliza industrialmente tanto en su denominación comercial de Níquel puro

como formando parte de un gran número de aleaciones a las que se les adicionan

distintos elementos que actúan sobre sus propiedades mecánicas. Los efectos de

algunos de estos elementos de aleación son los que se muestran en la tabla siguiente:

Elementos de aleación

CrConfiere buena resistencia a la corrosión en medios oxidantes.Mejora la resistencia frente a la sulfidización.Incrementa la resistencia mecánica.

MoIncrementa la resistencia mecánica.Mejora la resistencia frente a la corrosión por picaduras o por cavidades.

Fe Incrementa la resistencia mecánica.Reduce el precio de las aleaciones.

AlPrincipal endurecedor de las aleaciones base Níquel.Incrementa la resistencia frente a la oxidación.

CContribuye a la resistencia de la aleación.Puede afinar las partículas presentes en las juntas, incrementando su resistencia.

Ti, Nb, W

Incrementan la resistencia mecánica.

CoIncrementa la resistencia mecánica.Mejora la resistencia frente a la sulfidización.

CuMejora la resistencia a la corrosión en medios marinos Cantidades superiores al 0,5% ocasionan la formación de fases indeseables de bajo punto de fusión.

BMejora la resistencia mecánica, la resistencia frente a la fluencia y afina las juntas de grano.

Si Mejora la resistencia frente a la sulfidización.

Dada su gran resistencia a la corrosión, el Níquel se emplea como revestimiento

electrolítico (niquelado) de aquellos metales que son susceptibles a la corrosión, como

son el Hierro y el acero. El Níquel se usa principalmente en forma de aleaciones, en

aquellas aplicaciones en las que interesa conferir propiedades mecánicas especiales,

aumentar la resistencia a la corrosión, controlar la dilatación, disponer de cualidades

magnéticas especiales o disminuir la conductividad eléctrica.

tab=ClasificaciónLas categorías principales en las que se clasifica el níquel y sus

aleaciones, en función del mecanismo que le proporciona su resistencia, son:

Níquel comercialmente puro: Estas aleaciones contienen como mínimo un 99% de

Ni, conteniendo pequeñas cantidades de Co e impurezas (Mn, Fe, Si, Cu). No se

pueden tratar térmicamente (excepto las que contienen Al y Ti, serie 3xx, que se

endurecen por precipitación) y se endurecen por trabajado en frío. De forma general,

su resistencia a la corrosión es buena en medios oxidantes y es excelente en

disoluciones alcalinas.

Aleaciones Ni-Cu: Contienen alrededor del 30% de Cu, que forma una solución sólida

con el Ni. De forma general se denominan aleaciones Monel, son tratables

térmicamente (sobre todo si se añade Al y Ti) y endurecibles por precipitación.

Aleaciones Ni-Cr no tratables térmicamente: Contienen 15-22% de Cr y hasta un

46% de Fe, que forman soluciones sólidas con el Ni y pueden ser endurecidas por

trabajado en frío. Estas aleaciones son comercialmente conocidas como Inconel,

Incoloy y Hastelloy.

Aleaciones Ni-Cr tratables térmicamente: Estas aleaciones se pueden fortalecer

mediante precipitación si se añade Al, Ti y Si como aleantes secundarios. También

suelen ser conocidas por sus nombres comerciales, como Nimonic, Udinet, Waspaloy,

René, Astroloy,...

tab=Procesos de Unión

Desde el punto de vista de la soldabilidad, las aleaciones de níquel se dividen en dos

grupos:

1. Tratables térmicamente: aquellas que consiguen sus propiedades mecánicas

mediante un tratamiento de disolución a alta temperatura, seguido de un

enfriamiento más o menos rápido para formar una disolución sólida

sobresaturada. Finalmente se les aplica un tratamiento de envejecimiento. La

soldadura de estas aleaciones resulta algo compleja, por lo deben tomarse las

siguientes precauciones:

Limpieza extremada. La presencia de aceites y otro tipo de suciedad puede introducir

elementos fragilizantes como Fósforo, Azufre y Plomo.

Intentar soldar en estado de recocido o en extremo en estado de solubilizado.

No precalentar.

Emplear aportes térmicos muy bajos.

Diseñar juntas con bajos riesgos de deformación.

Evitar que las piezas a soldar estén tensionadas.

Cuando sea posible, distensionar entre pasadas.

1. No tratables térmicamente: son aquellas aleaciones que consiguen sus

propiedades por deformación en frío y por endurecimiento por disolución sólida.

La soldadura de este tipo de aleaciones presenta menos complicaciones que

las tratables térmicamente pues:

No es necesario el precalentamiento.

Los procesos que emplean gas de protección deben ser inertes.

Ambos grupos poseen una composición química complicada, donde los elementos de

aleación poseen un efecto muy definido en la soldabilidad de cada tipo de estructura.

