Minden, ami a kobalt fém

A kobalt egy fényes, törékeny fém, amelyet erős, rozsdásodás és hőálló ötvözetek, állandó mágnesek és keményfémek.

• Atom szimbólum: Co
• Atomszám: 27
• Atomtömeg: 58,93 g / mol
• Elemkategória: Átmeneti fém
• Sűrűség: 8,86 g / cm³ 20 ° C-on
• Olvadáspont: 1495 ° C (2723 ° F).
• Forráspont: 2927 ° C (5301 ° F)
• Moh keménysége: 5

Az ezüst színű kobaltfém törékeny, magas olvadáspontú, kopásállósága és megtartó képessége miatt értékelt erő magas hőmérsékleten.

Ez a három természetben előforduló mágneses fémek egyike (Vas és nikkel a másik kettő), és magasabb hőmérsékleten (2012 ° F, 1100 ° C) megtartja mágnesességét, mint bármely más fém. Más szavakkal, a kobalt a legmagasabb Curie-ponttal rendelkezik az összes fémből. A kobalt is értékes katalitikus tulajdonságokkal rendelkezik

A kobalt szó a tizenhatodik századi német kifejezésen nyúlik vissza Kobold, vagyis goblin vagy gonosz szellem. Kobold A kobaltércek leírására használtak, amelyek az ezüsttartalmuk miatt megolvadtak, és mérgező arzén-trioxidot bocsátottak ki.

A kobalt legkorábbi alkalmazását a kék festékekhez használt vegyületekben a kerámia, üveg és máz készítésében használták. Kobaltvegyületekkel festett egyiptomi és babiloni kerámia 1450-ben nyúlik vissza.

1735-ben Georg Brandt svéd vegyész volt az első, aki elkülönítette az elemet réz érc. Bebizonyította, hogy a kék pigment kobaltból származik, nem arzénből vagy bizmutból, ahogyan az alkimisták eredetileg hitték. Az izolálás után a kobaltfém ritka maradt és ritkán használt a 20. századig.

Nem sokkal 1900 után az amerikai autóipari vállalkozó, Elwood Haynes kifejlesztett egy új, korrózióálló ötvözetet, amelyet sztellitnek nevez. Az 1907-ben szabadalmaztatott sztellitötvözetek magas kobalt- és krómtartalommal rendelkeznek, és teljesen nem mágnesesek.

Egy másik jelentős fejlődés a kobalt szempontjából az alumínium-nikkel-kobalt (AlNiCo) mágnesek létrehozásával jött az 1940-es években. Az AlNiCo mágnesek voltak az első helyettesítők az elektromágnesekhez. 1970-ben az iparág tovább átalakult a szamárium-kobalt mágnesek fejlesztésével, amelyek korábban elérhetetlen mágneses energia sűrűséget biztosítottak.

A kobalta ipari fontossága eredményeként a London Metal Exchange (LME) 2010-ben bevezette kobalt határidős ügyleteket.

A kobalt természetesen nikkelhordozó lateritokban és nikkel-réz-szulfid lerakódásokban fordul elő, és ezért leggyakrabban nikkel és réz melléktermékeként nyerik ki. A Cobalt Fejlesztési Intézet szerint a kobalttermelés körülbelül 48% -a nikkelérc, 37% -a rézérc és 15% az elsődleges kobalttermelésből származik.

A kobalt fő ércei a kobaltit, az eritrit, a glaukodot és a skutterudit.

A finomított kobaltfém előállításához használt extrakciós technika attól függ, hogy az alapanyag formájában van-e (1) réz-kobalt-szulfidérc, (2) kobalt-nikkel-szulfid-koncentrátum, (3) arzenidérc vagy (4) nikkel-laterit érc:

1. Miután a rézkatódokat kobalttartalmú réz-szulfidokból előállították, a kobalt és más szennyeződések együtt maradnak az elhasznált elektroliton. Szennyeződések (vas, nikkel, réz, cink) eltávolítják, és a kobalt kicsapása hidroxid formájában mész felhasználásával. A kobaltfém ebből elektrolízissel finomítható, majd aprítás és gáztalanítás után tiszta, kereskedelemben kapható fémet kap.
2. A kobalttartalmú nikkel-szulfidérceket a Sherritt Gordon Mines Ltd. elnevezésű Sherritt-eljárással kezelik. (ma Sherritt International). Ebben az eljárásban az 1% -nál kevesebb kobaltot tartalmazó szulfid-koncentrátumot magas hőmérsékleten ammóniaoldatban nyomással kioldják. A réz és a nikkel egyaránt eltávolításra kerül egy kémiai redukciós folyamat során, így csak a nikkel és a kobalt-szulfidok maradnak. A levegővel, kénsavval és ammóniával végzett nyomásos kimosódás több nikkelt nyer, mielőtt kobaltport adunk hozzá magként, hogy a kobalt kicsapódjon hidrogén gáz atmoszférában.
3. Az arzenidérceket pörkölik, hogy eltávolítsák az arzén-oxid többségét. Az érceket ezután sósavval és klórral vagy kénsavval kezeljük, hogy tisztított kioldódási oldatot kapjunk. Ebből a kobaltot elektromos finomítással vagy karbonátos kicsapással nyerik ki.
4. A nikkel-kobalt laterit ércek megolvaszthatók és elválaszthatók pirometallurgical vagy hidrometallurgical technikák alkalmazásával, amelyek kénsav vagy ammónia kimosódási oldatokat használnak.

Az amerikai geológiai szolgálat (USGS) becslései szerint a kobalt globális bányászati ​​termelése 88 000 tonna volt 2010-ben. A legnagyobb kobaltérc-termelő országok ebben az időszakban a Kongói Demokratikus Köztársaság (45 000 tonna), Zambia (11 000) és Kína (6 200).

A kobalt finomítására gyakran azon országon kívül kerül sor, ahol eredetileg előállítják az érc vagy kobalt koncentrátumot. 2010-ben Kína (33 000 tonna), Finnország (9300) és Zambia (5000) termelte a legtöbb finomított kobaltot. A finomított kobalt legnagyobb gyártói az OM Group, a Sherritt International, az Xstrata Nickel és a Jinchuan Group.

A szuper ötvözetek, például a sztellit, a kobaltfém legnagyobb fogyasztója, a kereslet kb. 20% -át teszik ki. Túlnyomórészt vasból, kobaltból és nikkelből készültek, de kevesebb mennyiségben tartalmaznak más fémeket, ideértve a króm, volfrám, alumínium és titán, ezek a nagy teljesítményű ötvözetek ellenállnak a magas hőmérsékleteknek, a korróziónak és a kopásnak, és ezeket használják turbinalapátok gyártására sugárhajtóművekhez, nehezen néző gépalkatrészekhez, kipufogószelepekhez és pisztolyhoz hordó.

A kobalt számára egy másik fontos felhasználás a kopásálló ötvözetekben (például Vitallium), amelyek megtalálhatók az ortopédiai és fogászati ​​implantátumokban, valamint a protézisek csípőjében és térdében.

A keményfémek, amelyekben kötőanyagként kobaltot használnak, az összes kobalt kb. 12% -át fogyasztják. Ide tartoznak a cementált keményfémek és a gyémánt szerszámok, amelyeket a vágáshoz és a bányászati ​​szerszámokhoz használnak.

A kobaltot állandó mágnesek előállítására is használják, mint például a korábban említett AlNiCo és szamárium-kobalt mágneseket. A mágnesek a kobalt fémigényének 7% -át teszik ki, és ezeket mágneses adathordozókban, villanymotorokban és generátorokban használják.

A kobaltfém sokféle felhasználása ellenére a kobalt elsődleges felhasználása a vegyiparban zajlik, amely a teljes globális kereslet mintegy felét teszi ki. A kobalt-vegyszereket az újratölthető elemek fémkatódjaiban, valamint petrolkémiai katalizátorokban, kerámia pigmentekben és üvegszínező oldatokban használják.

_Forrás:

_{Young, S. Roland Kobalt. New York: Reinhold Publishing Corp. 1948.}

_{Davis, Joseph R. ASM Speciális kézikönyv: Nikkel, kobalt és ötvözeteik. ASM International: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: A Cobalt Market Review 2009.}