নিকেল

নিকেল (Nickel)

নিকেল কি

নিকেল (Nickel) একটি রাসায়নিক মৌল, প্রতীক Ni, পারমাণবিক সংখ্যা ২৮। নিকেল একটি দ্যুতিময় রুপালি-সাদা, নমনীয়, ঘাতসহ শক্ত ধাতু। প্রকৃতিতে প্রাপ্ত নিকেলের পারমাণবিক ভর ৫৮.৭১।

নিকেলের পাঁচটি প্রাকৃতিক আইসোটোপ আছে। এদের ভর সংখ্যা ৫৮,৬০, ৬১, ৬২ এবং ৬৪। এ মৌলের সাতটি তেজস্ক্রিয় আইসোটোপকে শনাক্ত করা হয়েছে যাদের ভরসংখ্যা ৫৬,৫৭,৫৯,৬৩,৬৫,৬৬ ও ৬৭।

নিকেল প্রকৃতিতে প্রচুর পরিমাণে বিদ্যমান। ভূত্বকের ০.০০৮. এবং আগ্নেয়শিলার ০.০১% নিকেল দিয়ে গঠিত। কোনো কোনো উল্কাপিণ্ডে পরিমাপযোগ্য পরিমাণে নিকেল পাওয়া যায় এবং ধারণা করা হয় যে পৃথিবীর কেন্দ্রে অধিক পরিমাণে নিকেল বিদ্যমান।  নিকেলের দু’টি গুরুত্বপূর্ণ আকরিক হলো নিকেল-আয়রন সালফাইড, পেন্টল্যানডাইট ও পিরোটাইট, (Ni, Fe),sy। গারনায়েরাইট, (Ni,Mg)SiO, nH,0 আকরিকটিও বাণিজ্যিক দিক থেকে গুরুত্বপূর্ণ। সামান্য পরিমাণের নিকেল উদ্ভিদ ও প্রাণীতে পাওয়া যায়। অতি সামান্য পরিমাণের নিকেল সমুদ্রের পানি, পেট্রোলিয়াম এবং অধিকাংশ কয়লাতে বিদ্যমান।  নিকেল ধাতুটি মধ্যম সহতামাত্রাসম্পন্ন এবং মোহজ স্কেলে কাঠিন্য ৩,৮। অত্যন্ত মিহি কণার নিকেল দেখতে কালো। ২০ সেলসিয়াস তাপমাত্রায় নিকেলের ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে আটগুণ  বেশি (৮গ্রাম/ ঘন সে.)। ধাতুটি দুর্বল ফেরোম্যাগনেটিক। এর বিদ্যুৎ ও তাপ পরিবাহিতাও কম। নিকেল ১৪৫৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গলে এবং ২৮৪০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ফোটে। নিকেল কেবল মধ্যম ধরনের সক্রিয় মৌল। ধাতুটি ক্ষারীয় ক্ষয় রোধ করে; সংহত অবস্থায় পােড়ে না, কিন্তু সরু তারকে প্রজ্বলিত করা যায়। বিদ্যুৎরাসায়নিক সিরিজে নিকেলের অবস্থান হাইড্রোজেনের উপরে এবং লঘু অ্যাসিডে ধীরে ধীরে দ্রবীভূত হয়ে হাইড্রোজেন নির্গত করে। ধাতব আকারে নিকেল একটি মাঝারি শক্তিসম্পন্ন বিজারক বস্তু।  নিকেলের যৌগে নিকেল সাধারণত দ্বি-ধনাত্মক, কিন্তু +৩, +৪ জারণ অবস্থায়ও থাকতে পারে। নিকেলের সরল যৌগ বা লবণ ব্যতীত নিকেল বিভিন্ন ধরনের সন্নিবেশ যৌগ বা জটিল যৌগ তৈরি করে। যোজিত পানি বা ধাতুতে বন্ধনকৃত অন্যান্য লাইগ্যান্ড থাকার কারণে অধিকাংশ নিকেল যৌগের বর্ণ সবুজ বা নীল। সরল নিকেল যৌগের দ্বারা উৎপন্ন পানির দ্রবণে নিকেল আয়ন নিজেই একটি কমপ্লেক্স বাণিজ্যিক ভিত্তিতে অধিকাংশ নিকেলকে স্টেনলেস স্টিল ও অন্যান্য ক্ষয়রোধী সংকরে ব্যবহার করা হয়। ধাতব মুদ্রায় সিলভারের প্রতিস্থাপক হিসাবে নিকেলের ব্যবহার গুরুত্বপূর্ণ। স্টেনলেস স্টিলের তৈরি টেবিলে ব্যবহার্য ছুরি, কাঁটা-চামচ জাতীয় সামগ্রী তৈরি করতে এককভাবে এবং কপারের সঙ্গে সংকর (জার্মান সিলভার) হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ক্ষয় প্রতিরোধী হওয়ার কারণে নিকেলকে রাসায়নিক ও খাদ্য শিল্পে, ইলেকট্রনিকস ও তড়িৎলেপনে ব্যবহার করা হয়। সূক্ষ্মভাবে বিভাজিত নিকেলকে হাইড্রোজেন যোজন বিক্রিয়াতে অনুঘটক (রেনি নিকেল) হিসাবে ব্যবহার করা হয়। এ ছাড়া ডেভার্ডার সংকর (Devarda's alloy) নামক বিজারকের উপাদান হিসাবেও নিকেল থাকে।

