Всичко за кобалт метал

Кобалът е лъскав, крехък метал, който се използва за производството на здрав, корозия и топлоустойчив сплави, постоянен магнити и твърди метали.

• Атомен символ: Co
• Атомен номер: 27
• Атомна маса: 58.93g / mol
• Елемент Категория: Преходен метал
• Плътност: 8.86g / cm³ при 20 ° С
• Точка на топене: 1495 ° C 2723 ° F
• Точка на кипене: 2927 ° C 5301 ° F
• Твърдост на Мох: 5

Кобалтовият метал в сребрист цвят е крехък, има висока точка на топене и се цени за неговата износоустойчивост и способността да запазва сила при високи температури.

Това е един от трите естествено срещащи се магнитни метала (желязо и никел като другите две) и запазва магнетизма си при по-висока температура (2012 ° F, 1100 ° C) от всеки друг метал. С други думи, кобалтът има най-високата точка на Кюри от всички метали. Кобалът също има ценни каталитични свойства

Думата кобалт датира от немския термин от шестнадесети век коболд, което означава гоблин, или зъл дух. Kobold е използван при описване на кобалтови руди, които макар да са били изплаквани за съдържанието си на сребро, отделяли отровен арсенов триоксид.

Най-ранното приложение на кобалт е в съединения, използвани за сини багрила в керамика, стъкло и глазури. Египетската и вавилонската керамика, боядисана с кобалтови съединения, може датира от 1450 г. пр.н.е.

През 1735 г. шведският химик Георг Бранд е първият, който изолира елемента мед руда. Той демонстрира, че синият пигмент възниква от кобалт, а не от арсен или бисмут, както първоначално вярват алхимиците. След изолацията си кобалтовият метал остава рядък и рядко използван до 20 век.

Малко след 1900 г. американският автомобилен предприемач Елвуд Хейнс разработва нова, устойчива на корозия сплав, която той нарича стелит. Патентовани през 1907 г., сплавите от стелит съдържат високо съдържание на кобалт и хром и са напълно немагнитни.

Друго значително развитие за кобалта се случи с създаването на алуминий-никел-кобалт (AlNiCo) магнити през 40-те години. Магнитите AlNiCo бяха първата подмяна на електромагнитите. През 1970 г. индустрията е допълнително преобразувана от разработването на самариум-кобалтови магнити, които осигуряват по-рано непостижими плътности на магнитната енергия.

Промишленото значение на кобалта доведе до това, че Лондонската метална борса (LME) въведе 2010 г. фючърсни договори за кобалт.

Кобалът естествено се среща в лакеритите, съдържащи никел и никело-медните сулфидни отлагания и по този начин най-често се извлича като страничен продукт от никел и мед. Според Института за развитие на кобалт около 48% от производството на кобалт произхожда от никелови руди, 37% от медни руди и 15% от първичното производство на кобалт.

Основните руди на кобалта са кобалтит, еритрит, глаукодот и скутердит.

Техниката на извличане, използвана за получаване на рафиниран метал на кобалт, зависи от това дали захранващият материал е във формата на (1) медно-кобалтова сулфидна руда, (2) концентрат на кобалт-никел сулфид, (3) арсенидна руда или (4) никел-латерит руда:

1. След като медните катоди се произвеждат от медни сулфиди, съдържащи кобалт, кобалът, заедно с други примеси, се оставят върху отработения електролит. Примеси (желязо, никел, мед, цинк) се отстраняват и кобалта се утаява в хидроксидната му форма с помощта на вар. След това кобалтовият метал може да се пречисти чрез електролиза, преди да бъде раздробен и дегазиран, за да се получи чист метал с търговска стойност.
2. Никел сулфидните руди, съдържащи кобалт, се обработват по метода Шеррит, кръстен на Sherritt Gordon Mines Ltd. (сега Sherritt International). При този процес сулфидният концентрат, съдържащ по-малко от 1% кобалт, се извлича под налягане при високи температури в разтвор на амоняк. И медта, и никелът се отстраняват в серия от химически процеси на редукция, оставяйки само никел и кобалтови сулфиди. Излугването под налягане с въздух, сярна киселина и амоняк извлича повече никел, преди да се добави кобалтов прах като семе за утаяване на кобалт в атмосфера на водороден газ.
3. Арсенидните руди се пекат за отстраняване на по-голямата част от арсеновия оксид. След това рудите се обработват със солна киселина и хлор или със сярна киселина, за да се създаде разтвор на излуг, който се пречиства. От този кобалт се възстановява чрез електроочистване или утаяване на карбонати.
4. Никел-кобалтовите латеритни руди могат да бъдат стопени и разделени с помощта на пирометалургични техники или хидрометалургични техники, при които се използват разтвори на сярна киселина или амоняк.

Според оценките на Геоложкото изследване на САЩ (USGS), глобалното производство на кобалт в мината през 2010 г. е било 88 000 тона. Най-големите страни за производство на кобалтова руда през този период са Демократична република Конго (45 000 тона), Замбия (11 000) и Китай (6 200).

Рафинирането на кобалт често се извършва извън страната, където първоначално се произвежда концентратът на руда или кобалт. През 2010 г. страните, произвеждащи най-големи количества рафиниран кобалт, бяха Китай (33 000 тона), Финландия (9 300) и Замбия (5000). Най-големите производители на рафиниран кобалт включват OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel и Jinchuan Group.

Супераловите сплави, като стелита, са най-големият потребител на кобалтов метал, представляващ около 20% от търсенето. Изработени предимно от желязо, кобалт и никел, но съдържащи по-малки количества други метали, включително хром, волфрам, алуминий и титан, тези високоефективни сплави са устойчиви на високи температури, корозия и износване и се използват за производство на турбинни лопатки за реактивни двигатели, твърди машинни части, изпускателни клапани и пистолет бъчви.

Друго важно приложение за кобалта е в устойчиви на износване сплави (например Vitallium), които могат да бъдат намерени в ортопедични и зъбни импланти, както и в протезни бедрата и коленете.

Твърдите метали, при които кобалтът се използва като свързващ материал, консумират приблизително 12% от общия кобалт. Те включват циментирани карбиди и диамантени инструменти, които се използват при рязане на приложения и минни инструменти.

Кобалът се използва и за производството на постоянни магнити, като споменатите по-рано AlNiCo и самарий-кобалтови магнити. Магнитите представляват 7% от търсенето на кобалтов метал и се използват в магнитни записи, електрически двигатели, както и в генератори.

Въпреки многобройните приложения на кобалтовите метали, основните приложения на кобалта са в химическия сектор, който представлява около половината от общото търсене в световен мащаб. Кобалтовите химикали се използват в металните катоди на акумулаторни батерии, както и в нефтохимични катализатори, керамични пигменти и обезцветители на стъклото.

_{Източници:}

_{Янг, Роланд С. кобалт. Ню Йорк: Reinhold Publishing Corp. 1948.}

_{Дейвис, Джоузеф Р. ASM Specialty Handbook: Никел, Кобалт и техните сплави. ASM International: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Преглед на пазара на кобалт 2009 г..}