Nikel, gümüşü anımsayan görünümü ile bedelli bir metaldir. Sanayide ve tıp başta olmak üzere bir hayli sektörün ehemmiyetli bir hammaddesidir.
Nikel, madeni paralardan otomotiv sektörüne kadar kullanım alanı geniş bir metaldir. Türkiye, nikel bakımından fukara bir ülkedir ve bu nedenle nikel lüzumu için dışa bağımlıdır. Dünyada nikel arzı teknolojideki büyümelere doğru oranla giderek çoğalıyor. Çıkarılması ve işlenmesindeki güçlükler nedeniyle bedeli daha da artan nikelin üretilmesinden insan sıhhatine tesirlerine kadar bir hayli bilgiyi yazımızda bulabilirsiniz.
Nikelin Tarihçesi
Nikelin geçmişinin MÖ 20 senesine kadar katlandığı hipotez ediliyor. Daha Önceki Çin kaynaklarında MÖ 1500’li senelerde beyaz nikel kullanıldığına dair bilgiler yer alıyor. Bazı kaynaklarda MÖ 3000’li senelerde Çinlilerin nikel filizlerini eriterek silah ve şamdan yaptıklarını belirtir. Ancak tarihte görünüş olarak eşlikleri nedeniyle gümüş ile karıştırılan nikelin bütün olarak hangi tarihlerden itibaren kullanıldığını tanımlamak neredeyse imkânsız. Nikelin kayıtlara geçmesi ise 17. asırda reelleşiyor. 1751 senesinde İsveçli mineralog ve kimyacı Baron Axel Fredrik Cronstedt tarafından keşfedilmiştir. Cronstedt, bakırı nikoletinden izole etmeye çalışırken nikel elde etti. Saf nikelden ilk madeni para 1881 senesinde İsviçre’de üretilmiştir. Nikelin işlendiği ilk metalürjik kuruluş 1824 senesinde Avusturya’da kurulmuştur. 1865 senesinden Yeni Kaledonya Adaları’nda zengin nikel yatakları bunmuştur. Bazı tarihi sikkelerde de nikel içeriğine tesadüfülmüştür.
Nikelin Kimyevi Özellikleri
Sembolü “Ni” olan nikelin atom numarası 28, atom kütlesi 58,69, atom yarıçapı 135 pm’dir. 1455 derecede erir. Oldukça sert ve katıdır. Periyodik cetvelde geçiş metalleri arasında yer alır. Parlak, altın rengini anımsayan, karmaşık metalik ve gümüş-beyaz rengi olan alaşım bir metaldir. Bakır, krom, alüminyum, mermi, kobalt, altın ve gümüş gibi metallerle oluşturulan bir hayli alaşımda kullanılır. Kristal yapısı yüzey merkezli kübiktir. Pentlandit içinde demir ve kükürtle ile; milerit içinde kükürt ile; nikelinin içinde arsenik ile beraber bulunur. Manyetik alan içinde olumsuz güzergahta bir ölçü ebat değiştirir.
Nikelin yeryüzüne, semandan düşen meteor taşlarından geldiği zannediliyor. Tabiatta saf nikel bulunmaz, genelde kobalt ile beraber oluşur. Dünya çekirdeğinde yoğun olarak nikel bulunduğu hipotez edilmektedir. Derin katmanlarda yüksek oranda nikel bulunur; ancak bu katmanlara erişilemediği için yeryüzüne daha yakın katmanlarda bulunan nikelin silikat ve sülfatlı bileşikleri olan garnierit, pyrrotin ve nikelin isimli bileşiklerden nikel üretilmektedir. İki cins maden yataklarından elde edilir. Bunlardan birincisi; temel mineralleri limonit ve garnierit olan lateritik yataklardır. İkincisi ise; ana minerali pentlandit olan magmatik sülfit yataklarıdır. Nikel rezervlerinin yüzde 60’i lateritik yataklarından; yüzde 40’si ise pentlandit, sülfit ve kükürt bileşiklerinden elde edilir.
Hangi Alanlarda ve Mahsullerde Kullanılır?
