镍——从“小妖精”到合金“好队友”(2)
合金中添加镍，可增强合金的抗腐蚀性。不同种类的镍合金具有不同的性能。如镍铬合金具有较高的耐热性和大的电阻，可用来做热电体电阻丝;镍钴合金是一种永磁材料，广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域;镍铜锰铁合金强度高，塑性好，耐腐蚀，是制造电器、海轮和医疗器械的重要材料;镍铁合金因其在弱磁场中具有良好的磁性能，被广泛应用于电信、计算机、控制系统等领域;镍钛合金以其良好的生物相容性，广泛应用于骨科、口腔科和其他临床科室;镍铜锌合金用于制造家具等。
最新的研究成果表明，在不同种类的钢中加入镍或别的元素都会改变钢的性能，提高其力学性能和塑性;将微量的稀土元素铈加入到204Cu不锈钢中，会显著提高该不锈钢的耐腐蚀性。
稍有科学常识的人都会知道，铁路钢轨间会发生热胀冷缩现象。如果从伦敦的地标——海德公园大理石门到英国东南端的多佛尔这两地相隔约120千米的地方之间铺设一条钢带。温度每上升1℃，钢带就会伸长1.5米左右;如果这条金属带是铝制的，温度每上升1℃，金属带则会伸长3米;但使用36%的镍铁合金铺设，金属带只会伸长8厘米。这种镍铁合金最初叫“因瓦”合金，自1896年问世之日起，就用来做精确测量带和用在精密记时计上。它的使用可以把由于温度变化而引起的不精确性减小到最低限度。当然，这种合金在低温下也会产生很小的收缩。人们通常会用它来制造储存液化气的罐子。
有一种含镍78.5%的镍铁合金特别易受低强度磁力的影响，用在穿梭于大西洋的电缆上，使传输速度提高了4倍。在20世纪70年代发展起来的强磁合金，如阿尔科麦克斯镍铁合金或阿尔尼科铝镍钴铁铜合金中，镍也起着重要作用。
硫化镍矿与红土镍矿
地球上总的镍元素含量虽然有很多，但目前可供人类开发利用的镍资源只限于陆地上的硫化镍矿和红土镍矿。
硫化镍矿属于岩浆成因矿床，由于普遍含铜，常被称为含铜硫化镍矿;红土镍矿则属于风化成因矿床。根据美国地质调查局2015年1月公布的数据，全球镍矿储量约8100万金属吨，其中硫化镍矿约占全球镍矿储量的40%，主要分布在俄罗斯、加拿大、澳大利亚、中国、南非以及北欧等地;红土镍矿约占全球镍矿储量的60%，主要分布在赤道地区国家，如新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、古巴、巴西等国。
目前已知的含镍矿物约有50余种，其中最常见的有十多种。硫化镍矿中常见的含镍矿物为镍黄铁矿和镍磁黄铁矿(其中镍以类质同象形式存在)，红土镍矿中的镍主要以镍褐铁矿(多为很少结晶到不结晶的氧化铁)形式存在。
传统上从硫化镍矿中提取镍金属已有近百年的历史;但经过百年的开采，世界上硫化镍矿资源正日渐枯竭。因此，近年来用红土镍矿提取镍金属正逐步成为世界上提取镍的主流。
镍消费大国的烦恼
我国的镍矿储量位列全球第九，仅有300万金属吨，占世界总储量的4%，且多为硫化镍矿(约90%)。我国镍矿资源的分布较为集中，主要分布在西北、西南和东北地区，重点分布在甘肃、新疆、云南、吉林、湖北和四川等省区。
随着国内硫化镍矿开采量越来越多，镍矿储量不断减少，同时还伴随着镍矿品位下降、开采深度增加、开采难度加大和成本升高等一系列问题。从2006年开始，我国从菲律宾进口红土镍矿。
