Características del níquel

El níquel es un metal blanco plateado con alta ductilidad, tenacidad y resistencia con el símbolo químico Ni. Es el 5elemento más abundante y se encuentra ampliamente en la corteza y el núcleo de la Tierra. El níquel puro se encuentra en la corteza terrestre en pequeñas cantidades, generalmente asociado con tipos de rocas ultramáficas. Se cree que el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente por una aleación de hierro y níquel. El níquel también se encuentra en pequeñas cantidades en plantas, animales y agua de mar. Los minerales enriquecidos con níquel que normalmente se encuentran en depósitos económicos incluyen una variedad de sulfuros que se enumeran en la Tabla 1.

Nombre del mineral	Fórmula química	Gravedad específica	Ni%
Millerita	Nis	5.3-5.5 gm/cc	64 . 7
Pentlandita	(Fe, Ni)9S8	4.6-5.0 gm/cc	34.2; hasta 67.3
Pirrotita	(Fe, Ni)1-xSx	4.6 - 4.65 gm/cc	rastro
Guarnierita	(NiMg)3Si2O5(OH)4	2.5-3.0 gm/cc	38 . 9
Limonita níquelada	(Fe, Ni)O(OH)	2.7-4.3 gm/cc	64 . 0
Goethita níquel	(Fe, Ni)O(OH)	2.5-3.0 gm/cc	64 . 0
Violarita	FeNi2S4	4.0 gm / cc	38 . 9
Siegenita	(Ni,CO)3S4	4.85 gm / cc	57 . 8
Níquel	Nias	7.5 gm / cc	43 . 9
Siegenita	NiS2	4.45 gm / cc	47 . 8

Tabla 1: Minerales que contienen el elemento Níquel

Usos del níquel

El níquel se considera un "mineral crítico" debido a su alta demanda de energía eólica y solar y vehículos eléctricos (EV). Se utiliza en baterías recargables de níquel-cadmio y baterías de níquel-hidruro metálico en vehículos híbridos. Como buen conductor térmico, el níquel se utiliza en la fabricación de aleaciones para resistir la corrosión. Por ejemplo, el nicromo que se utiliza en tostadoras y hornos eléctricos es una aleación de níquel y cromo con pequeñas cantidades de silicio, manganeso y hierro. Una aleación de cobre-níquel se usa comúnmente en las plantas de desalinización, que convierte el agua de mar en agua dulce. El acero al níquel se utiliza para el blindaje. Otras aleaciones de níquel se utilizan en los ejes de las hélices de los barcos y en las palas de las turbinas. El níquel tiene una larga historia de uso en monedas. El níquel finamente dividido se utiliza como catalizador para hidrogenar aceites vegetales.

Geología del níquel

En la corteza terrestre, la abundancia de níquel promedia 80 partes por millón (ppm), sin embargo, se concentra en gran medida en el núcleo. El níquel puede sustituir a otros elementos como el hierro y el cobalto en muchos minerales. En la Tierra, el níquel se encuentra con mayor frecuencia en combinación con azufre y hierro en la pentlandita, con azufre en la millerita, con arsénico en el mineral níquel, y con arsénico y azufre en el níquel galena (Tabla 1).

Sistema Mineral	Tipo de depósito	Provincias Geológicas
Meteorización química	Níquel residual con arcillas, reemplazo y enriquecimiento supergénico	Valle y Cordillera, Piamonte
Magmática máfica	Sulfuro	Blue Ridge

Tabla 2: Prospectivos sistemas de minerales de níquel, tipos de depósitos (Hofstra y Kreiner, 2020) y provincias geológicas en Virginia

El níquel en la industria

El níquel se extrae de dos tipos principales de depósitos de mineral. La primera es la laterita, donde las principales mezclas de minerales son limonita níquelada y garnierita (una mezcla de varios silicatos de níquel hidratado y ricos en níquel). El segundo son los depósitos de sulfuro magmático, donde el principal mineral es la pentlandita. Indonesia y Australia tienen las mayores reservas estimadas de níquel (43del6% del total mundial). Estados Unidos tiene actualmente una mina de níquel nacional, la Eagle Mine, una mina subterránea ubicada en Michigan. En Virginia, las ocurrencias de níquel localizadas en el norte del condado de Floyd fueron prospectadas antes de la Guerra Civil, y de nuevo en los primeros años del siglo XX. La roca mineralizada incluye diques de gabro que contienen pirrotita y calcopirita que contienen níquel. Estos minerales de sulfuro se encuentran en vetas o se distribuyen irregularmente a través de las rocas volcánicas o magmáticas metamorfoseadas en la provincia de Blue Ridge. El níquel a menudo se asocia con otros sulfuros o elementos metálicos como el cobalto, el hierro, el cobre y el arsénico.

