Nikkel, grunnstoff i gruppe 10 i grunnstoffenes periodesystem. Rent nikkel er et sølvglinsende metall, og i likhet med de to andre metallene i samme gruppe, jern og kobolt, kan det lett smis, valses og trekkes. Nikkel er ferromagnetisk ved vanlige temperaturer, men de magnetiske egenskapene er langt svakere enn for jern (curiepunkt 358 °C). Rent nikkel oksideres langsomt i luft ved temperaturer opptil 400–500 °C. Det er også svært korrosjonsbestandig i sjøvann, konsentrerte alkaliløsninger og smeltede alkalier.

Nikkel forekommer i naturen hovedsakelig som sulfider, arsenider og antimonider, ofte sammen med jern og kobber. Av særlig betydning er kobber-kobolt-nikkelholdig pyrrhotitt (Fe1−xS) som finnes i store mengder i Ontario, Canada. Den inneholder kobber som chalkopyritt, CuFeS2, og nikkel som entlanditt, (Ni,Fe)9S8, og dessuten spor av gull, sølv og platina. Nikkelinnholdet i disse malmene varierer fra 0,4 til 3 prosent. Lignende sulfidforekomster finnes også i Russland, Finland, USA og Sør-Afrika. Av andre mineraler basert på sulfider, arsenider og antimonider kan nevnes milleritt, NiS, nikkelin (nikkolitt, rødnikkelkis), NiAs, rammelsbergitt (hvitnikkelkis), NiAs2, gersdorffitt (arsenikkglans), NiAsS, ullmannitt (antimon-nikkelglans), NiSbS og så videre. Av vesentlig betydning for fremstilling av nikkel er mange malmer som hovedsakelig består av nikkel–magnesiumsilikater og -oksider. Et viktig silikat er garnieritt, (Ni,Mg)3Si2O5(OH)2 · nH2O. Det finnes blant annet i Russland, Brasil og på Filippinene.

Syrer som saltsyre og svovelsyre løser nikkel ved oppvarming og danner grønne løsninger av tilsvarende salter. Rent nikkel løses ikke i konsentrert salpetersyre fordi metallet da passiveres.

Nikkel har vanligvis oksidasjonstall +II i uorganiske forbindelser. Med spesielle oksidasjonsmidler, for eksempel Br2, Cl2, NaOCl i basiske løsninger, kan nikkel oksideres videre til oksidasjonstrinn +III og under visse forhold til +IV. Nikkel danner mange komplekse ioner, i disse er oksidasjonstall +II vanlig, men nikkel kan i komplekser også opptre med oksidasjonstall fra −I til +III.

Nikkelmetall fremstilles ved forskjellige metoder. Sulfidiske malmer anrikes først med mekaniske metoder og blir deretter delvis røstet for å fjerne en del av svovelet. Jernet skilles fra som et silikatslagg, og til slutt fås en såkalt «matte» som inneholder 40–50 prosent Ni, 20–35 prosent kobber, noe kobolt og jern, alle hovedsakelig som sulfider, samt sølv og andre edelmetaller. Matten opparbeides på forskjellig vis. Ved Glencore Nikkelverk AS i Kristiansand er utgangspunktet en råmatte som importeres fra Canada. Nikkel, kobolt, jern og mindre mengder av noen andre metaller, utlutes med klorgass til en nikkelkloridløsning. Kobber, svovel og edelmetallene forblir uløst og filtreres fra. De andre metallene skilles fra kloridløsningen gjennom nye rensetrinn, og sluttproduktet er en ren nikkelkloridløsning. Nikkel fremstilles deretter ved elektrolyse, og klorgassen som også dannes, returneres og brukes om igjen for utluting av ny matte.