Nikel alaşımları ve süper alaşımlarının kullanıldığı alanlar oldukça fazla. Surat seneye yakın bir müddettir sanayide kullanılıyor. Nikelin bulunduğu özel alaşımlar, endüstriyel ve son kullanıcı mahsullerin hammaddesidir. Nikel ve krom alaşımları yüksek sıcaklıklarda oksitlenmeyi önler, bu nedenle elektrik fırınlarında ısıtıcı olarak kullanılır.
Nikel, soğuk ve sıcak olarak işlenebilir, kaynak edilebilir, tornada kullanılabilir, tel ve levha haline getirilebilir. Toz nikel ehemmiyetli bir indirgeme katalizörüdür. Yüksek sıcaklıklarda ve sıfırın altındaki derecelerde mukavemetini korur. Fiziksel özellikleri yumuşak çeliğe eş; korozyona mukavemeti çelikderi fazladır.
Kimya sanayisinde nikel alaşımları olarak metal korozyona maruz kalan yerler, kostik solisyonların korunması, petrol mahsulleri başlıca kullanım alanlarıdır. Mekanik ve fiziksel özellikleri oldukça iyidir. Bu nedenle kaplama olarak da ehemmiyetli bir metaldir. Nikel kaplama malzemeleri korozyon ve paslanmayı önler. Nikel kaplamaların öteki metalleri gözetici özelliği vardır. Bu nedenle özellikle elektrolize kaplamaların üretiminde nikelin ehemmiyetli bir hisseyi bulunuyor. Nikelin süper alaşımları; uçak ve gemi sanayisinde yüksek sıcaklıklarda tazyik ve korozyona maruz kalan gaz türbinleri, jet motorları, uçakların bazı alanlarındaki kaplamalarda, uçaklarda elektrolizle yapılan kaplamalarında, gemilerde tuz korozyonuna maruz kalan alanlardaki kaplamalarda; nikel levhalar elektrikli kaplama harekâtlarında anot, toz nikel de hidrojenleme harekâtlarında katalizör olarak, nikel kaplama banyosunda elektrolit olarak kullanılıyor.
Ayrıca akışkan ve katı yağlarda hidrojenasyonu sağlamak için kullanılırken, pil ve yakıt hücrelerinde, seramik malzemelerde, emaye ile demir arasında bağlayıcı madde olarak; sırçaya yeşil rengi vermek için; korozyona mukavemetli alaşımlarda; deniz suyundan tatlı su imali yapılan arıtma ve dönüştürme kuruluşlarında; taşıtlarda kullanılan zırhların alaşımlarında nikel ve alaşımlarından yararlanılıyor.
Nikelin kullanıldığı bazı mahsulleri şöyle sıralayabiliriz: Madeni paralar, çatal, kaşık, bıçaklar, metal mutfak aletleri; çekiç, pense, tornavida gibi aletler; sağlık kurumularda kullanılan bisturi, bıçak gibi operasyon aletleri, paslanmaz çelik, mıknatıs, batarya, pil, akü, taşıt motor gövdeleri, motor parçalarında, laboratuar makinelerinde, süt cihazları…
Bazı nikel alaşımlarını ve kullanım alanlarını da şöyle sayabiliriz:
Bakır-nikel alaşımı olan Kupro nikel, çatal bıçak gibi mutfak aletleri imalinde; demir-nikel alaşımı olan İnvar, saati, miktar aletleri, meteoroloji ve topografya aletleri imalinde; çelik-nikel-krom alaşımı paslanmaz çelik üretiminde; nikel-krom alaşımı ise, araba ve lokomotif sanayisi gibi otomotiv sektöründe kullanılan bir hayli parçanın üretiminde kullanılır.
Nerelerde Bulunur?
Nikel rezervi dünyada en fazla Kanada ve Rusya’da bulunmaktadır. Fransa’nın denizfazla toprağı olan Büyük Okyanus’taki Yeni Kaledonya adalarında da zengin nikel yatakları bulunur. Yeni Kaledonya nikel senede vasati 60 bin tonluk imalle dünya nikel üretiminde dördüncü sıradadır. Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri, Endonezya, Filipinler, Avustralya, Madagaskar, Papua Yeni Gine, Brezilya, Güney Afrika, ve Küba gibi ülkelerde de nikel yatakları bulunuyor.
Dünyadaki nikel rezervinin 140 milyon ton olduğu hipotez ediliyor. İşlenebilir nikel rezervinin yüzde 40’ı Küba, Rusya ve Çin’de bulunur. Büyümekte olan ülkelerde bu oran yüzde 30 civarındadır.
