Кобальт - күшті, коррозияға және ыстыққа төзімді қорытпаларды , тұрақты магнит пен қатты металдарды өндіру үшін пайдаланылатын жылтыр, сынғыш металл.
Сипаттар
- Атом символы: Co
- Атом нөмірі: 27
- Атом массасы: 58,93 г / моль
- Element Категория: Өтпелі металл
- Тығыздық: 20 ° C температурада 8,86 г / см3
- Еріту нүктесі: 2723 ° F (1495 ° C)
- Қайнау температурасы: 5301 ° F (2927 ° C)
- Moh's Hardness: 5
Сипаттамалары
Күміс түсті кобальт метал сынған, жоғары балқыту нүктесіне ие және оның тозуға төзімділігі мен оның жоғары температурада сақталу қабілетін бағалайды.
Бұл табиғи түрде кездесетін үш магнит металдың бірі ( темір және никель - екіншісі) және магнитизмді кез келген басқа металдан жоғары температурада (2012 ° F, 1100 ° C) сақтайды. Басқаша айтқанда, кобальт барлық металдардың ең жоғары Кюри нүктесіне ие. Кобальт сондай-ақ бағалы каталитикалық қасиеттерге ие
Тарих
Кобальт сөзі XVI ғасырдың неміс терминіне жатады, яғни гоблин немесе зұлым рух. Кобольд кобальт рудаларын сипаттау үшін пайдаланылды, олардың күміс құрамына балқытылған кезде, улы мышьяк троксидін берді.
Кобальттың ең ерте қолданылуы керамика, шыны және сырға арналған көк бояуларға арналған қосылыстарда болды. Кобальт қосылыстарымен боялған Египет және Вавилон қыш ыдыстары б.з.д. 1450 жылға дейін белгіленуі мүмкін
1735 жылы швед химияшысы Джордж Брандт мыс кенінен шыққан элементті бірінші болды. Алхимиктер бастапқыда сенгендей, көгілдір пигментті кобальттан, мышьяк немесе висмут емес, пайда болды.
Оның оқшауланғаннан кейін кобальт металдары сирек қалды және 20-шы ғасырға дейін сирек қолданылады.
1900 жылдан кейін американдық автокөлік кәсіпкері Элвуд Хэйнес жаңа коррозияға төзімді қорытпа жасап шығарды. 1907 жылы патенттелген, стерилді қорытпалар құрамында жоғары кобальт пен хром бар және олар мүлдем магнитті емес.
Кобальттың тағы бір маңызды дамуы 1940 жылдары Алюминий- Никель-Кобальт (AlNiCo) магниттерін құрумен болды. AlNiCo магниті электромагнетиктерді бірінші ауыстырды. 1970 жылы өнеркәсіп одан әрі самарий-кобальт магниттерінің дамуы арқылы өзгерді, бұл бұрын магнит энергиясының тығыздығын жете алмады.
Кобальттың өнеркәсіптік маңызы 2010 жылы кобальт фьючерстік келісімшарттарын енгізумен Лондон металл биржасына (LME) әкелді.
Өндіріс
Кобальт, әрине, никельден кейінгі литірелерде және никель-мыс сульфидті қабаттарда кездеседі және осылайша никель мен мысдың қоспа өнімі ретінде жиі шығарылады. Кобальт даму институтының деректері бойынша, кобальт өндірісінің 48% -ы никель кенінен, 37% мыс кенінен және бастапқы кобальт өндірісінен 15% -дан келеді.
Кобальттың негізгі кендері - кобальтит, эритриттер, глаукодот және сквертерудит.
Тазартылған кобальт металын өндіру үшін қолданылатын экстракциялық әдіс материалдың қоректену материалы (1) мыс-кобальт сульфидті руданы, (2) кобальт-никель сульфидті концентраты, (3) арсенид рудасы немесе (4) никель-кешені кен:
- Мыстың катодты кобальт бар мыс сульфидтерден, кобальттан және басқа қоспалармен өндірілгеннен кейін, өткізілген электролит қалдырылады. Қоспалар (темір, никель, мыс, мырыш ) алынып тасталады және кобальт гидроксид түрінде әкпен әктеледі. Содан кейін кобальт металлы таза, коммерциялық металл сынамасын алу үшін ұнтақталған және газсыздандырудан бұрын электролизді қолдану арқылы тазартылуы мүмкін.