Por tanto, el conocimiento de esta influencia es fundamental en la determinación de

los procesos de soldadura más adecuados. La influencia de algunos de estos

elementos sobre la soldabilidad de las aleaciones de base Níquel se resume en la

siguiente tabla:

EFECTO DE LOS ALEANTES EN LA SOLDABILIDAD DEL Ni Y SUS ALEACIONES

Al Cuando su contenido es alto da lugar a agrietamiento en caliente.B Produce agrietamiento intergranular.

CEn aleaciones sin Cromo produce fragilización por grafitización por encima de 370ºC.

CrEn general, mejora la soldabilidad, pero si el contenido en Si es alto existe el riesgo de agrietamiento en caliente.

Nb Presenta un efecto beneficioso.Pb Presenta un efecto muy perjudicial por agrietamiento intergranular en caliente.Mg Presenta un efecto beneficioso, reduce el agrietamiento intergranular.Mo Por encima de un 20% origina una segunda fase que produce agrietamiento.P Es muy perjudicial, produce agrietamiento intergranular en caliente.Si Tiene tendencia a producir agrietamiento, sobre todo en aleaciones de Ni-Cr.S Es el más perjudicial, ya que es el mayor inductor de agrietamiento intergranular.Ti Cuando su contenido es alto da lugar a agrietamiento en caliente.

Los procesos que se emplean en la soldadura del Níquel y sus aleaciones son:

- Soldeo MIG: es el proceso que más se usa y es aplicable en la unión de piezas de

10mm de espesor, y para puntear y reparar.

- Soldeo con electrodo revestido (SMAW): cuando se emplea este proceso para

soldar aleaciones de níquel es necesario:

Emplear un revestimiento fluorado, cuyo comportamiento es similar al básico.

Soldar con un aporte térmico bajo.

- Soldeo con arco sumergido (SAW): es un proceso aplicado en los últimos años

para soldar tanques y ofrece la posibilidad de soldar grandes espesores. Las

recomendaciones para soldar aleaciones de níquel con este proceso son:

Soldar con el mínimo aporte de energía.

Limitar la temperatura entre pasadas.

Compuestos

El níquel forma fundamentalmente compuestos divalentes, aunque se dan casos en estados de oxidación formales que varían entre -1 y +4. La mayoría de las sales de níquel, como el cloruro de níquel (II), NiCl2, sulfato de níquel (II), NiSO4, y nitrato de níquel (II), Ni(NO3)2, presentan color verde o azul y están generalmente hidratadas. El sulfato de amonio y níquel (NiSO4 · (NH4)2SO4· 6H2O) se utiliza en soluciones para galvanizado de níquel. Los compuestos del níquel se identifican frecuentemente añadiendo un reactivo orgánico, la dimetilglioxima, la cual reacciona con el níquel para formar un precipitado floculante de color rojo.

METALURGIA

Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los futuros usos. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero en mata que luego se machaca y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero

el níquel tetracarbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.

El método de preparación del níquel depende de la composición de los minerales. Todos los métodos son complejos debido a la dificultad que entraña la separación de otros elementos de propiedades muy parecidas como hierro, cobre y cobalto presentes en los minerales. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma metálica pura después de que el cobre ha sido previamente eliminado por deposición con un electrolito y voltaje diferente. En el método Mond, el cobre es eliminado por disolución en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Se pasa monóxido de carbono sobre el níquel impuro, formándose níquel tetracarbonilo (Ni(CO)4), un gas volátil que se descompone calentando a 200°C, depositándose níquel metálico puro. Los minerales sulfurosos como la pentlandita y la pirrotita, se reducen comúnmente en un horno y se envían en forma de un sulfuro aglomerado de cobre y níquel a las refinerías, donde el níquel se separa por diversos procesos.

La producción de níquel fundido/refinado se encuentra en la actualidad en constante desarrollo puesto que si bien se debe tratar el mineral una vez explotado, se contempla, de una manera cada vez más habitual la opción del reciclaje. Empresas expertas en esta actividad son la estadounidense THE INTERNATIONAL METALS RECLAMATION COMPANY, INC. (INMETCO), filial de Horsehead Holding Corp. APLICACIONES

Aproximadamente el 65% del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero

inoxidable austenítico y otro 12% en superaleaciones de níquel. El restante 23% se

reparte entre otras aleaciones, baterías recargables, catálisis, acuñación de moneda,

recubrimientos metálicos y fundición:[cita requerida]

Alnico, aleación para imanes.

El mu-metal se usa para apantallar campos magnéticos por su elevada

permeabilidad magnética.

Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión,

utilizándose en motores marinos e industria química.

La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de efecto térmico de

memoria (metales) y se usa en robótica, también existen aleaciones que

presentansuperplasticidad.

Crisoles de laboratorios químicos.

Níquel Raney: catalizador de la hidrogenación de aceites vegetales.

Se emplea para la acuñación de monedas, a veces puro y, más a menudo, en

aleaciones como el cuproníquel.

El metal es la opción más económica para hacer oro blanco. El níquel, un metal

blanco y de tonalidad mate y de tacto suave, es un metal que encuentra mucha

facilidad para «blanquear» a otros metales. Esto se traduce en que un mínimo de

30% de níquel en masa puede dar una apariencia plateada a la aleación. Por

ejemplo en aleaciones de cobre, incluso con un 40% en masa de zinc o aluminio el

metal sigue teniendo una coloración dorada, mientras que con un sólo 30% de

níquel en masa adquiere su característico tono blanco.