Türkiye’de ise lateritik, sülfit bileşikli nikel yaradılışları vardır. Türkiye’deki nikel yatakları Manisa’nın Turgutlu, Çaldağ ve Gördes bölgeleri; Eskişehir’in Mihalıççık ilçesi ve Yunusemre bölgelerinde; Uşak ve Banaz çevresi; Bitlis ve Pancarlı çevresinde; Bursa, Orhanlı ve Yapköydere bölgelerinde; Sivas’ın Divriği ilçesi ve Güneş bölgesi; Bolu, Mudurnu ve Akçaalan çevrelerinde bulunuyor.
En ekonomik nikel yaradılışları Manisa’nın Çaldağ bölgesindeki yaradılışlardır. Öteki nikel yatakları düşük tenörlüdür ve ekonomik değildir. Türkiye’de işlenebilir nikel yatağı bulunmadığı için nikel madenciliği yapılamıyor. Bu nedenle nikel lüzumu ithalat yoluyla karşılanıyor. Senelik 2 bin etrafında nikel ithalatı yapılmaktadır.
Nikel Alerjisi ve Zehirlenmesi Nedir?
Nikel alerjisi, alınan bazı yiyeceklerde bulunan nikelden kaynaklanmaktadır. Türkiye’de popülasyonun varsayımı olarak yüzde 15’inin nikel alerjisi yaşadığı; bu oranın yüzde 30’unun ise nikel kapsayan yiyecekleri harcadıklarında alerjik gidişatlarla karşılaştıkları tespit edilmiştir. Nikel kapsayan fındık, çikolata, bazı etler, bazı meyve ve sebzeler, bazı deniz kabukları ve mahsulleri tüketimi nedeniyle nikel alerjisi oluşabilmektedir.
Nikel alerjisi neticeyi atopik ciltlerde egzama, ten egzamaları yaradılışı, bitkinlik ve vücutsal cılızlık, baş sızısı gibi bulgular ortaya çıkabilir. Nikel alerjisinin tespiti için özel bir tanı testi uygulanıyor. Bu testte alerjik gidişat yaşayan şahıstan alınan kan misalinden laboratuar civarında bağışıklık hücreleri izole edilerek hücre kültürü oluşturuluyor. Ardından nikel ile temas ettirilerek bireyin canlı hücrelerinin tepkini ölçülüyor.
Ev aletlerinde kullanılan nikel, muhtelif biçimlerde insan bedenine girebiliyor. Misalin Tencere, ısıtıcılar, kahve cihazları gibi mutfak malzemelerinde bulunan nikel ısıya maruz kaldığında sarihe çıkıp yemek ve besinlere karışabiliyor. Kahve cihazlarından hazır kahveden 10 kat daha fazla nikel bulunmaktadır. Yiyeceklerdeki nikel ölçüsünü değiştirmek olası olmadığı için nikel alerjisi yaşayan şahısların bu cins yiyecekleri altıkları ölçülere dikkat etmeleri gerekiyor. Bazı takılarda da nikel kullanılmaktadır. Bu takıları kullananlarda da nikel alerjisi oluşabilir.
Bedende nikel birikimi neticeyi ortaya çıkan nikel zehirlenmesinin ise en büyük nedeni endüstriyel kirlenmedir. Bu kirlenme nedeniyle bazı besinlere nikel bulaşmaktadır. İnsan bedeninde doku ve uzuvlarda biriken nikel zehirlenmelere yol açmaktadır. Lenf bezinde biriken nikel, prolaktin hormonunun salgılanmasını eksiltir. Pankreasta biriken nikel ise insülin salgılanmasını eksilterek kandaki şeker balansını bozar. Akciğerde birikmesi ise kanseri tetikleyen bir unsur olarak karşımıza çıkıyor.
Öte yandan, nikel içeriği yüksek olan bazı yiyecekler şunlardır; beyaz peynir, sucuk, salam, ciğer, son balığı, midye, çikolatalar, meyve içerikli tatlılar, fındık, fıstık, badem, meyan köklü şekerli mahsuller, çay, kakao, içkili meşrubatlar, hububat ve kepek ekmekleri, fasulye, ıspanak, lahana, maydanoz, muz, kiraz erik.