- Кобальт бар никель сульфидті кендер Шеррит Гордон Майнс Лтд. (Қазір Шеррит Интернешнл) аталатын Шеррит процесі арқылы өңделеді. Бұл процесте 1% -дан кем кобальт бар сульфид концентраты - аммиак ерітіндісінде жоғары температурада қысым пайда болады. Мыс пен никельдің екеуі де химиялық реакция процестерінің қатарына жатады, тек никель мен кобальт сульфидтерін қалдырады. Ауа, күкірт қышқылымен және аммиакпен қысым шаймалау кобальт ұнтағын сутектің газ атмосферасындағы кобальт тұндыру үшін тұқым ретінде қосқанға дейін көп никельді қалпына келтіреді.
- Арсенид рудалары мышьяк оксидінің көпшілігін жою үшін қуырылған. Рудалар содан кейін тазартылған ерітінді ерітіндісін жасау үшін тұз қышқылымен және хлормен немесе күкірт қышқылымен өңделеді. Осы кобальт электрорефинг немесе карбонатты жауын-шашынмен қалпына келеді.
- Никель-кобальтты кейінгі рудалар күкірт қышқылын немесе аммиак ерітіндісін қолданатын пирометаллургиялық әдістерді немесе гидрометаллургиялық әдістерді қолданып, ерітіліп, бөлуге болады.
АҚШ-тың геологиялық шолуы (USGS) бағалауы бойынша 2010 жылы кобальттың әлемдік өндірісі 88 мың тоннаны құрады. Осы кезеңде ең үлкен кобальт өндіруші елдер Конго Демократиялық Республикасы (45 мың тонна), Замбия (11 000) және Қытай (6200) ).
Кобальт тазалау көбінесе руда немесе кобальт концентратын шығаратын елден тыс жерлерде жүзеге асырылады. 2010 жылы ең көп тазартылған кобальт өндіретін елдер Қытай (33 мың тонна), Финляндия (9 300) және Замбия (5000) болды. Тазартылған кобальттың ең ірі өндірушілеріне OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel және Jinchuan Group кіреді.
Өтініштер
Сталелит тәрізді супераполиттер кобальт металлының ең үлкен тұтынушысы болып табылады, ол сұраныстың шамамен 20% құрайды. Негізінен темірден, кобальттан және никельден жасалған, бірақ құрамында хром , вольфрам , алюминий және титанды қоса алғанда, аз мөлшерде басқа металдардан тұратын жоғары өнімді қорытпалар жоғары температура, коррозияға және тозуға төзімді және олар үшін турбиналық жүздерді реактивті қозғалтқыштар, қаптайтын машина бөлшектері, шығатын клапандар және бөшкелер.
Кобальттің тағы бір маңызды қолданысы тозуға төзімді қорытпаларда (мысалы, Виталий), ол ортопедиялық және стоматологиялық имплантадан, сондай-ақ протездік жамбас пен тізеден табылуы мүмкін.
Кобальт байланыстырушы материал ретінде пайдаланылатын қатты металдар, жалпы кобальттың шамамен 12% -ын пайдаланады. Оларға цементтелген карбидтер мен гауһардан жасалған бұйымдар жатады.
Кобальт сондай-ақ жоғарыда аталған AlNiCo және самарий-кобальт магниттері сияқты тұрақты магниттерді өндіру үшін қолданылады. Магниттер кобальт металлының 7% -дық сұранысына ие және магниттік жазба құралдарында, электр қозғалтқыштарында, сондай-ақ генераторларда қолданылады.
Кобальт металлының көп қолданылуына қарамастан, кобальттың негізгі қолданысы химиялық секторда, бұл жалпы әлемдік сұраныстың жартысына жуығын құрайды. Кобальт химиясы химиялық катализаторларда, керамикалық пигменттерде және шыныдан жасалған деколоризаторларда қайта зарядталатын батареялардың металл катодтарында қолданылады.
Көздер:
Жас, Роланд С. Кобальт . Нью-Йорк: Reinhold Publishing Corp. 1948.
Дэвис, Джозеф Р. ASM Мамандандыру анықтамалығы: Никель, кобальт және олардың қорытпалары . ASM International: 2000.
Darton Commodities Ltd.: Кобальт нарығын шолу 2009 .