国内镍矿资源相对匮乏，尤其是红土镍矿稀缺，不仅储量少，而且品位低，开采成本较高。这意味着，我国在红土镍矿方面没有竞争力。随着不锈钢行业的不断发展，我国的不锈钢产量居全球首位，超过全球产量的一半。红土镍矿是镍铁的主要原料，镍铁又是不锈钢的主要原料。因此，我国每年都需要大量进口红土镍矿来发展不锈钢工业。基于地理位置和成本的限制，我国的镍生产企业主要依靠从印度尼西亚(年进口量超过总进口量的一半)和菲律宾进口红土镍矿。作为世界上镍消费第一大国，我国的镍产业对外依存度非常高。2014年的统计数据显示，我国镍消费量在90万～100万吨，而进口量高达80%以上。正是由于国内镍原料供应短缺，对外依赖性强而且单一，这种依赖已经成为制约镍下游相关产业发展的瓶颈。
我国的镍资源消费量巨大，如果能将含镍废料回收再利用，那么前景会相当可观;但现实情况是，我国的废镍回收再利用率与发达国家相比还存在很大差距，镍资源浪费严重。
向海底和南极要资源
加大国内外镍矿勘查开发力度，尤其是红土镍矿的勘查开发力度，对于我国乃至全球都适用。那么，除了已知的镍矿资源外，我们还可以去哪里寻找镍资源呢？
世界镍矿资源分布除了硫化镍矿和红土镍矿外，海底锰结核矿石中，镍的储量也相当可观。据估计，海底锰结核矿石的储量约有3万亿吨以上，是多种金属同时也是镍的重要远景资源。而且，锰结核与两种常规镍矿相比，增长很快，每年以1000万～1500万吨的速度在不断增加。因此，锰结核可能会成为一种人类取之不尽的自生矿物资源。但由于开采技术、开采成本及对海洋环境污染等因素的影响，目前开采利用这种镍矿资源的国家还不多，只有美国、法国、日本、德国、澳大利亚等国处于试验阶段。我国对锰结核的勘探和开发虽然起步较晚，但在面临资源日益枯竭的现实情况下，也需要积极研发海底锰结核的开采和冶炼技术，为大规模开采做好前期准备工作。
此外，南极地区的多种有色金属储量相当丰富，其中包括镍(主要分布在南极半岛及沿海岛屿地区)。虽然《关于环境保护的南极条约议定书》禁止各国在50年之内(即到2048年)开采南极的矿产资源，但有些国家在“科学考察与环境保护”的名义下，一直在南极从事矿产资源的考察与勘探活动。我国以往开展南极科考活动注重科学问题较多，今后在对南极矿产资源的调查和开发利用研究方面，也应该有所加强。就目前的南极资源来说，除了勘探和开发的技术难度外，还存在环境污染和领土主权等诸多问题;一旦地球上其他地方的资源耗尽时，对南极资源的开发利用恐怕就会势在必行。
【责任编辑】赵 菲 (杜星星)
最新的研究成果表明，在不同种类的钢中加入镍或别的元素都会改变钢的性能，提高其力学性能和塑性;将微量的稀土元素铈加入到204Cu不锈钢中，会显著提高该不锈钢的耐腐蚀性。
稍有科学常识的人都会知道，铁路钢轨间会发生热胀冷缩现象。如果从伦敦的地标——海德公园大理石门到英国东南端的多佛尔这两地相隔约120千米的地方之间铺设一条钢带。温度每上升1℃，钢带就会伸长1.5米左右;如果这条金属带是铝制的，温度每上升1℃，金属带则会伸长3米;但使用36%的镍铁合金铺设，金属带只会伸长8厘米。这种镍铁合金最初叫“因瓦”合金，自1896年问世之日起，就用来做精确测量带和用在精密记时计上。它的使用可以把由于温度变化而引起的不精确性减小到最低限度。当然，这种合金在低温下也会产生很小的收缩。人们通常会用它来制造储存液化气的罐子。
有一种含镍78.5%的镍铁合金特别易受低强度磁力的影响，用在穿梭于大西洋的电缆上，使传输速度提高了4倍。在20世纪70年代发展起来的强磁合金，如阿尔科麦克斯镍铁合金或阿尔尼科铝镍钴铁铜合金中，镍也起着重要作用。
硫化镍矿与红土镍矿
地球上总的镍元素含量虽然有很多，但目前可供人类开发利用的镍资源只限于陆地上的硫化镍矿和红土镍矿。
硫化镍矿属于岩浆成因矿床，由于普遍含铜，常被称为含铜硫化镍矿;红土镍矿则属于风化成因矿床。根据美国地质调查局2015年1月公布的数据，全球镍矿储量约8100万金属吨，其中硫化镍矿约占全球镍矿储量的40%，主要分布在俄罗斯、加拿大、澳大利亚、中国、南非以及北欧等地;红土镍矿约占全球镍矿储量的60%，主要分布在赤道地区国家，如新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、古巴、巴西等国。
