Νικέλιο: δώρο των ουρανών

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο νικέλιο. Κάθε Κυριακή «Το Βήµα» µάς ταξιδεύει και σε µια άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.

Βίος και πολιτεία

Ενα μεγάλο μέρος από το νικέλιο που εξορύσσεται εδώ στη Γη μας έχει έλθει από το Διάστημα, όταν πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια έτη ο πλανήτης μας δέχθηκε κάποιες… ογκώδεις επισκέψεις που έπεφταν όπου τύχει.

Ενας από αυτούς τους μετεωρίτες λίθους έπεσε στην περιοχή Sudbury στο Οντάριο του Καναδά. Και μέσα σ’ αυτόν τον ογκόλιθο εκτιμούν ότι υπήρχαν περίπου 200 εκατ. τόνοι νικελίου. Το 1856 οι εργάτες που κατασκεύαζαν τη σιδηροδρομική γραμμή Pacific Railway, συνδέοντας την Ανατολική με τη Δυτική Ακτή, δηλαδή Ατλαντικό με Ειρηνικό ωκεανό, έπεσαν σε αυτή τη γεωλογική παραδοξότητα και τότε νόμισαν ότι είχαν εξασφαλίσει ένα τεράστιο κοίτασμα χαλκού. Γιατί επί αιώνες οι άνθρωποι αγνοούσαν την ύπαρξη νικελίου και το μυαλό τους έτρεχε πιο πολύ στο κόκκινο μέταλλο που γνώριζαν από την αρχαιότητα. Βέβαια ήδη το 1905 ήξεραν πια για το νικέλιο και πρέπει να ετοιμάστηκε μία από τις μεγαλύτερες επιχειρήσεις χρησιμοποίησης εκρηκτικών για την εξόρυξη μεταλλεύματος. Δεκαεπτά χιλιάδες οπές ανοίχθηκαν στον βράχο μέσα σε διάστημα ενός χρόνου και «φορτώθηκαν» με δυναμίτη ως επάνω. Η έκρηξη που προκλήθηκε ήταν βέβαια κάτι το μοναδικό και δημιούργησε κοντά στα 4 εκατ. τόνους θρυμματισμένου βράχου που περιείχε και νικέλιο.

Νικέλιο χρησιμοποιήθηκε και για τη δημιουργία χρωματιστού γυαλιού

Οπως αναφέρθηκε πριν, οι άνθρωποι έψαχναν παλαιότερα για χαλκό και έπεφταν σε νικέλιο. Στη Γερμανία οι μεταλλωρύχοι γνώριζαν λίγα πράγματα για ένα μετάλλευμα που είχε καφέ-κόκκινο χρώμα και στη δική τους πραγματικότητα δεν έχαιρε μεγάλης εκτίμησης διότι, πέρα από το να δίνει το χαρακτηριστικό καφετί χρώμα στο γυαλί των μπουκαλιών, δεν χρησίμευε σε κάτι περισσότερο. Ετσι του κόλλησαν και την αποθαρρυντική ονομασία Kupfernickel, όπου Cupfer σημαίνει χαλκός και το υπόλοιπο κάτι σαν Διάβολος. Διότι τους δυσκόλευε αφάνταστα να πάρουν από αυτό λίγο χαλκό. Ωσπου το 1751 ο Alex Fredrik Cronstedt στη Στοκχόλμη εξετάζοντας μια ορυκτή ένωση του νικελίου με το αρσενικό, τον νικελίνη, προσπαθώντας κι αυτός να βγάλει από αυτό χαλκό, τελικά έβγαλε κάτι άλλο που το ονόμασε το 1754 νικέλιο. Οχι όμως ότι έπεισε με αυτόν τον τρόπο τους συναδέλφους του εύκολα.

Για χρόνια επέμεναν ότι στο ορυκτό αυτό θα έβρισκες κοβάλτιο, αρσενικό, σίδηρο, χαλκό αλλά όχι νικέλιο.

