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鎳在最新版元素周期表中的位置

中國(guó)近現(xiàn)代史上，由于近代化工業(yè)的興起，很多曾經(jīng)輝煌的中心城市甚至古都，都讓位于“火車?yán)瓉?lái)的城市”。但在中國(guó)西部的河西走廊，傳承了兩千年的“河西四郡”不但沒(méi)有湮滅在歷史的長(zhǎng)河中，甚至擴(kuò)增為現(xiàn)在的“河西五地市”。新增加的甘肅省金昌市，因?yàn)榻饘僭亍?span id="mcogwgscs2o" class="text-remarks" label="備注">（符號(hào)Ni）的礦藏開(kāi)發(fā)而設(shè)立，被稱為中國(guó)的“鎳都”，并進(jìn)入地理課本。幾十年里，金川鎳礦對(duì)共和國(guó)工業(yè)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

1992年8月，中共中央總書(shū)記江澤民視察金川，題寫(xiě)“騰飛的鎳都”

整個(gè)五十年代，中國(guó)是完完全全的缺鎳國(guó)家。為何乾隆皇帝曾自豪地以“天朝上國(guó)，無(wú)所不有”來(lái)夸贊的中國(guó)，卻獨(dú)獨(dú)缺少鎳？鎳和工業(yè)生產(chǎn)、人民的生活又有什么密切地聯(lián)系呢？

缺鎳的那些年：流產(chǎn)的貨幣計(jì)劃

說(shuō)起中國(guó)的礦產(chǎn)特征，一般來(lái)說(shuō)就是單缺四樣：“金銀銅鐵”。在中國(guó)960萬(wàn)平方公里的陸地面積上，這四樣的礦也不是沒(méi)有，但是礦石的品位和儲(chǔ)量嘛，這么傷心的話題我們還是回過(guò)頭來(lái)說(shuō)鎳好了。在1949年新中國(guó)成立的時(shí)候，以及整個(gè)五十年代，中國(guó)是完完全全的缺鎳的國(guó)家，缺到什么程度呢？這還得從清朝說(shuō)起。

19世紀(jì)末，風(fēng)雨飄搖中的大清朝為了續(xù)命，在大筆大筆賠銀子的財(cái)政壓力下醞釀了針對(duì)銀本位的貨幣改革計(jì)劃，其中就有使用鎳幣進(jìn)入流通領(lǐng)域替代銀、銅幣的想法，還從英國(guó)伯明翰造幣廠訂購(gòu)了少量鎳幣樣幣給慈禧和光緒“御覽”。

清朝鎳幣樣幣

但是，在國(guó)外已進(jìn)入流通領(lǐng)域的鎳幣在大清朝廷卻遇到了前所未有的阻力，除掉那些利益集團(tuán)和黨爭(zhēng)的因素外，一個(gè)非常重要且無(wú)法反駁的理由就是：中國(guó)沒(méi)有鎳礦。一切鎳幣原材料及其加工設(shè)備都需要從外國(guó)進(jìn)口，無(wú)論是成本還是國(guó)家安全都沒(méi)有辦法進(jìn)行保證。因此，清廷引入鎳幣進(jìn)行貨幣改革的計(jì)劃就流產(chǎn)了，流散出去的樣幣現(xiàn)在成了收藏界的珍品，偶見(jiàn)于拍賣會(huì)場(chǎng)。

白銀、鎳白銅傻傻分不清

民國(guó)是個(gè)神奇的時(shí)期，清朝沒(méi)搞出的流通鎳幣，卻時(shí)而出現(xiàn)在軍閥們的手里，作為地方發(fā)行貨幣進(jìn)行流通。比如，運(yùn)輸海外物資交通較為方便的兩廣地區(qū)，就曾發(fā)行鎳幣作為貨幣流通。與此同時(shí)還有一個(gè)不可不提的傳統(tǒng)鎳產(chǎn)地——云南。

