Nickel, Symbol Ni, chem. Element aus der VIII. Nebengruppe des Periodensystems, der Eisengruppe zugehöriges Schwermetall; Z 28, Massenzahlen der natürlichen Isotope 58 (68,27 %), 60 (26,10 %), 62 (3,59), 61 (1,13 %), 64 (0,91 %), Atommasse 58,70, Wertigkeit vorherrschend +II, seltener III, IV, I, 0, Härte nach Mohs 3,8, D. 8,908 g cm^-3, F. 1452 °C, Kp. 2730 °C, elektrische Leitfähigkeit 14,5 Sm/mm², Standardelektrodenpotential (Ni/Ni²⁺) -0,250 V.

Eigenschaften. N. ist ein silberweißes, glänzendes, polierbares, zähes, durch hohe Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnetes Metall, das geschweißt, geschmiedet, zu Blech gewalzt und zu Draht gezogen werden kann. Es ist unterhalb von 367 °C (Curie-Temperatur) schwach ferromagnetisch. N. tritt in zwei Modifikationen, als hexagonales α-N. und kubisches β-N., auf. Gegen Wasser und Luft ist es bei Raumtemperatur sehr beständig, man führt daher häufig zum Korrosionsschutz von Eisenteilen galvanische Vernickelungen oder Verschweißungen mit Nickelblech (Plattierung) durch. Nichtoxidierende Säuren lösen N. bei Raumtemperatur nur langsam; N. ist in verd. Salpetersäure leicht löslich, wird dagegen durch konz. Salpetersäure infolge Passivierung nicht angegriffen. Gegenüber Alkalimetallhydroxiden ist N. selbst bei 300 bis 400 °C beständig. In reinem Sauerstoff verbrennt Nickeldraht unter Funkensprühen. Ebenso reagiert es in der Hitze mit anderen Nichtmetallen, wie Halogenen, Schwefel, Phosphor, Arsen, Silicium und Bor. Mit Metallen bildet N. Legierungen (Nickellegierungen). Wasserstoff wird durch N. besonders bei höherer Temperatur unter Gitteraufweitung aufgenommen. Durch Behandlung von Nickel-Aluminium-Legierungen mit Natriumhydroxid erhaltenes sehr aktives Metall (Raney-Nickel) wird als Hydrierkatalysator verwendet.

Analytisches. N. fällt im klassischen Trennungsgang innerhalb der (NH₄)₂S-Gruppe als grauschwarzes Nickel(II)-sulfid NiS aus, dieses wird infolge Oxidation über Ni(OH)S zu Ni₂S₃ in kalter verd. Salzsäure unlöslich. Der spezifische Nachweis erfolgt mit alkoholischer Dimethylglyoximlösung (Tschugaeffs Reagens) unter Bildung des scharlachroten, auch zur gravimetrischen Nickelbestimmung geeigneten Nickeldimethylglyoximkomplexes. Zur quantitativen Bestimmung wird ferner die Komplexometrie eingesetzt.

Vorkommen. N. ist am Aufbau der Erdkruste mit 1,5·10^-2 % beteiligt. Elementares N. findet sich mit Eisen legiert in Meteoriten; man nimmt an, daß die Erde einen Eisen-Nickel-Kern aufweist. Für die Nickelgewinnung sind vor allem nickelhaltige Magnetkiese, die N. als Pentlandit (Eisennickelkies) (Fe, Ni)₉S₈ enthalten, sowie silicatische bzw. oxidische Erze, die N. als Garnierit (Numeait) (Mg,Ni)₃Si₂O₅(OH)₄ enthalten, von Bedeutung. Weitere wichtige Nickelerze sind Mitterit (Gelbnickelkies, Haarkies) NiS, Nickelin (Rotnickelkies) NiAs, Chloanthit (Weißnickelkies) NiAs_2-3, Gersdorffit (Arsennickelkies) NiAsS und Breithauptit (Antimonnickel) NiSb. Als Spurenelement ist N. in Böden mit etwa 40 ppm, in Pflanzen mit etwa 0,5 ppm enthalten.