En annen viktig prosess er mondprosessen, oppfunnet i 1889 av Ludwig Mond, Carl Langer og Friedrich Quincke. I denne prosessen blir matten røstet, kobberoksidet fjernes ved utluting med svovelsyre, og den nikkelholdige resten blir deretter redusert med hydrogen eller vanngass. Metallpulveret som dannes blir videre raffinert ved å varme det opp i en strøm av karbonmonoksid ved 60–80 °C. Derved dannes flyktig tetrakarbonylnikkel: Ni + 4CO = Ni(CO)4. Ved oppvarming til 180 °C spaltes karbonylet til nikkelmetall og karbonmonoksid, som resirkuleres og brukes på nytt. Ingen andre metaller danner/spalter karbonyler under samme betingelser, og prosessen gir et svært rent metall, 99,9–99,99 prosent. Garnieritt, som også spiller en viktig rolle i nikkelproduksjon, blir opparbeidet med gips, koks og andre slaggdannende stoffer til en oksidisk matte for viderebehandling. Våtveismetoder, der nikkel felles fra vandige løsninger ved reduksjon med hydrogen ved høye trykk og temperaturer, blir også brukt i nikkelfremstilling.

I siste halvdel av 1800-tallet ble nikkel produsert i betydelige mengder i Norge. Det første nikkelverket var Espedalen Nikkelverk som kom i drift i 1848, i følgende år ble flere andre anlagt. Produksjonen avtok i og med oppdagelsen av store nikkelforekomster blant annet i Canada og Ny-Caledonia.

Den langt viktigste anvendelse av nikkel er som legeringstilsetning for blant annet jern og stål, kobber, sink, aluminium, og som basismetall for superlegeringer for anvendelse ved høye temperaturer. Legeringene karakteriseres generelt ved korrosjons- og varmebestandighet og har mange anvendelser i blant annet maskiner, motorer, konstruksjoner, elektrisk motstandsmateriale, magneter og myntmetall. Se nikkellegeringer.

Rent nikkel har forholdsvis begrenset anvendelse, men brukes i store mengder til fornikling for å fremme korrosjonsbestandighet. Nikkel blir også brukt i akkumulatorer, for eksempel edisonbatteriet og nikkel–kadmium-batteriet. Finfordelt nikkel blir også brukt som katalysator ved hydrogeneringsreaksjoner.

Navnet henger sammen med at saksiske bergmenn allerede i middelalderen hadde støtt på et mineral som de mente var et kobbermineral. Fordi de ikke greide å utvinne kobber av det, kalte de mineralet kobbernikkel, det vil si kobber som var forhekset av bergtrollet, Nickel, jamfør kobolt. Mineralet, som senere fikk navnet rødnikkelkis (nikkelin), er et nikkelarsenidmineral, NiAs. Fra dette ble også metallisk nikkel første gang fremstilt av svensken Axel Fredrik Cronstedt i 1751.

Metallet har også, sannsynligvis uten å være kjent, vært brukt i form av forskjellige kobberlegeringer langt tilbake i tiden. For eksempel inneholder bronsegjenstander fra Ur (3500 fvt.) og Kisj (3000 fvt.) i Mesopotamia 2–3 prosent nikkel. 4000 år gamle bronsegjenstander fra Mohenjo-Daro i India og fra Egypt inneholder også nikkel, og 2000 år gamle mynter fra kongeriket Baktria i Nord-Afghanistan er laget av en legering med 75–80 prosent kobber og 18–20 prosent nikkel. De har dermed en sammensetning som ligger nær opptil nåtidens nikkelmynter. I Kina kjente man også tidlig til et kobber-nikkelholdig mineral som ble brukt til å fremstille et hvitt metall, pakfong (av kinesisk paky, 'hvit', og fong, 'kobber').

I moderne tid var det først omkring 1825 at man i Tyskland og Storbritannia lyktes i å fremstille lignende legeringer som blant annet nysølv, alpakka og argentan. Senere fikk metallet økende anvendelse.

Nikkels fysiologiske virkninger er lite kjent. Nikkelmetall og nikkellegeringer kan fremkalle nikkelallergi og betennelser i huden. I form av støv og damp kan også nikkel fremkalle kreft.

Kjemisk symbol Ni
Atomnummer 28
Relativ atommasse 58,6934
Smeltepunkt 1453 °C
Kokepunkt 2732 °C
Densitet 8,908 g/cm3
Oksidasjonstall II, III, IV
Elektronkonfigurasjon [Ar]3d84s2

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.