Кобалт је сјајни, крхки метал који се користи за производњу јаких, корозијских и топлотно отпорних легура , трајних магнета и тврдих метала.
Особине
- Атомски симбол: Цо
- Атомски број: 27
- Атомска маса: 58.93г / мол
- Елемент Категорија: Прелазни метал
- Густина: 8,86 г / цм 3 на 20 ° Ц
- Тачка топљења: 2723 ° Ф (1495 ° Ц)
- Тачка кључања: 5301 ° Ф (2927 ° Ц)
- Мохова тврдоћа: 5
Карактеристике
Метар кобалта сребра обојен је, има високу тачку топљења и вриједан је за његову отпорност на хабање и способност задржавања своје чврстоће на високим температурама.
То је један од три природна магнетна метала ( гвожђе и никал су друга два) и задржава свој магнетизам на вишој температури (2012 ° Ф, 1100 ° Ц) од било ког другог метала. Другим речима, кобалт има највишу тачку курије свих метала. Кобалт такође има вриједна каталитичка својства
Историја
Реч кобалт датира из немачког појма коболд из шеснаестог века, што значи гоблин или зли дух. Коболд је коришћен да опише кобалтове руде који су, док су били топљени због садржаја сребра, одустали од отровног арзеновог триоксида.
Најранија примена кобалта била је у једињењима која се користе за плаве боје за керамику, стакло и глазуре. Египћана и вавилонска керамика обојена кобалтом може бити датирана у 1450. пне
Године 1735, шведски хемичар Георг Брандт први је изоловао елемент из бакрене руде. Он је показао да је плави пигмент настао из кобалта, а не арсена или бизмута, као што су алхемичари првобитно веровали.
Након изолације, метал кобалта је остао ријетко и ретко се користио до 20. века.
Убрзо након 1900. године, амерички аутомобилски предузетник Елвоод Хаинес развио је нову легуру отпорну на корозију, коју је назвао стеллите. Патентирани 1907. године, стелинске легуре садрже висок садржај кобалта и хрома и потпуно су немагнетне.
Још један значајан развој кобалта долази са стварањем магнета алуминијум- никел-кобалт (АлНиЦо) у 1940-им. АлНиЦо магнети били су прва замена електромагнета. Током 1970. године, индустрија се даље трансформисала развојем магнета самаријума и кобалта, што је обезбедило раније недосљедиве густине енергије магнета.
Индустријски значај кобалта резултирао је у Лондонској метални берзи (ЛМЕ) увођењу уговора о кобалтовом фјучерсу у 2010. години.
Производња
Кобалт се природно јавља у никл-лентитима и никл-бакарним сулфидним наслагама и, стога, најчешће се екстрахује као нуспроизвод никла и бакра. Према Институту за развој кобалта, око 48% производње кобалта потиче из руде никла, 37% из руде бакра и 15% из производње примарног кобалта.
Главне руде кобалта су кобалтит, еритрит, глаукодот и скуттерудит.
Техника екстракције која се користи за производњу рафинисаног кобалт метала зависи од тога да ли је материјал за храњење у облику (1) бакар-кобалт сулфидне руде, (2) концентрат кобалт-никл сулфида, (3) арсенидна руда или (4) никл-латерит руда:
- После бакарних катода произведених из бакарних сулфида који садрже кобалт, заједно са осталим нечистођима остају на потрошеном електролиту. Нечистоће (гвожђе, никал, бакар, цинк ) се уклањају и кобалт се преципитира у облику хидроксида користећи креч. Кобалт метали се затим могу рафинисати из овога користећи електролизу, пре него што буду срушени и дегазирани, како би се произвели чисти, комерцијални метал.
- Рудови никел сулфид који садрже кообалт се третирају коришћењем процеса Схерритт, названу по Схеррит Гордон Минес Лтд. (сада Схерритт Интернатионал). У овом поступку, сулфидни концентрат који садржи мање од 1% кобалта је под притиском испражњен на високим температурама у раствору амонијака. Оба бакра и никла су уклоњена у серијама процеса редукције хемикалија, остављајући само никл и сулфате кобалта. Отицање притиска ваздухом, сумпорном киселином и амонијаком опоравља више никла пре него што се кобалтни прах додаје као семе да преципити кобалт у атмосфери водоника.
- Арсенидне руде су пржене да уклоне већину оксида арсена. Руде се онда третирају са хлороводоничном киселином и хлором, или са сумпорном киселином, како би се створио раствор за испирање који се пречисти. Из овог кобалта се опоравља електро-рафинисањем или карбонатним падавинама.
- Латеритне руде никл-кобалта могу се растопити и раздвајати помоћу пирометалуршких техника или хидрометалуршких техника које користе растворе сумпорне киселине или амонијака.
Према проценама америчког геолошког истраживања (УСГС), глобална производња руде од кобалта износила је 88.000 тона у 2010. години. Највеће земље за производњу кобалтне руде у том периоду биле су Демократска Република Конго (45.000 тона), Замбија (11.000) и Кина (6.200 ).
Рафинирање кобалта често се одвија изван земље у којој се првобитно производи рудо или концентрат кобалта. У 2010. години земље које производе највеће количине рафинисаног кобалта су Кина (33.000 тона), Финска (9.300) и Замбија (5.000). Највећи произвођачи рафинисаног кобалта укључују ОМ Гроуп, Схерритт Интернатионал, Ксстрата Ницкел и Јинцхуан Гроуп.
Апликације
Суперзлители, као што је стеллит, највећи су потрошачи кобалт метала, који чине око 20% потражње. Претежно израђени од гвожђа, кобалта и никла, али који садрже мање количине других метала, укључујући хром , волфрам , алуминијум и титан , ове легуре високих перформанси су отпорне на високе температуре, корозију и хабање и користе се за производњу лопатица турбина за млазних мотора, тврдих дијелова машина, издувних вентила и пиштоља.
Још једна важна употреба кобалта је од легура отпорних на хабање (нпр. Виталлиум), која се може наћи у ортопедским и зубним имплантатима, као и протетичким боковима и коленима.
Чврсти метали, у којима се кобалт користи као везујући материјал, троше приближно 12% укупног кобалта. Ово укључује цементиране карбиде и дијамантске алате који се користе за сечење апликација и рударских алата.
Кобалт се такође користи за производњу трајних магнета, као што су претходно поменути АлНиЦо и магнети из самаријума и кобалта. Магнети чине 7% потражње од кобалт метала и користе се у магнетним медијима за снимање, електромоторима, као и генераторима.
Упркос многим употребама кобалт метала, примарне примене кобалта су у хемијском сектору, што чини око половине укупне глобалне потражње. Кобалт хемикалије се користе у металним катодама батерија које се могу пунити, као иу петрохемијским катализаторима, керамичким пигментима и деколоризаторима стакла.
Извори:
Млади, Роланд С. Кобалт . Њујорк: Реинхолд Публисхинг Цорп. 1948.
Давис, Јосепх Р. АСМ Специалти Хандбоок: Никел, Кобалт и њихове легуре . АСМ Интернатионал: 2000.
Дартон Цоммодитиес Лтд .: Кобалт Маркет Ревиев 2009 .