Αριθμοί κυκλοφορίας

Ατομικός αριθμός: 28

Ατομικό βάρος: 58.6934

Σημείο τήξης: 1.453^οC

Σημείο ζέσης: 2.913^οC

Αριθμός ισοτόπων: 32

Πολλά με λίγα. Μόλις 5 εκατομμυριοστά του γραμμαρίου χρειαζόμαστε κάθε ημέρα που σχετίζονται με την ανάπτυξή μας αλλά μας έρχονται ακόμη και 150 εκατομμυριοστά του γραμμαρίου. Τα πολλά παραπάνω γίνονται πρόβλημα για τον οργανισμό. Ιδιαίτερα για όσους είναι αναγκασμένοι να εργάζονται σε ορυχεία νικελίου ή πρέπει να έρχονται με άλλον τρόπο σε επαφή με το μέταλλο αυτό. Η συνεχής επαφή με το μέταλλο αυτό προκαλεί δερματίτιδα, η εισπνοή σκόνης νικελίου είναι αιτία καρκίνου στις αναπνευστικές οδούς και στους πνεύμονες και ατμοί καρβονυλικού νικελίου προκαλούν ακόμη και τον θάνατο.

Το νικέλιο έχει μια ευχέρεια να αντικαθιστά τον ψευδάργυρο και το μαγνήσιο στο μόριο της DNA πολυμεράσης, του ενζύμου που πολλαπλασιάζει τα μόρια του γενετικού υλικού μας. Αυτό μεταβάλλει τη συμπεριφορά του ενζύμου που λειτουργώντας πλημμελώς παράγει ελαττωματικά μόρια DNA, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία όγκων.

Το νικέλιο δεν το γνώριζαν στην αρχαιότητα, αν και, όπως φαίνεται, υπήρχαν και τότε περιπτώσεις εμφάνισης μετεωριτών, αφού ο Αναξαγόρας κάνει λόγο για «λίθους εκ του Ηλίου πεσόντες» και ο Αριστοτέλης για λίθο εξ ουρανού το 467 π.Χ. Το στοιχείο αυτό στη σημερινή εποχή είναι γνωστό κυρίως για την ικανότητά του να σχηματίζει κράματα με πολλά μέταλλα. Είναι το δεύτερο, μετά το μαγγάνιο, σε χρήση, με 1 εκατ. τόνους ετήσια παραγωγή, πιο πολύ για να μας δώσει ειδικούς χάλυβες, ανθεκτικούς σε υψηλές θερμοκρασίες και τη διάβρωση. Ειδικά η πολεμική βιομηχανία χρησιμοποίησε στο παρελθόν κράματα νικελίου για την κατασκευή όπλων και πλακών θωράκισης. Τα ορυκτά του νικελίου που έχουν σήμερα οικονομικό ενδιαφέρον είναι ο πετλανδίτης (με σίδηρο και θείο), ο νικελίνης (με αρσενικό) και ο γαρνιερίτης (με μαγγάνιο, πυρίτιο και οξυγόνο). Σήμερα υπάρχουν ορυχεία νικελίου σε περισσότερες από 20 χώρες και ανάμεσα σε αυτές είναι και η Ελλάδα. Η Εύβοια, η Βοιωτία και η Καστοριά είναι οι περιοχές με τις μεγαλύτερες ποσότητες νικελιούχου μεταλλεύματος, που υπολογίζεται κοντά σε 240 εκατ. τόνους.

Οπως αναφέρει ο Μ. Νικολάου στο βιβλίο «Ορυκτά πετρώματα και πολιτισμός»: «Στην Ελλάδα, στη Λάρυμνα της Λοκρίδας, αξιοποιείται ένα πτωχό σε νικέλιο, μόλις 1,12%, λατεριτικό μετάλλευμα». Οπως αναφέρεται στην ιστοσελίδα της Λάρκο, που είναι η εταιρεία εκμετάλλευσης του σιδηρονικελίου στην Ελλάδα:

«Τα λατεριτικά σιδηρονικελιούχα κοιτάσματα διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο δημιουργίας τους:

–Ο πρώτος τύπος είναι οι μάλλον σπάνιοι στην Ελλάδα αυτόχθονοι λατερίτες, κοιτάσματα που σχηματίστηκαν από τη χημική αποσάθρωση υπερβασικών πετρωμάτων (οφιολίθων), κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες περιβάλλοντος. Κοιτάσματα τέτοιου τύπου είναι αυτά που απαντούν στην περιοχή της Καστοριάς.