民國(guó)廣西鎳幣

云南其實(shí)是存在一些含鎳銅礦的。歷史上，云南昭通等地出產(chǎn)的含鎳白銅，經(jīng)常被當(dāng)作白銀，或稱為“朱提銀”。有的時(shí)候因?yàn)殒嚢足~看起來(lái)成色不錯(cuò)，又不容易像真正的白銀那樣氧化變黑，其銀價(jià)還略高于普通白銀。現(xiàn)在西南少數(shù)民族風(fēng)情旅游點(diǎn)附近的紀(jì)念品商店所銷售的各種冠以“苗銀”、“老銀”等稱呼的非925銀制做的各種“銀”首飾紀(jì)念品，基本為鎳白銅制品，戴在身上非常容易因?yàn)殒嚨拇碳ひ疬^(guò)敏，造成皮膚紅腫破損等問(wèn)題，筆者建議不要買(mǎi)，買(mǎi)了不要戴……習(xí)慣性跑題了，說(shuō)回鎳幣。

旅游點(diǎn)的苗銀首飾小攤

正因?yàn)橛羞@個(gè)傳統(tǒng)和資源支持，云南本地軍閥政府在發(fā)行銅幣作為輔幣的時(shí)候，在傳統(tǒng)的紅銅黃銅之外，自然也會(huì)選擇白銅。這些銅幣有的時(shí)候稱為白銅，有的時(shí)候干脆稱為鎳幣。鎳，這時(shí)候還是為了降低銅幣里的銅含量，使銅幣不足值而存在的，說(shuō)白了還是當(dāng)?shù)剀婇y為了通脹斂財(cái)。在當(dāng)時(shí)，鎳寶貴的工業(yè)價(jià)值還不太為國(guó)人所認(rèn)知。

民國(guó)云南鎳幣

這里說(shuō)到了云南產(chǎn)鎳，但為什么大清朝廷說(shuō)“中國(guó)尚無(wú)鎳礦”？原因很簡(jiǎn)單，中國(guó)的鎳礦包括云南的鎳礦基本以是銅鎳復(fù)合礦（也稱硫化礦）為主，包括金川鎳礦的發(fā)現(xiàn)，都是在野外找到的銅礦石中意外收獲的。早期這些礦的開(kāi)采都是當(dāng)銅礦甚至銀礦開(kāi)采的，而且當(dāng)時(shí)云南所開(kāi)采的鎳礦普遍不大，產(chǎn)量較低，影響較小。這類硫化礦也不是世界上主流鎳礦的類型，世界上無(wú)論是儲(chǔ)量還是產(chǎn)量，都是以氧化礦（也就是紅土礦）為主，而氧化礦在我國(guó)偏偏非常少；世界上硫化礦的儲(chǔ)量，相當(dāng)部分在中國(guó)，而中國(guó)的鎳礦儲(chǔ)量的一半以上在金川——這是現(xiàn)在。在60年代初期金川鎳礦投產(chǎn)后的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里，它幾乎是中國(guó)鎳儲(chǔ)量和年產(chǎn)量的全部。一個(gè)巨大的可露天開(kāi)采的鎳礦在中國(guó)工業(yè)化建設(shè)的初期被發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)是衰敗百年的國(guó)運(yùn)又通達(dá)的表現(xiàn)之一。

改革開(kāi)放以后，鎳白銅也曾作為硬輔幣材料出現(xiàn)在人民幣的輔幣中，也就是知名的80版長(zhǎng)城幣，但是由于鎳資源的短缺，這版硬幣很快就退居收藏市場(chǎng)。但鎳白銅有時(shí)還用于流通紀(jì)念幣的制造。

轉(zhuǎn)折：第一塊含鎳礦石標(biāo)本被發(fā)現(xiàn)

