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Nickel

Infolge der zahlreichen Anwendungen des Nickels liegt der jährliche Weltbedarf für das Metall bei 2 Millionen Tonnen. Die wichtigsten Förderländer sind Indonesien, die Philippinen, Neukaledonien, Kanada, Australien und Russland. Der Eisenkern der Erde enthält 5,2 Prozent Nickel.

Man unterscheidet zwischen sulfidischen und oxidischen Nickelerzen. Beide Arten sind basaltischem, 0,1 bis 0,3 Prozent Nickel enthaltendem Magma aus den oberen Bereichen des Erdmantels zu verdanken. Kühlt sich dieses Magma während einigen zehn Millionen Jahren langsam ab, so bilden sich Niederschäge der darin schlecht löslichen Verbindugngen, insbesondere Nickel-Eisensulfid, Kupfer-Eisensulfid, zusammen mit Sulfiden und Arseniden der Platinmetalle.

Nickel- und platinführendes Erz

Aufgrund ihrer hohen Dichte sinken die Metallsulfidkristalle auf den Boden der Magmakammer. Dies erklärt das gemeinsame Vorkommen von Nickel- und Kupfersulfiden sowie von Platinmineralien in den wichtigsten Nickellagerstätten. Kupferhaltiges, sulfidisches Nickelerz wird vorwiegend unter Tag abgebaut. Durch Brechen, Mahlen und mehrstufige Flotation erhält man je ein Kupfer- und ein Nickelkonzentrat.

Letzteres wird mit Kalk und Quarz aufgeschmolzen, um das darin enthaltene Eisen zu verschlacken. Der Schwefelgehalt der Schmelze wird durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff reduziert; so erhält man den sogenannten Nickelstein mit etwa 75 Prozent Nickeloxid. Die Reduktion zum Metall erfolgt mit Wasserstoff unter Druck. Durch Solventextraktion, Behandlung mit Ionenaustauschern sowie elektrolytische Raffination erhält man 99,97prozentiges Nickel.

Oxidische, auch lateritisch genannte Nickelerze findet man unter anderem in Neukaledonien, im australischen Queensland, in Papua-Neuguinea, in den Philippinen sowie in Indonesien, Kuba, Guatemala und Kolumbien. Auch diese Vorkommen gehen auf basaltartiges Gestein zurück. Die Nickel-Anreicherung erfolgt jedoch in diesem Fall durch Verwitterung unter tropischen Klimabedingungen. Dabei entstanden hydratisierte, 1 bis 2 Prozent Nickel enthaltende Eisenoxide.

Nickelstähle und Chromnickelstähle

Reines Nickel benötigt man vor allem zum Korrosionsschutz von Stahl und Messing, wobei man das unscheinbar graue Metall häufig elektrolytisch mit dem stark glänzenden und harten Chrom plattiert. Seine wichtigsten Anwendungen findet Nickel jedoch als Komponente  zahlreicher Legierungen, vor allem von Stählen.

Nickel verleiht Stahl nämlich eine sehr hohe Zähigkeit; zudem versprödet 9prozentiger Nickelstahl auch bei sehr niedriger Temperatur nicht. Man verwendet diese Legierung zum Bau der kugelförmigen Behälter, in denen flüssiges Erdgas gelagert und weltweit verschifft wird. Elektrische Heizdrähte bestehen aus einer selbst bei Rotglut nicht verzundernden Nickel-Chromlegierung.

Der als 18/8 oder 304 bezeichnete Chromnickelstahl (18 Prozent Chrom, 8 Prozent Nickel, Rest Eisen) ist der am häufigsten verwendete Edelstahl; er wird fälschlicherweise als „rostfreier Stahl“ bezeichnet. Er findet äusserst vielfältige Anwendungen im Haushalt und in der Industrie, nicht zuletzt in Form grosser, zylinderförmiger Tanks zur Lagerung von Fruchtsäften und Wein.

Es gibt eine ganze Familie ähnlicher Edelstähle mit noch höherem Chrom- und/oder Nickelgehalt sowie weiteren Legierungselementen, insbesondere Molybdän. Dazu gehört der sog. Medizinalstahl 316L, aus dem unter anderem Uhrgehäuse, Stahlschmuck und Zahnspangen hergestellt werden. Im Körper selbet darf er nicht eingesetzt werden – nicht wegen des praktisch unlöslich gebundenen Nickels, sondern aufgrund möglicher Kompatibilitätsprobleme mit Gelenkprothesen.

Nickel-Superlegierungen und allergenes Nickel

Gasturbinen und Jet-Triebwerke wären ohne hitzefeste, nickelbasierte Superlegierungen undenkbar. Es handelt sich um sehr komplizierte Legierungen mit 45 bis 75 Prozent Nickel; einige davon weisen noch bei 1000 Grad Celsius  eine annehmbare Festigkeit auf. Nickel und Nickel-Kupferlegierungen spielen eine zentrale Rolle in den Münzen der meisten Länder. In den USA und einigen weiteren Ländern bestehen gewisse Münzen aus einer „Kupferseele“, die beidseitig mit Cupronickel beschichtet ist.

Das sehr korrosionsfeste Monelmetall besteht aus 67 Prozent Nickel, 28 Prozent Kupfer und kleinen Mengen Mangan, Eisen, Silicium und Kohlenstoff. Als Neusilber bezeichnet man eine Reihe silberglänzender und korrosionsfester Kupfer-Nickel-Zinklegierungen, die zur Fertigung von Blasinstrumenten, versilbertem Besteck und Modeschmuck dienen. Unentbehrlich ist Nickel auch in den Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren.

Aus galvanisch vernickeltem, häufig auch verchromtem Messing bestanden jahrzehntelang die Gehäuse preiswerter Taschen- und Armbanduhren. Schliesslich erkannte man, dass bei knapp der Hälfte der Menschen der Hautkontakt mit Nickel und gewisser Nickellegierungen allergisch bedingte, entzündliche Reaktionen verursacht. Aus demselben Grund ist auch das Gold-Nickel Weissgold passé.