Nickel alloys নিকেল সংকর 

নিকেল ধাতুর সঙ্গে অন্য ধাতু বা ধাতুসমূহের সংকর। মুক্ত, বৈদ্যুতিক কিংবা ইনডাকশান চুল্লিতে নিকেল সংকরকে গলানো যায়। একই পরিবেশে নিকেলের ঢালাইও সম্ভব। নিকেলের দুটো গুরুত্বপূর্ণ দ্বি-ধাতু সংকর যথাক্রমে নিকেল-২১১ ও ডিউরানিকেল। নিকেল-২১১ তে নিকেল ছাড়াও রয়েছে ৪.৭৫ শতাংশ ম্যাঙ্গানিজ এবং এটি স্পার্ক-প্লাগের ইলেকট্রোডে ব্যবহৃত হয়। ডিউরানিকেল-এ নিকেলের সঙ্গে ৪.৫ শতাংশ অ্যালুমিনিয়াম রয়েছে এবং এটি স্প্রিং ও ডায়াফ্রাম উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়।

নিকেল-সংকরের সবচেয়ে প্রাচীন রূপ হলো দুই-তৃতীয়াংশ নিকেল ও এক-তৃতীয়াংশ তামার সংকর—মোনেলমেটাল; ১৯০৫ সাল থেকে ব্যবহৃত হচ্ছে। এছাড়া এতে থাকে ৩ শতাংশ লোহা ও ম্যাঙ্গানিজ। অ্যাসিড রক্ষণের পাত্র, অ্যাসিড পাম্প, অ্যাসিডরোধী। ফিল্টার প্রভৃতি তৈরিতে মোনেলমেটাল ব্যবহৃত হয়। থালা, অলংকার তৈরিতে ব্যবহৃত জার্মান সিলভারও একটি নিকেল সংকর (নিকেল-১০%; জিংক-৩৫-৪০% ও তামা-৩০-৫০%)।

Nickel metallurgy নিকেল ধাতুবিদ্যা 

আকরিক থেকে নিকেল আহরণ ও শশাধন। নিকেলের সহতামাত্রা, দৃঢ়তা ও ক্ষয় প্রতিরোধী গুণাবলির জন্য এ ধাতুটিকে সংকরে ব্যবহারের  সুবিধার কারণে প্রাচীন কাল থেকেই সংকরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। মৌলের প্রাচুর্যের দিক থেকে যদিও নিকেলের অবস্থান ২৪তম, তবুও বাণিজ্যিক দিক থেকে গুরুত্বপূর্ণ নিকেল অবক্ষেপ তুলনামূলকভাবে কম। নিকেলের গণীয় আকরিক দুই প্রকারের, যথা—সালফাইড ও ল্যাটারাইট। সাগরের তলদেশে অনুসন্ধানের ফলে ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড গুটির বিশাল অবক্ষেপ আবিষ্কৃত হয়েছে যাতে তাৎপর্যপূর্ণ।  পরিমাণে নিকেল, কপার ও কোবাল্ট থাকে।

