生活中的镍 | 在工业领域无可取代

生活中的镍

推动工业发展

“靠近巴西里约热内卢的Vermelho-2号海洋石油平台上的铜-镍合金管道与采用替代材料制造的相比，降低了75%的维护费用。”

化工厂

你知道世界上每年的硫酸产量要比其他任何一种化工产品都多吗？事实上，一个国家的工业力量强大与否，常用人均硫酸使用量来衡量，这是因为硫酸的应用非常广泛——化工、炼油和化肥等都要用到它。

过去的三十年见证了硫酸生产的主要变化，今天它已与环境保护有了紧密的联系。硫天然存在于油田和天然气田中，因而，燃烧化石燃料的结果是产生二氧化硫气体。当这种气体被排放到环境中时，它在大气中发生反应生成酸雨。

20世纪80年代，各国政府开始立法规范硫化物排放。从那时起，工业界开始安装技术设备回收硫并用以生产硫酸。这些设备就是由含镍不锈钢制造的。含镍不锈钢的耐蚀性，特别是在高浓度硫酸和高温环境下的耐蚀性，使它成为这一重要化工工艺所用的管道以及储存和冷却罐的必需材料。

目前，通过硫回收生产出的硫占到了全部硫用量的70%，从而大大降低了对新硫的开采需要，而这要部分归功于镍。最为重要的是，二氧化硫的排放减少了一半，这使得很多湖泊和森林重返天然的健康状态。

海水处理

海洋是构成我们星球表面的最大部分，也是地球上最天然的腐蚀环境。海水含有复杂的无机盐混合物、溶解气体、固体悬浮物、有机物和生物体。

当我们泵入海水用作化工厂的冷却水，或通过海水淡化工艺来生产饮用淡水，或将其用于近海石油平台对石油进行处理时，就必须考虑到泵入海水的腐蚀作用。

由于含镍不锈钢的耐蚀性，它被用在巨型工业泵、移动式水泵以及任何把这些装置在水下连接在一起的零部件上。含镍不锈钢管道也被安放在海底用于油气开采。

铜-镍合金也常常被用于海水环境中，这是因为它同时具备高强度、强耐蚀性与抗生物附着污损的属性。生物附着污损指的是一些不受欢迎的生物体在设备结构表面上逐渐积累起来，如长在船壳上的藤壶就是一个常见的难题。而在藤壶出现前，由藻类和细菌等构成的一个薄薄的微生物层可能已经在船体表面安家了，这会促进腐蚀。

生物附着污损会损害水下结构。例如，当其存在于管道系统中时，可能会使管道流速下降到让人恼火的程度，甚至造成完全堵塞。

使用铜-镍合金已被证明是一种成本效益很高的解决方案，它能大大降低反复清理的需求。事实上，靠近巴西里约热内卢的Vermelho-2号海洋石油平台上的铜-镍合金管道与采用替代材料制造的相比，降低了75%的维护费用。

化学催化反应

镍作催化剂用恐怕是在它的各种用途中最鲜为人知的。精细分离出的镍基催化剂是几种重要反应的关键。例如，氧化镍就是现代工业流程中非常重要的化学品，它是石化工业一些领域中常常要用到的催化剂，如烯烃气体的复分解反应。

可以把烯烃想成一个简单的碳氢基团，可用来形成更为复杂的链式结构。而这种链则是形成化石燃料以及用于制作从肥皂、塑料袋到药品的所有化工用品的骨干材料。可以简单理解复分解反应就是把AB+CD的顺序改变为AD+BC。

当化学家寻找能够提高人们生活质量的分子时，他们需要进行可靠、高效、有选择性的并且对环境友好的化学反应。这儿就是镍发挥重要作用的地方。镍具有的催化剂性质使它可以提升化学反应速度，且不会在化学反应中被消耗掉。镍在高温环境中也能保持它的强度和催化剂性能，这使它能够承受石化反应过程中极热的条件（850-1000℃）。

催化工艺并不仅限于石化工业。镍作为催化剂也被用于人造黄油过程中的植物油氢化，以及化肥生产。