فولادهای ضدزنگ به خاطر کاربردهای ویژه و وسیع، از اهمیت خاصی برای صنایع و کارخانهها برخوردار هستند. نیکل و کروم به همراه آهن عناصر اصلی تشکیل دهنده فولادهای آلیاژی هستند. به دلیل عدم وجود بازار داخلی و عدم موفقت در صادرات، در ایران استخراج و تولید فلزاتی از این دست کمتر مورد توجه قرار گرفته است و با وجود فلزات باارزش در کشور، برای اکتشاف، استخراج و تولید فلز اقدام مؤثری صورت نگرفته است.
یکی از این فلزات باارزش نیکل است که به دلیل کاربردهای بیهمتای آن در صنایع اهمیت فراوانی دارد. این فلز کاربردهای بسیار وسیع و متنوعی از تولید سوپرآلیاژها و توربینها گرفته تا تولید کارد و چنگال دارد. در ایران دو معدن دارای نیکل به ثبت رسیدهاند، اما تاکنون این فلز استخراج نشده است.
نیکل یکی از فلزات باارزش در بازارهای جهانی محسوب میشود؛ با این حال این فلز در سال ۲۰۱۸ میلادی یکی از بدترین سالهای خود را پشت سر گذاشت و با کاهش قیمت شدیدی مواجه شد.
در دنیای امروز کمتر کسی است که با فولاد ضدزنگ آشنا باشد و نام نیکل را نشنیده باشد. خواص منحصر بهفرد نیکل مانند سختی و مقاومت بالا باعث شده است تا این فلز بعد از آهن، پرتنوعترین کاربرد را در بین تمام فلزات داشته باشد. بیش از ۶۰درصد فولادهای ضدزنگ از آلیاژهای آهن و نیکل تشکیل میشوند.
از نیکل میتوان در تولید ابرآلیاژها، باتریهای با قابلیت شارژ مجدد، تجهیزات پزشکی و سکه پول استفاده کرد. در کشور ما با وجود منابع اثباتشده نیکل اقدامی در راستای اکتشاف و استخراج آن صورت نگرفته است. نیکل یکی از عناصر جانبی سنگ معدن انگوران است ولی در فرآوری خاک روی به همراه دیگر فلزات استراتژیک مانند کبالت و نقره، به عنوان باطله و مزاحم دور ریخته میشود.
نیکل دارای نماد شیمیایی Ni و عدد اتمی ۲۸، است. به علت فعالیت شیمیایی بالا، نیکل در طبیعت به صورت خالص یافت نمیشود. این فلز از نظر خواص مغناطیسی و فعالیت شیمیایی شبیه به آهن وکبالت است و بنابراین با هردوی این فلزات به راحتی آلیاژ تشکیل میدهد. از عمدهترین کانیهای نیکل میتوان به: پنتلاندیت، میلریت،گارنیریت، کلوآنتیت و مورنوسیت اشاره کرد. حدود ۴۰درصد ذخایر نیکل در دنیا به صورت سولفیدهای ماگمایی اولیه نیکل(سادبوری کانادا) در سنگهای فوق بازی مانند دونیت، پریدوتیت و گابرو وجود دارند و ۶۰درصد دیگر حاصل هوازدگی سنگهای فوق بازی یادشده به نام لاتریتهای نیکلدار(کوبا) هستند.
حدود ۹۰درصد از نیکل تولیدی در ساخت آلیاژ و فولادهای ضد زنگ، هشت درصد در آبکاری الکتریکی و سه درصد در مصارف شیمیایی کاربرد دارد. نقطه ذوب و مقاومت بالای این فلز در برابر خوردگی و فرسایش، تا حد زیادی به استفاده گسترده از این فلز در دنیا کمک کرده است.