–Ο δεύτερoς τύπος είναι οι ιζηματογενείς (μεταφερμένoι) λατερίτες. Είναι λατερίτες που έχουν διαβρωθεί και το υλικό τους μεταφέρθηκε με τη βοήθεια της βαρύτητας ή του νερού και αποτέθηκε εκ νέου σε άλλη περιοχή. Οι λατερίτες αυτού του τύπου είναι πιο ομοιόμορφοι και επομένως εξορύσσονται πιο εύκολα. Ωστόσο έχουν μικρότερη περιεκτικότητα σε νικέλιο. Αυτού του τύπου είναι τα κοιτάσματα του Αγίου Ιωάννη και της Εύβοιας.

Η υπόγεια εκμετάλλευση είναι περιορισμένης κλίμακας (2%) και γίνεται με τη μέθοδο της κατακρήμνισης της οροφής. Η προσπέλαση στο κοίτασμα γίνεται με οριζόντιες ασβεστολιθικές στοές και ελικοειδείς ράμπες. Οι κύριες φάσεις είναι η διάτρηση, η γόμωση των διατρημάτων με εκρηκτικά και η πυροδότησή τους».

Περίπου η μισή παγκόσμια παραγωγή πηγαίνει σε ανάμειξη με χάλυβα. Εχουμε, δηλαδή, σίδηρο με 18% χρώμιο και 8% νικέλιο και με αυτό το κράμα «χτίζονται» ουρανοξύστες όπως αυτός της Chrysler στη Νέα Υόρκη.

Συσσωρευτές με έναν συνδυασμό νικελίου -υδριδίου του μετάλλου βρίσκονται τώρα στα υβριδικά αυτοκίνητα (που κινούνται με ενέργεια από την καύση βενζίνης και ηλεκτρική ενέργεια).

Ετσι φαίνεται. Το όχημα Opportunity που είχε διατρέξει περιοχές του πλανήτη Αρη το 2005 εντόπισε έναν μετεωρίτη από σίδηρο και νικέλιο. Και αυτό θεωρήθηκε μεγάλη ανακάλυψη.

HD-Rosetta: σε έναν δίσκο από νικέλιο διαμέτρου 5 εκ. χωρούν 196.000 σελίδες. Για ορισμένους χώρος αρκετός για να δείξει στους επόμενους τον πολιτισμό μας

Είναι ένας δίσκος από νικέλιο με διάμετρο όχι μεγαλύτερη από 5 εκατοστά όπου μπορούν να αποθηκευτούν μικρογραφημένες, με τη βοήθεια μιας ακτίνας ιόντων γαλλίου, τουλάχιστον 196.000 σελίδες (22Χ23) για περισσότερο, όπως υπολογίζεται, από χίλια χρόνια. Με δυο λόγια, άτομα γαλλίου εκτοπίζουν άτομα νικελίου από την επιφάνεια του δίσκου και με τη βοήθεια ειδικού λογισμικού αποθηκεύονται σε ψηφιακή μορφή. Το 1999 σε έναν τέτοιο δίσκο αποθήκευσαν οι «New York Times», δημιουργώντας μια «κάψουλα χρόνου», στοιχεία χρήσιμα για τις επόμενες γενιές ανθρώπων που θα κάνουν κάποτε ανασκαφές προσπαθώντας να καταλάβουν το πώς ζούσαμε.

Από το 1866 η αμερικανική κυβέρνηση στο νόμισμα των 5 σεντς χρησιμοποιεί κράμα με 75% χαλκό και 25% νικέλιο

Από το 1866 η αμερικανική κυβέρνηση στο νόμισμα των 5 σεντς έβαζε 75% χαλκό και 25% νικέλιο. Οταν έγιναν πιο σπάνια και ακριβά ο χρυσός και ο άργυρος στη διάρκεια του πολέμου Νοτίων και Βορείων, η κυβέρνηση κατέφυγε σε κάτι πιο φθηνό και το νικέλιο από τότε έγινε συστατικό του αμερικανικού μικρής αξίας νομίσματος. Αν και αυτή η σελίδα δεν το συνηθίζει, συνιστά στους αναγνώστες της για μια φορά ένα τραγούδι της Melani Safka, το «The nickel song».