1949年建國(guó)的時(shí)候，中國(guó)手里的鎳真的不多，有人稱為“黃金可求，鎳難求”。與花費(fèi)了代價(jià)還能從國(guó)外（明燈國(guó)阿爾巴尼亞）獲取的鉻礦不同，當(dāng)年的鎳緊缺到令人發(fā)指的程度：是唯一憑特別票證供應(yīng)的金屬產(chǎn)品；半噸以上的使用項(xiàng)目需要總理審批的地步。周總理的日常事務(wù)無(wú)比繁重，而鎳的大量使用需要周總理進(jìn)行把關(guān)，可以想見(jiàn)鎳礦供應(yīng)的緊缺程度。這也是后來(lái)這個(gè)礦被命名為“金川鎳礦”和永昌縣之上依托金川公司新設(shè)置出的“金昌市”名稱里都帶“金”字的原因，因?yàn)檫@里產(chǎn)出了新中國(guó)建設(shè)最急需最緊缺的金屬礦產(chǎn)，比金子更珍貴。

50年代末期在現(xiàn)在的金川礦區(qū)找到的第一塊含鎳礦石標(biāo)本，被認(rèn)為是緊缺的銅礦礦石——孔雀石而被礦產(chǎn)調(diào)查隊(duì)員注意到并采集。后來(lái)的分析測(cè)試報(bào)告里，它的品位被這樣描述：鎳的含量高達(dá)0.90%，礦石中銅、鎳均達(dá)到品位。金川鎳礦在60年代初國(guó)民經(jīng)濟(jì)非常緊張的時(shí)候僅花了短短的幾年時(shí)間就完成了礦區(qū)的勘探與開(kāi)采、鎳礦冶煉所需的工業(yè)體系的建設(shè)，并在一片荒原上從礦產(chǎn)開(kāi)采起步形成了一個(gè)新興的工業(yè)城市，也就是現(xiàn)在的甘肅省金昌市。

金川鎳礦的成功開(kāi)采和冶煉，使當(dāng)年中國(guó)緊缺到極點(diǎn)的鎳供應(yīng)得到了大大的緩解。可以說(shuō)，156項(xiàng)目（編者注：蘇聯(lián)對(duì)新中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的156個(gè)援助項(xiàng)目）之后的幾十年，金川鎳礦成了不可替代的中國(guó)重工業(yè)的基礎(chǔ)支柱之一，意義等同于大慶油田的發(fā)現(xiàn)與建設(shè)。

金川鎳礦所受到的重視和特殊的待遇無(wú)不說(shuō)明，這一塊礦石的發(fā)現(xiàn)對(duì)于中國(guó)工業(yè)來(lái)說(shuō)非常非常重要。理由只需要用三個(gè)字就可以描述：不銹鋼。

依托在鎳之上的軍工王國(guó)

鎳金屬在合金、電池、電鍍等領(lǐng)域的應(yīng)用使得它成為現(xiàn)代機(jī)械、電子工業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。它也一度大量用于鎳鎘電池。但作為不銹鋼的關(guān)鍵合金成分之一，鎳元素不管是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的首要消耗就是用于生產(chǎn)不銹鋼?，F(xiàn)在世界上的主要鎳消耗國(guó)同時(shí)也是不銹鋼生產(chǎn)國(guó)，不銹鋼的重要性無(wú)需多言。SUS-304牌號(hào)的不銹鋼經(jīng)常被冠以“食品級(jí)不銹鋼”的名號(hào)，為一切民用領(lǐng)域的不銹鋼產(chǎn)品做廣告形象宣傳：打開(kāi)淘寶網(wǎng)，輸入“不銹鋼”三字，即可搜出種類繁多的日用品，能夠涵蓋生活日用的各個(gè)方面。