آلیاژ و فولادهای ضدزنگ: نیکل در صنعت عمدتاً برای تولید آلیاژهایی مانند فولاد زنگنزن و ابرآلیاژها (super alloys) به علت افزایش مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی و افزایش مقاومت آن در دماهای بسیار زیاد مصرف میشود؛ همچنین تجهیزات و قطعات ساختهشده از آلیاژهای حاوی نیکل، اغلب در محیطهای خشنی مانند کارخانههای شیمیایی (chemical plant)، پالایشگاههای نفت، موتورهای جت، نیروگاههای برق و تاسیسات درون آبی (offshore installations) بهکار گرفته میشود. آلیاژهای استراتژیک نیکل برای بخشهای حساس نیروگاههای هستهای و در صنایع هوا فضا برای تولید آلیاژهای مقاوم به حرارت و فشار مورد استفاده قرار میگیرند. تمام سکههای رایج در ایالات متحده به جز پنی (یک صدم دلار) از آلیاژهای حاوی نیکل تشکیل میشوند.
آبکاری فلزات: این فلز به علت تمیزی و استریلیزه شدن آسان، در تولید تجهیزات پزشکی، ظروف پخت و پز و کارد و چنگالها، همچنین جهت کاهش خوردگی و ایجاد روکشی جذاب، به عنوان پوششی برروی محصولاتی مانند وسایل حمام (bathroom fixtures) کاربرد دارد.
باتریسازی و لوازم الکتریکی: از نیکل به همراه کادمیوم در باتریهای قابل شارژ کامپیوترهای قابل حمل، باتری خودرو، باتری کشتیهای بزرگ، باتری کوچک و قلمی و باتری موشکهای کروز و بالستیک استفاده میشود. نیکل در ساخت ابزارهای برقی و اتومبیلهای هیبریدی و الکتریکی نیز کاربرد دارد.
صنعت نفت و شیمیایی: مواد نیکلدار در صنعت نفت، سرمته حفاری، لولهکشی، مخازن فراوری واحدهای پتروشیمی و ساخت سکوهای نفتی دریایی استفاده میشوند. کاتالیزورهای نیکل برای هیدروژنهکردن روغن نباتی، تصفیه روغنهای سنگین، تشدیدکنندههای رنگ سرامیک و نمکهای نیکل در آبکاری به کار برده میشوند. قطعات ریز کاتالیزور نیکل برای نفتهای هیدروژنی، در سیستمهای زدایشگر برای زدایش دیاکسید گوگرد از نیروگاههای زغالی، نفتی و گازی کاربرد دارد.
ذخایر شناخته شده نیکل در دنیا حدود ۱۳۰میلیون تن است و استرالیا با دارابودن ۱۹میلیون تن، کالدونیای جدید ۱۲میلیون تن، برزیل ۹میلیون تن، روسیه ۷میلیون و ۹۰۰هزارتن و کوبا با ۵میلیون و ۵۰۰هزار تن، مهمترین دارندگان ذخایر نیکل در دنیا به شمار میروند. بزرگترین تولیدکنندگان نیکل دنیا کشورهای جنوب شرق آسیا هستند. برمبنای اعلام سازمان زمین شناسی آمریکا در سال ۲۰۱۸ میلادی اندونزی با ۵۶۰ هزارتن، فیلیپین با ۳۴۰ هزارتن، روسیه با ۲۱۰ هزارتن مهمترین تولیدکنندگان نیکل در دنیا بودند.
در سال ۲۰۱۸ میلادی، قیمت فلزات اساسی با کاهش مواجه شد و در این میان نیکل با کاهش ۵ هزار دلاری قیمت، یکی از بدترین دورانهای دادوستد خود را در بازارهای جهانی پشت سر گذاشت. علل اصلی کاهش قیمت نیکل کاهش محسوس تقاضای چین بهدلیل جنگ تجاری بود. قیمت جهانی هر تن نیکل در ابتدای سال ۲۰۱۸ میلادی، حتی نزدیک به ۱۶هزار دلار در هر تن بود که نوید از روزهای خوبی میداد. اما از آن زمان تاکنون، قیمت این فلز با کاهش بیش از ۵ هزار دلاری قیمت مواجه شد و به ۱۱ هزار و دلار در هر تن رسید. با این حال با افزایش تقاضا و فروکش کردن التهاب بازارهای جهانی، دوباره شاهد افزایش دادوستد و قیمت نیکل خواهیم بود.
