モンド過程

モンド法は、カルボニル法とも呼ばれ、ルートヴィヒ・モンドが1890年に考案したニッケルの抽出と精製の技術である^[1]。この方法は19世紀末までに商業的に使用され、^[2]特にサドベリー盆地のインターナショナル・ニッケル・カンパニーによって使用された。^[3]この方法は、ニッケル酸化物をニッケル金属に変換し、非常に高い純度をたった1つのステップで達成することができる。

概要

このプロセスでは、一酸化炭素がニッケルと容易かつ可逆的に結合してニッケルカルボニルを生成するという事実が関係しています。このプロセスで使用される穏やかな条件下では、他の元素はカルボニル化合物を形成しません。^[2]

このプロセスには 3 つのステップがあります。

1. 酸化ニッケルは200℃で合成ガスと反応して、鉄やコバルトなどの不純物とともにニッケルを生成します。

NiO(s) + H ₂ (g) → Ni(s) + H ₂ O(g)

2. 不純なニッケルは50～60℃で一酸化炭素と反応してニッケルカルボニルガスを形成し、不純物は固体として残ります。

Ni(s) + 4 CO(g) → Ni(CO) ₄ (g)

3. ニッケルカルボニルと合成ガスの混合物を220～250℃に加熱すると、ニッケルと一酸化炭素に分解されます。

Ni(CO) ₄ (g) → Ni(s) + 4 CO(g)

ステップ 2 と 3 は、(1)一酸化炭素とニッケルが容易に結合して揮発性錯体を形成し、(2) この錯体が高温でニッケルと一酸化炭素に戻るという特性を利用した化学輸送反応を示しています。分解は粉末を生成するように設計される場合もありますが、より一般的には既存の基板にニッケルをコーティングします。たとえば、ニッケルペレットは、小さな高温ペレットをカルボニルガスに落とすことで作られ、これによりペレット上にニッケルの層が堆積します。

このプロセスは、複雑な形状や鋭い角のために電気メッキで正確な結果を得るのが難しい他の金属にニッケルをメッキするのにも使用されています。結果は良好ですが、毒性があるため工業プロセスとしては実用的ではありません。現在、そのような部品は無電解ニッケルメッキでメッキされています。

参照

参考文献

^ Mond, L. ; Langer, C.; Quincke, F. (1890). 「ニッケルに対する一酸化炭素の作用」. Journal of the Chemical Society, Transactions . 57 : 749–753. doi :10.1039/CT8905700749.
^ ab 「モンド法による鉱石からのニッケルの抽出」。ネイチャー。59（ 1516）：63–64。1898年。Bibcode ：1898Natur..59...63.. doi：10.1038/059063a0。
^ カナダの鉱物生産に関する年次報告書。カナダ連邦統計局。1932年。88ページ。

さらに読む

「ニッケル: 必需品」。WebElements。
Liptrot, GF (1983).現代無機化学(第 4 版). アンウィンハイマン. p. 386.
Pauling, L. (1964). College Chemistry (第3版). Freeman. p. 658.
Rawcliffe, CT; Rawson, DH (1974).無機化学と理論化学の原理(第 2 版). Heinemann. p. 409.
「ニッケル化学」。西インド諸島大学（モナ）。
ミスラー、ゲイリー L. (2014)。無機化学（第 5 版）。ピアソン。p. 492

[mond90-1] Mond, L. ; Langer, C.; Quincke, F. (1890). 「ニッケルに対する一酸化炭素の作用」. Journal of the Chemical Society, Transactions . 57 : 749–753. doi :10.1039/CT8905700749.

[MondNa-2] 「モンド法による鉱石からのニッケルの抽出」。ネイチャー。59（ 1516）：63–64。1898年。Bibcode ：1898Natur..59...63.. doi：10.1038/059063a0。

[dbs32-3] カナダの鉱物生産に関する年次報告書。カナダ連邦統計局。1932年。88ページ。