而鎳元素的添加對(duì)合金性能的促進(jìn)作用更是航空航天高端應(yīng)用中不可或缺的。以軍事航空工業(yè)為例，冷戰(zhàn)期間，美國(guó)單價(jià)堪比航空母艦的三倍音速戰(zhàn)略轟炸機(jī)XB-70瓦爾基里（即北歐神話中的女武神），與前蘇聯(lián)的三倍音速截?fù)魴C(jī)米格25，這一對(duì)原本計(jì)劃針?shù)h相對(duì)的對(duì)手，都不約而同地使用鎳基鐵合金材料（不是普通的不銹鋼，而是特殊的鎳基合金，里面鎳含量相當(dāng)高）來(lái)焊接 “不銹鋼怪物”。

盡管西方出于冷戰(zhàn)宣傳的目的對(duì)米格25使用的不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了污名化的輿論戰(zhàn)，但是，美國(guó)的XB-70瓦爾基里是一個(gè)更大、更重以及更貴的不銹鋼怪物，XB-70項(xiàng)目因成本問(wèn)題下馬后至少一架以上的原型機(jī)還長(zhǎng)期在NASA充當(dāng)實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行各種飛行試驗(yàn)。

美國(guó)的不銹鋼怪物XB-70瓦爾基里轟炸機(jī)，單價(jià)相當(dāng)于一艘海軍的航空母艦，因?yàn)閷?shí)在太貴被下馬，剩余預(yù)算被挪去發(fā)射阿波羅飛船登月了。

沖出日本函館機(jī)場(chǎng)跑道的米格25飛機(jī)。別連科上尉的叛逃才使西方摸到了這個(gè)來(lái)自蘇聯(lián)的不銹鋼怪物。米格25一輩子也沒(méi)有真正在空中截?fù)暨^(guò)預(yù)想的對(duì)手XB-70，但是它將XB-70截?fù)粲诔鰪S之前。

而米格25不僅在蘇聯(lián)被大量裝備為截?fù)魴C(jī)、偵察機(jī)甚至轟炸機(jī)，還被出口到伊拉克、印度等多個(gè)國(guó)家。伊拉克的米格25還在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中拿下了伊軍空軍僅有的空戰(zhàn)戰(zhàn)果——一架從“薩拉托加”號(hào)航母上起飛的F/A-18C“大黃蜂”攻擊機(jī)。

為什么鎳基鐵合金能在各國(guó)航空軍備競(jìng)賽中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷？

在“熱障“以上的高速飛行中，機(jī)體結(jié)構(gòu)與空氣摩擦產(chǎn)生高熱環(huán)境，這種環(huán)境下還要保持機(jī)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，可以使用的材料就不多了。常見(jiàn)的航空鋁合金、復(fù)合材料都不行，從材料性能上說(shuō)也就只有鈦合金和航空不銹鋼（鎳基合金）可以勝任。

從結(jié)構(gòu)構(gòu)造上說(shuō)，“不銹鋼怪物”由于鎳基合金可以通過(guò)特種焊接進(jìn)行加工，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常有保障，維護(hù)也容易，綜合來(lái)說(shuō)便宜而又有保障，滿足了極端性能要求的同時(shí)還體現(xiàn)了很好的維護(hù)性和成本優(yōu)勢(shì)。而先進(jìn)的輕巧而耐熱耐腐蝕的鈦合金昂貴不說(shuō)，加工困難，不易焊接而不得不使用鉚接的結(jié)果導(dǎo)致機(jī)體在受熱過(guò)程中膨脹收縮不均勻，這就是YF-12A（即SR71的前身）不僅貴得離譜，在地面上還是個(gè)渾身漏油的篩子，起飛后就要緊急空中加油補(bǔ)油，運(yùn)行成本異常高昂的根源。鎳基合金材料在要求最苛刻的環(huán)境里，反而由于它的“無(wú)短板”的特點(diǎn)，形成了獨(dú)特而不可替代的優(yōu)勢(shì)。