چندین معدن نیکل در استانهای اصفهان و فارس کشف و ثبت شدهاند. بزرگترین معدن نیکل کشور در سرچهان بوانات استان فارس واقع شده است که دو میلیون و ۲۰۰هزار تن لاتریک نیکلدار با عیار ۳۳/۱درصد اکسید نیکل و ۰۴/۳۲درصد اکسیدن آهن قطعی دارد.
دومین معدن نیکل کشور در شرق استان اصفهان قرار دارد که دارای ذخیرهای در حدود ۲۸۱هزار تن است. علاوه بر این، نشانههای متعددی از عنصر نیکل در بسیاری از مناطق کشور مانند انارک، ماهنشان و قمصر گزارش شده است. بنابراین لازم است تا عملیات اکتشافی در مناطق یادشده انجام شود تا پتانسیل معدنی نیکل به همراه سایر فلزات باارزش مانند کبالت، کادمیوم، بیسومت و نقره مشخص شود.
با این حال، عیار نیکل کشفشده در بعضی مناطق، پایینتر از حدی است که برای سرمایهگذار توجیه اقتصادی لازم را داشته باشد. در سالهای گذشته واحد نیمه صنعتی بازیافت نیکل و کبالت در کارخانه روی کالسیمین احداث شده است ولی هنوز به تولید صنعتی نرسیده است. با اینکه ایران اخیرا دانش فنی لازم برای استخراج فلزات مهمی مانند نیکل، کادمیوم و کبالت را کسب کرده است، اما هنوز تولید انبوه و تجاری آن به مرحله نهایی نرسیده است.
باید توجه داشت استخراج نیکل از سنگ معدن و فراوری آن به صورت محصولاتی مانند فرونیکل و یا شمش فلز، مستلزم هزینه بسیار بالایی است. لذا یا باید ذخایر معدنی قابل توجهی کشف شده باشد و یا اینکه بازار مصرف داخلی تقاضای بالایی داشته باشد.
در حال حاضر تنها دو کارخانه تولیدی فولاد آلیاژی در کشور، نیکل مورد نیاز خود را از خارج از کشور تأمین میکنند. البته نیکل در تولید چدنهای نیکل دار نیز به کار برده میشود و برخی از واحدهای ریختهگری تولیدکننده این نوع چدنها نیز نیکل مورد نیاز خود را وارد میکنند. در دو سال گذشته و بنا بر آمار سازمان گمرک جمهوری اسلامی ایران، ارزش فلز نیکل و ترکیبات نیکلدار واردشده به کشور بیش از ۸۲میلیون دلار بود. این مبلغ جدای از محصولات فولادهای آلیاژی نیکلدار مانند توربینها و دستگاهها بود.
ایران نیز باید همسو با سیاستها و تجارت جهانی، ابتدا اکتشافات فلزات باارزشی مانند نیکل، کروم، کبالت، وانادیوم، تنگستن و عناصر نادر خاکی را تکمیل کرده و سپس نسبت به استخراج آنها اقدام کند. با راهاندازی خط تولید فولادهای آلیاژی و با تکنولوژی بالا ارزش افزوده بالایی در کشور ایجاد میشود.
اگر فلزات آلیاژی باکیفیت در کشور تولید شود، قطعاً بازار خود را در سطح جهان پیدا خواهد کرد. در حال حاضر گرایش بازارهای جهانی از محصولات خام به سمت تخصصیتر شدن پیش میرود. بنابراین با وجود چنین رویکردی در میان تولیدکنندگان فولاد در جهان، ایران نیز میتواند با بهرهبرداری منابع و ذخایر فلزی که در اختیار دارد، به سمت تولید فولادهای آلیاژی و محصولات تخصصیتر حرکت کند. به طور قطع با توجه به تغییر ذائقه بازار فلزات، چنین محصولاتی به زودی جایگاه خود را در بازار جهانی خواهند یافت.