目前已知的含镍矿物约有50余种，其中最常见的有十多种。硫化镍矿中常见的含镍矿物为镍黄铁矿和镍磁黄铁矿(其中镍以类质同象形式存在)，红土镍矿中的镍主要以镍褐铁矿(多为很少结晶到不结晶的氧化铁)形式存在。
传统上从硫化镍矿中提取镍金属已有近百年的历史;但经过百年的开采，世界上硫化镍矿资源正日渐枯竭。因此，近年来用红土镍矿提取镍金属正逐步成为世界上提取镍的主流。
镍消费大国的烦恼
我国的镍矿储量位列全球第九，仅有300万金属吨，占世界总储量的4%，且多为硫化镍矿(约90%)。我国镍矿资源的分布较为集中，主要分布在西北、西南和东北地区，重点分布在甘肃、新疆、云南、吉林、湖北和四川等省区。
随着国内硫化镍矿开采量越来越多，镍矿储量不断减少，同时还伴随着镍矿品位下降、开采深度增加、开采难度加大和成本升高等一系列问题。从2006年开始，我国从菲律宾进口红土镍矿。
国内镍矿资源相对匮乏，尤其是红土镍矿稀缺，不仅储量少，而且品位低，开采成本较高。这意味着，我国在红土镍矿方面没有竞争力。随着不锈钢行业的不断发展，我国的不锈钢产量居全球首位，超过全球产量的一半。红土镍矿是镍铁的主要原料，镍铁又是不锈钢的主要原料。因此，我国每年都需要大量进口红土镍矿来发展不锈钢工业。基于地理位置和成本的限制，我国的镍生产企业主要依靠从印度尼西亚(年进口量超过总进口量的一半)和菲律宾进口红土镍矿。作为世界上镍消费第一大国，我国的镍产业对外依存度非常高。2014年的统计数据显示，我国镍消费量在90万～100万吨，而进口量高达80%以上。正是由于国内镍原料供应短缺，对外依赖性强而且单一，这种依赖已经成为制约镍下游相关产业发展的瓶颈。
我国的镍资源消费量巨大，如果能将含镍废料回收再利用，那么前景会相当可观;但现实情况是，我国的废镍回收再利用率与发达国家相比还存在很大差距，镍资源浪费严重。
向海底和南极要资源
加大国内外镍矿勘查开发力度，尤其是红土镍矿的勘查开发力度，对于我国乃至全球都适用。那么，除了已知的镍矿资源外，我们还可以去哪里寻找镍资源呢？
世界镍矿资源分布除了硫化镍矿和红土镍矿外，海底锰结核矿石中，镍的储量也相当可观。据估计，海底锰结核矿石的储量约有3万亿吨以上，是多种金属同时也是镍的重要远景资源。而且，锰结核与两种常规镍矿相比，增长很快，每年以1000万～1500万吨的速度在不断增加。因此，锰结核可能会成为一种人类取之不尽的自生矿物资源。但由于开采技术、开采成本及对海洋环境污染等因素的影响，目前开采利用这种镍矿资源的国家还不多，只有美国、法国、日本、德国、澳大利亚等国处于试验阶段。我国对锰结核的勘探和开发虽然起步较晚，但在面临资源日益枯竭的现实情况下，也需要积极研发海底锰结核的开采和冶炼技术，为大规模开采做好前期准备工作。
此外，南极地区的多种有色金属储量相当丰富，其中包括镍(主要分布在南极半岛及沿海岛屿地区)。虽然《关于环境保护的南极条约议定书》禁止各国在50年之内(即到2048年)开采南极的矿产资源，但有些国家在“科学考察与环境保护”的名义下，一直在南极从事矿产资源的考察与勘探活动。我国以往开展南极科考活动注重科学问题较多，今后在对南极矿产资源的调查和开发利用研究方面，也应该有所加强。就目前的南极资源来说，除了勘探和开发的技术难度外，还存在环境污染和领土主权等诸多问题;一旦地球上其他地方的资源耗尽时，对南极资源的开发利用恐怕就会势在必行。
【责任编辑】赵 菲 (杜星星)