如今，無(wú)論是那個(gè)經(jīng)幾十年開(kāi)采露天礦后留在地面上的長(zhǎng)1300米，寬700米，深310米的中國(guó)第一的巨大礦坑，地下千米以下處存在的上千公里的采掘巷道，還是新建的“鎳都”金昌市，以及淘寶上的無(wú)數(shù)種不銹鋼制品，都無(wú)比深刻的體現(xiàn)出了鎳在新中國(guó)工業(yè)建設(shè)中的重要意義：我國(guó)是目前世界上最大的鎳鐵生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。

但是，由于國(guó)內(nèi)鎳礦資源開(kāi)發(fā)存在的礦產(chǎn)儲(chǔ)量有限，開(kāi)采難度高，成本高，冶煉難度大以及環(huán)保壓力等種種問(wèn)題，使得我國(guó)鎳資源的供應(yīng)依然較依賴于初級(jí)鎳產(chǎn)品的進(jìn)口。但是國(guó)產(chǎn)鎳礦的存在和金川鎳礦開(kāi)發(fā)形成的鎳金屬冶煉能力，是我國(guó)鎳礦石、鎳初級(jí)產(chǎn)品進(jìn)口的安全保障和議價(jià)籌碼。晚清朝廷里的太后皇帝和王公大臣們都能形成共識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，依然是我們現(xiàn)在中國(guó)所需要注意和極力避免的。

鎳元素的小百科

鎳	鎳元素 即 鎳（Ni）
元 素 名 稱	鎳	元素符號(hào)	Ni	原子 序數(shù)	28	相對(duì)原子質(zhì)量 (12C=12.0000)	58.6934
		英文名稱	Nickel
原 子 結(jié) 構(gòu)	原子半徑/?: 1.62				原子體積/cm3/mol: 6.59
	電子構(gòu)型: 1s2 2s2p6 3s2p6d8 4s2				離子半徑/?: 0.69
	共價(jià)半徑/?: 1.15				氧化態(tài): 2,3
發(fā)現(xiàn)	1751年, 由 A.F. Cronstedt (瑞典,Stockholm) 發(fā)現(xiàn)。
來(lái)源	主要以鎳黃鐵礦｛pentlandite [(Ni,Fe)9S8]｝存在于自然界。
用途	具有優(yōu)良的抗腐蝕性，用于電鍍，鎳鎘電池，也用作催化劑。
物 理 性 質(zhì)	狀態(tài): 白色過(guò)渡金屬。		熔點(diǎn)(℃): 1453			沸點(diǎn)(℃): 2732
	密度(g/cc，300K): 8.9		比熱/J/gK: 0.44			蒸發(fā)熱/KJ/mol: 370.4
	熔化熱/KJ/mol: 17.47		導(dǎo)電率/106/cm: 0.143			導(dǎo)熱系數(shù)/W/cmK: 0.907
	自燃點(diǎn)/℃:		閃 點(diǎn)/℃:
地 質(zhì) 數(shù) 據(jù)	豐 度		滯留時(shí)間/年: 80 000			太陽(yáng)(相對(duì)于 H=1×1012):1.91 × 106
	海水中/p.p.m.:		地殼/p.p.m.: c. 80			大西洋表面: 1 × 10-4
	太平洋表面: 1×10-4		大氣/p.p.m.（體積）:			大西洋深處: 4.0× 10-6
	太平洋深處: 5.7×10-4
生 物 數(shù) 據(jù)	人 體 中 含 量				肝/p.p.m.: 0.02 - 1.8
	器官中:				肌肉/p.p.m.: 1 - 2
	血/mg dm-3 : 0.01 - 0.05				日攝入量/mg: 0.3 - 0.5
	骨/p.p.m.:				人(70Kg)均體內(nèi)總量/mg: 15

（圖表依據(jù)元素百科網(wǎng)站繪制）

參考資料

1.《圖說(shuō)中國(guó)近代機(jī)制幣章》

2.《金川集團(tuán)公司1959年-2009年 五十年十件大事》

3.金屬百科網(wǎng)站

（本文部分插圖來(lái)自紀(jì)錄片《河西走廊》第十集）

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