Кобалт е сјаен, кршлив метал кој се користи за производство на силни, корозивни и отпорни на топлина легури , постојани магнети и тврди метали.
Својства
- Атомски симбол: Ко
- Атомски број: 27
- Атомска маса: 58.93g / mol
- Елемент Категорија: Транзиција метал
- Густина: 8,86 g / cm 3 на 20 ° C
- Точка на топење: 2723 ° F (1495 ° C)
- Точка на вриење: 5301 ° F (2927 ° C)
- Цврстина на Мох: 5
Карактеристики
Металот на кобалт во сребрена боја е кршлив, има висока точка на топење и е вреднуван поради неговата отпорност на абење и способност да ја задржи својата сила при високи температури.
Тој е еден од трите природни магнетни метали ( железо и никел се другите две) и го задржува својот магнетизам на повисока температура (2012 ° F, 1100 ° C) од било кој друг метал. Со други зборови, кобалтот има највисока точка на Кјури на сите метали. Кобалтот, исто така, има вредни каталитички својства
Историја
Зборот кобалт датира од германскиот термин Коболд од шеснаесетиот век, што значи гоблин или зли дух. Коболд бил користен за опишување на кобалтните руди, кои, иако биле измиени за нивната содржина на сребро, отфрлале отровен арсеник триоксид.
Најраната апликација на кобалт беше во соединенија кои се користат за сини бои за керамика, стакло и глазури. Египетската и вавилонската керамика обоена со кобалтни соединенија може да се датираат уште од 1450 п.н.е.
Во 1735 година, шведскиот хемичар Георг Брант бил првиот што го изолирал елементот од бакарна руда. Тој покажал дека синиот пигмент се појавил од кобалт, а не од арсен или бизмут, како што првично верувале алхемичарите.
По изолацијата, металот на кобалт остана редок и ретко се користи до 20 век.
Кратко по 1900 година, американскиот автомобилски претприемач Елвуд Хејнс развил нова легура отпорна на корозија, која тој ја нарекол стетел. Патентиран во 1907 година, стритните легури содржат високо содржина на кобалт и хром и се целосно не-магнетни.
Друг значаен развој за кобалт дојде со создавањето на магнети-никел-кобалт (AlNiCo) магнети во 1940-тите. AlNiCo магнети беа првата замена за електромагнети. Во 1970 година, индустријата понатаму се трансформираше со развојот на самариум-кобалт магнети, кои обезбедија претходно неостварливи магнетни енергетски густини.
Индустриската важност на кобалтот резултираше со Лондонската берза на метали (LME) воведување на кобалт фјучерс договори во 2010 година.
Производство
Кобалтот природно се јавува во латериите со никел, и депозитите на никел-бакар сулфид и, според тоа, најчесто се екстрахираат како нуспроизвод од никел и бакар. Според Институтот за развој на кобалт, околу 48% од производството на кобалт потекнува од никел руди, 37% од бакарни руди и 15% од производството на примарно кобалт.
Главните руди на кобалтот се кобалбит, еритрит, глаукодот и скутертудит.
Технологијата на екстракција која се користи за производство на рафиниран метал на кобалт зависи од тоа дали материјалот за храна е во форма на (1) бакар-кобалт сулфид руда, (2) концентрат на кобалт-никел сулфид, (3) арсенид руда или (4) никел-латерит руда:
- По бакарните катоди се произведуваат од бакарни сулфиди кои содржат кобалт, заедно со другите нечистотии остануваат на потрошениот електролит. Нечистотиите (железо, никел, бакар, цинк ) се отстрануваат и кобалтот се преципитира во својата хидроксидна форма користејќи вар. Металот на кобалт потоа може да се пречисти од ова со помош на електролиза, пред да биде смачкан и дегазиран за да се произведе чист, комерцијален одделение метал.
- Никел сулфидните руди кои содржат кобалт се третираат со процесот Шерит, именуван по Шерит Гордон Минес ООД (сега Шерит Интернационал). Во овој процес, сулфидниот концентрат кој содржи помалку од 1% кобалт е притисок исцеден на високи температури во раствор од амонијак. И бакарот и никелот се отстранети во низа хемиски редукциони процеси, оставајќи ги само сулфидите од никел и кобалт. Отстранувањето на притисокот со воздух, сулфурна киселина и амонијак обновува повеќе никел пред да се додаде кобалт во прав како семе за да се преципира кобалтот во атмосферата на водороден гас.
- Арсенидните руди се печени за да се отстрани мнозинството на оксид на арсен. Рудите потоа се третираат со хлороводородна киселина и хлор, или со сулфурна киселина, за да се создаде исцеден раствор кој се прочистува. Од овој кобалт се обновува со електроразличување или карбонатско таложење.
- Латексните руди на никел-кобалт или може да се стопат и да се одделат со употреба на пирометалургиски техники или хидрометалуршки техники, кои користат раствори за сулфурна киселина или амонијак.
Според американските геолошки истражувања (USGS), глобалното производство на кобалт во минатото производство изнесуваше 88.000 тони во 2010 година. Најголеми земји за производство на кобалтна руда во тој период беа Демократска Република Конго (45.000 тони), Замбија (11.000) и Кина (6.200 ).
Рафинирањето на кобалт често се одвива надвор од земјата каде првично се произведува руда или кобалтен концентрат. Во 2010 година, земјите кои произведуваат најголеми количини на рафиниран кобалт се Кина (33.000 тони), Финска (9.300) и Замбија (5.000). Најголеми производители на рафиниран кобалт вклучуваат ОМ група, Шерит Интернешнл, Xstrata Nickel и Jinchuan Group.
Апликации
Superalloys, како што се стелитот, се најголемите потрошувачи на кобалт метал, сметководство за околу 20% од побарувачката. Претежно изработени од железо, кобалт и никел, но содржат помали количини на други метали, вклучувајќи хром , волфрам , алуминиум и титан , овие легури со високи перформанси се отпорни на високи температури, корозија и абење и се користат за производство на турбини за авионски мотори, делови за машински делови, издувни вентили и барели за пиштол.
Друга важна употреба за кобалт е легурите отпорни на абење (на пр. Vitallium), кои може да се најдат во ортопедски и стоматолошки импланти, како и протетски колкови и колена.
Тешките метали, во кои кобалтот се користи како врзувачки материјал, трошат околу 12% од вкупниот кобалт. Тука спаѓаат цементирани карбиди и дијамантски алатки кои се користат за сечење апликации и рударски алатки.
Кобалтот исто така се користи за производство на постојани магнети, како што се претходно споменатите AlNiCo и самариум-кобалт магнети. Магнети претставуваат 7% од побарувачката на кобалт метал и се користат во магнетни медиуми за снимање, електрични мотори, како и генератори.
И покрај многуте намени за металот на кобалт, примарните апликации на кобалтот се во хемискиот сектор, што опфаќа околу половина од вкупната глобална побарувачка. Кобалт хемикалиите се користат во металните катоди на батерии за полнење, како и во петрохемиски катализатори, керамички пигменти и стакло деколоризатори.
Извори:
Млади, Роланд С. Кобалт . Њујорк: Reinhold Publishing Corp. 1948.
Дејвис, Џозеф Р. ASM Специјалност Прирачник: Никел, кобалт, и нивните легури . АСМ Интернационал: 2000.
Darton Commodities Ltd .: кобалт пазар Преглед 2009 година .