Gewinnung. Die Verfahren sind kompliziert, da die Nickelgehalte in den schwer aufbereitbaren Erzen niedrig sind und verwandte Elemente (Eisen, Kupfer, Cobalt) die chem.-metallurgische Konzentrierung und Raffination erschweren. Etwa 70 % der Erze sind sulfidischer Natur (1 bis 5 % Ni, 1,5 bis 4,5 % Cu), die meist physikalisch zu Konzentraten mit 5 bis 15 % Ni aufbereitet werden. Die oxidischen Erze mit 1 bis 2 % Ni enthalten kein Cu (10 % Fe) und lassen sich nur chemisch aufbereiten.

Folgende chem.- metallurgische Konzentrierungsverfahren werden angewandt: die Nickelkonzentrierung in einer Sulfidschmelze (Ni-Cu-Fe-Stein), die Nickelauslaugung mit Schwefelsäure oder Ammoniaklösung, die Nickelkonzentrierung in Ferronickel, die Nickelkonzentrierung in einer Arsenidschmelze (Speise). Die Zwischenprodukte der Nickelgewinnung (Nickelstein, Nickellauge, Nickelspeise) werden zu Reinnickel verarbeitet; Ferronickel wird direkt der Stahlherstellung zugeführt.

Aus den sulfidischen Nickelkonzentraten wird nach partiellem Abrösten ein Rohstein erschmolzen, aus dem durch Verblasen und Abtrennung eines Kupfersteins (≈ 30 % Cu) ein Nickelfeinstein entsteht (40 bis 70 % Ni, ≈ 10 % Cu, 1 % Fe, 20 % S), der einerseits mittels Elektrolyse (Nickelsteinanoden), andererseits durch Rösten, reduzierendes Schmelzen (Rohnickel mit 15 % Cu) und Raffinationselektrolyse (Röstreduktionsverfahren) in Elektrolytnickel umgewandelt wird. Weiterhin kann durch Verblasen des Nickelfeinsteins eine Ni-Cu-Fe-Legierung erhalten werden, die unter einem Druck von 20 MPa bei 200 bis 250 °C carbonyliert wird (Druckcarbonylverfahren). Das Fe-Ni-Carbonyl wird destillativ getrennt und das Nickeltetracarbonyl thermisch zu Nickelpulver und Kohlenmonoxid zersetzt.

Die oxidischen Erze lassen sich in Drehrohröfen reduzieren. Aus dem Sinterprodukt werden durch Magnetscheiden Ni-Fe-Luppen mit 6 bis 8 % Ni erhalten, die nach Verblasen ein Ferronickel mit 40 bis 60 % Ni ergeben (Krupp-Renn-Verfahren). Die Drucklaugung der Erze mit Schwefelsäure führt zu einer NiSO₄-Lösung, aus der NiS gefällt und unter Druck in Schwefelsäure gelöst wird. Durch Elektrolyse entsteht reines Elektrolytnickel. Für die Ammoniaklaugung müssen die feinzerkleinerten oxidischen Erze reduziert werden. Aus dem Laugungsprozeß mit Ammoniak- bzw. Ammoniumcarbonatlösung wird eine [Ni(NH₃)₆]²⁺-Lösung gewonnen, aus der durch thermische Zersetzung Nickelcarbonat entsteht, das zum Nickel(II)-oxid calciniert wird und sich über Löse- und Elektrolyseprozesse bzw. Reduktion zum Reinnickel weiterverarbeiten läßt.

Verwendung. Die Hauptmenge des N. wird zur Erzeugung zäher und fester Edelstähle und eisenfreier Nickellegierungen verwendet. N. dient als Korrosionsschutzschicht bei der Vergütung unedler Metalle (Vernickeln) und als Zwischenschicht bei der Direktemaillierung (Email). Aus reinem N. werden Laborgeräte gefertigt, und es ist Legierungskomponente in Temperaturmeßfühlern. N. ist auf oxidischem Trägermaterial (SiO₂·Al₂O₃) eine für zahlreiche Prozesse der organisch-technischen Chemie wichtige Komponente in Hydrierkatalysatoren. In Hartmetallen fungiert N. als duktiles Bindemittel.