Condado de Floyd

Las ocurrencias de rocas enriquecidas con hierro, níquel, cobre y cobalto se encuentran en el norte del condado de Floyd (Watson, 1907). A principios 20siglo XIX se exploraron tres perspectivas con el níquel como producto principal. Algunos de estos lugares fueron explorados de manera intermitente durante décadas, aunque ninguno produjo níquel a escala comercial. En cada uno de estos prospectos, los sulfuros de hierro-níquel-cobalto y los óxidos de hierro y titanio se encuentran en cuerpos ultramáficos o ultramáficos alterados.

El prospecto Lick Fork (también conocido como Mackusick, Flat Run y John Light's Mine) fue operado en 1904, aunque se había identificado mineral relacionado con sulfuro en este lugar antes de la Guerra Civil (Ross, 1935). Aquí, los minerales de sulfuro están alojados en rocas máficas y ultramáficas que varían en composición desde piroxeno sienita hasta gabro (Craig y Higgins, 1975). Watson estimó que el gabro portador de mineral tenía alrededor1907de 18a22 pies de ancho en el pozo principal. Estas rocas intruyen rocas metamórficas de granulita-facies de grano medio en el lado norte de la zona de la Falla Fries. El prospecto de Lick Fork fue ampliado de 1904 a 1907 por la Virginia Nickel Corporation, que abrió varios pozos exploratorios y pozos que exponían zonas de sulfuro diseminadas y semimasivas. Se identificaron los minerales pirrotita, pentlandita, pirita, calcopirita, ilmenita, magnetita y violarita (un mineral de oxidación secundario de la pentlandita). Se ha informado que las muestras de violarita contienen hasta 30.7 peso por ciento de níquel (Craig y Higgins, 1975). Se realizaron estudios geoquímicos en los prospectos Lick Fork y Vest. Los análisis de muestras de suelo de ambos prospectos muestran distintas anomalías de níquel con valores que oscilan hasta 1000 ppm en el prospecto Lick Fork (Walsh-Stovall y otros, 1989).

En el prospecto Vest, ubicado a unas dos millas al noreste de Lick Fork, rocas intrusivas máficas similares han sufrido un metamorfismo que resulta en esquisto de clorita-tremolita dentro del gneis de biotita (Walsh-Stovall y otros, 1989). Las rocas intrusivas máficas originalmente albergaban un conjunto de minerales de sulfuro, ahora bien oxidados, que son similares a los encontrados en Lick Fork. El trabajo exploratorio en 1924 incluyó un pozo vertical de 15pies y un pozo de 75pies de largo (Sweet y Bell, 1980; Grosh, 1949). Se perforaron cuatro pozos exploratorios en 1936y la Oficina de Minas de los Estados Unidos en 1944 (Walsh-Stovall y otros, 1989). Las muestras revelan zonas de sulfuro escasamente diseminadas que miden hasta 5 pies de espesor y que contienen 3.2 por ciento de níquel (Grosh, 1949). Los análisis de muestras de suelo muestran hasta 425 ppm en el prospecto Vest (Walsh-Stovall y otros, 1989). No hay registros de producción de minerales ni de Lick Fork ni de Vest (Sweet y Bell, 1980; Sweet y otros, 2016).

Un tercer prospecto de níquel, llamado Sugar Run, fue explorado en 1902. Aproximadamente a tres millas al noreste del prospecto Vest, Sugar Run consistía en pequeños trabajos subterráneos, incluyendo un pozo y un pozo de 40pies (Dietrich, 1959). Este lugar no producía cantidades comerciales de mineral.