নিকেল কোন প্রকারের আকরিক থেকে আহরণ করা হবে  তার উপর নির্ভর করে আহরণ প্রক্রিয়া নির্বাচন করা হয়। সালফাইড  আকরিকগুলিতে ভাসন (floatation) বা চৌম্বক পৃথককরণ পদ্ধতি দ্বারা ঘনমাত্রা নিয়ন্ত্রিত হয়। ল্যাটারাইট আকরিকে নিকেলের সংযুক্তির অবস্থা সাধারণত এ প্রকারের সমৃদ্ধিকে নিবারিত করে, যে কারণে সমগ্র আকরিকে ব্যবস্থা নেয়ার প্রয়োজন হয়। সালফাইড আকরিককে প্রথমে চূর্ণিত ও গুড়া করা হয়। এর পর মূল্যবান উপাদানের সমাহার ঘটানো এবং আকরমল বা শিলার খণ্ডিতাংশ অপসারণ করার জন্য ফেনা ভাসন বা চৌম্বক পৃথককরণ প্রক্রিয়া প্রয়োগ করা হয়। এভাবে আহরিত ও ঘনীকৃত নিকেলে তাপধাতুবিদ্যাগত প্রক্রিয়া আরোপ করা হয়। বহুমুখী চুল্লি (multi hearth) বা প্রবাহিত স্তর (fluidized-bed) চুল্লিতে সমাহৃত বস্তুর প্রধান অংশ আগুনে আংশিক জারিত হয়। এর ফলে সালফারের অর্ধেক অপসারিত হয় এবং সহযোগী আয়রন জারিত হয়। গরম দগ্ধ বস্তু ও গলনিকে (flux) প্রাকৃতিক গ্যাস-কয়লা দ্বারা চালিত পরাবর্তক চুল্লিতে প্রায় ১২০০° সে. তাপমাত্রায় বিগলন করা হয়। এর ফলে চুল্লি ম্যাট (matte) উৎপন্ন হয় যা নিকেল সমৃদ্ধ থাকে। এ প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন ধাতুমলকে ফেলে দেওয়া হয়। চুল্লি ম্যাটকে পরিবর্তকে (converter) স্থানান্তর করে বাদবাকি আয়রন ও সহযোগী সালফারকে জারিত করতে আরো গলনির উপস্থিতিতে বাতাস প্রবাহিত করা হয়। এর ফলে নিকেল, কপার, কোবাল্ট, স্বল্প পরিমাণের মূল্যবান ধাতু ও প্রায় ২২৫ সালফার সংবলিত Bessemer ম্যাট উৎপন্ন হয়। গলিত Bessemer ম্যাটকে ২২.৫ ম্যাট্রিক টন ছাঁচে ঢালা হয় যেখানে এটি নিয়ন্ত্রিতভাবে ধীরে ধীরে। ঠাণ্ডা হয়। চূর্ণন ও গুড়া করার পর ধাতব বস্তু চুম্বক দ্বারা (magnetically) অপসারণ করা হয় এবং ধাতু পুনরুদ্ধার করার জন্য শোধন কমপ্লেক্সে ব্যবস্থা নেওয়া হয়।

অধিকাংশ নিকেল ল্যাটারাইটীয় আকরিক থেকে পাওয়া যায়। এ আকরিককে ফেরোনিকেল হিসাবে বাজারজাত করা হয়। নিকেল পাওয়ার জন্য প্রয়োগকৃত প্রক্রিয়াটি মূলত একটি সরল পদ্ধতি। এ পদ্ধতিতে বিজারিত অবস্থায় সাধারণত আকরিককে শুকানো ও প্রাকউত্তাপন করা হয়। উত্তপ্ত বস্তুকে পরে একটি  বৈদ্যুতিক-আর্ক চুল্লিতে আরো বিজারিত করা ও গলানো হয়।

এভাবে উৎপন্ন অশোধিত ধাতুকে শোধন করে ফেরোনিকেল তৈরি করা হয়। নিকেল সালফাইড ম্যাট পদ্ধতি দ্বারা ল্যাটারাইটীয়  আকরিক থেকে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে নিকেল উৎপাদন করা হয়। এ  প্রক্রিয়াতে আকরিকটিকে জিপসাম বা সালফার সংবলিত অন্যান্য বস্তু, যেমন—অধিক সালফার সমৃদ্ধ জ্বালানি তেলের সঙ্গে মিশানো হয়। এরপর ম্যাট তৈরি করার জন্য এসব বস্তুকে বিজারণ ও বিগলন করা হয়। গলিত চুল্লি ম্যাটকে প্রথাগত বা উপর থেকে সবেগে বাতাস প্রবাহিত করে ঘূর্ণমান পরিবর্তকে (rotary converter) অবস্থার উন্নতি করে উন্নতমানের ম্যাট তৈরি করা হয়। এ ম্যাটকে আগুনে পুড়িয়ে শোধন করা হয় এবং বিজারণ দ্বারা ধাতুযুক্ত  বস্তু তৈরি করা হয়।

Tweet

Read More..