Es posible encontrarlo

en joyería

actualmente, pero no

se recomienda su uso,

ya que es cancerígeno

y altamente tóxico. El

níquel ha sido vetado

en numerosos

estados, donde su uso

se ve cada vez más

reducido. Se halla

sobretodo en piercings

y joyería de acero inoxidable, donde suele representar alrededor del 13% en

masa. Estos aceros no son peligrosos para la salud puesto que son inertes

químicamente y no reaccionan. Sin embargo el uso de una joya enchapada en

níquel (típico de las baratijas) sí puede presentar un riesgo serio de alergia o

infección, pero ambos casos son raros.

RECOMENDACIONES.

A altas temperaturas, se formarán humos de óxido de níquel. Está indicado examen médico periódico dependiendo del grado deexposición. Los síntomas de asma no se ponen de manifiesto, a menudo, hasta pasadas algunas horas y se agravan por el esfuerzofísico. Reposo y vigilancia médica son, por ello, imprescindibles. Nadie que haya mostrado síntomas de asma debe entrar nunca encontacto con esta sustancia. Esta ficha ha sido parcialmente actualizada en abril de 2005: ver Límites de exposición.

Efectos del Níquel sobre la saludEl níquel es un elemento que ocurre en el ambiente sólo en muy pequeños niveles. Los humanos usan el níquel para muchas aplicaciones diferentes. La aplicación más común del níquel es el uso como ingrediente del acero y otros productos metálicos. Este puede ser encontrado en productos metálicos comunes como es la joyería.

Los alimentos naturalmente contienen pequeñas cantidades de níquel. El chocolate y las grasas son conocidos por contener altas cantidades. El níquel es tomado y este aumentará cuando la gente come grandes cantidades de vegetales procedentes de suelos contaminados. Es conocido que las plantas acumulan níquel y como resultado la toma de níquel de los vegetales será eminente. Los fumadores tiene un alto grado de exposición al níquel a través de sus pulmones. Finalmente, el níquel puede ser encontrado en detergentes. Los humanos pueden ser expuestos al níquel al respirar el aire, beber agua, comer comida o fumar cigarrillos. El contacto de la piel con suelo contaminado por níquel o agua puede también resultar en la exposición al níquel. En pequeñas cantidades el níquel es esencial, pero cuando es tomado en muy altas cantidades este puede ser peligroso par la salud humana.

La toma de altas cantidades de níquel tienen las siguientes consecuencias:

Elevadas probabilidades de desarrollar cáncer de pulmón, nariz, laringe y próstata.

Enfermedades y mareos después de la exposición al gas de níquel. Embolia de pulmón. Fallos respiratorios. Defectos de nacimiento. Asma y bronquitis crónica. Reacciones alérgicas como son erupciones cutáneas, mayormente de las

joyas. Desordenes del corazón.

Efectos ambientales del NíquelEl níquel es liberado al aire por las plantas de energía y las incineradoras de basuras. Este se depositará en el suelo o caerá después de reaccionar con las gotas de lluvia. Usualmente lleva un largo periodo de tiempo para que el níquel sea eliminado del aire. El níquel puede también terminar en la superficie del agua cuando es parte de las aguas residuales. La mayor parte de todos los compuestos del níquel que son liberados al ambiente se absorberán por los sedimentos o partículas del suelo y llegará a inmovilizarse. En suelos ácidos, el níquel se une para llegar a ser más móvil y a menudo alcanza el agua subterránea.

No hay mucha más información disponible sobre los efectos del níquel sobre los organismos y los humanos. Sabemos que altas concentraciones de níquel en suelos arenosos puede claramente dañar a las plantas y altas concentraciones de níquel en aguas superficiales puede disminuir el rango de crecimiento de las algas. Microorganismos pueden también sufrir una disminución del crecimiento debido a la presencia de níquel, pero ellos usualmente desarrollan resistencia al níquel. Para los animales el níquel, es un elemento esencial en pequeñas cantidades. Pero el níquel no es sólo favorable como elemento esencial; puede ser también peligroso cuando se excede la máxima cantidad tolerable. Esto puede causar varios tipos de cánceres en diferentes lugares de los cuerpos de los animales, mayormente en aquellos que viven cerca de refinerías. No es conocido que el níquel se acumule en plantas o animales. Como resultado el níquel no se biomagnifica en la cadena alimentaria.

BIBIOGRAFÍA.

http://boj.pntic.mec.es/jpac0012/quimipatatas/niquiz.htm

http://mineriadelperu.com/2011/02/volcan-planta-piloto-de-niquel/

http://www.ibce.org.bo/documentos/estudio_mercado_niquel.pdf

http://www.pdv.com/lexico/museo/minerales/niquel.htm

http://www.obtesol.es/index.php?option=com_content&task=category&sectionid=4&id=36&Itemid=30

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquel

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ni.htm

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/0a100/nspn0062.pdf