Vse o kobaltni kovini

Kobalt je sijoča, krhka kovina, ki se uporablja za proizvodnjo močnih, korozija in toplotno odporen zlitine, trajno magneti in trde kovine.

• Atomski simbol: Co
• Atomska številka: 27
• Atomska masa: 58,93g / mol
• Element Kategorija: Prehodna kovina
• Gostota: 8,86g / cm³ pri 20 ° C
• Tališče: 1495 ° C
• Vrelišče: 2927 ° C
• Mohova trdota: 5

Kobaltno kovina srebrne barve je krhka, ima visoko tališče in je cenjena zaradi svoje odpornosti proti obrabi in sposobnosti zadrževanja moč pri visokih temperaturah.

Je ena izmed treh naravnih magnetnih kovin (železo in niklja druga dva) in ohrani magnetizem pri višji temperaturi (2012 ° F, 1100 ° C) kot katera koli druga kovina. Z drugimi besedami, kobalt ima najvišjo točko Curie od vseh kovin. Kobalt ima tudi dragocene katalitične lastnosti

Beseda kobalt sega v nemški izraz iz 16. stoletja kobold, kar pomeni goblin ali hudobni duh. Kobold je bil uporabljen pri opisovanju kobaltovih rud, ki so ob topljenju zaradi vsebnosti srebra oddajale strupen arzenov trioksid.

Najhitrejša uporaba kobalta je bila v spojinah, ki se uporabljajo za modra barvila v lončeninah, steklu in glazurah. Egipčanske in babilonske lončene posode, barvane s kobaltnimi spojinami, segajo v leto 1450 B.C.

Leta 1735 je švedski kemik Georg Brandt prvi izoliral element baker ruda Dokazal je, da modri pigment izvira iz kobalta, ne arzena ali bizmuta, kot so sprva verjeli alkimisti. Kobaltna kovina je po izolaciji ostala redka in se je redko uporabljala do 20. stoletja.

Kmalu po letu 1900 je ameriški avtomobilski podjetnik Elwood Haynes razvil novo, korozijsko odporno zlitino, ki jo je označil za stellit. Patentirane leta 1907 vsebujejo zlitine stellita veliko vsebnosti kobalta in kroma ter so popolnoma nemagnetne.

Drug pomemben razvoj kobalta je prišel z ustvarjanjem magnetov aluminij-nikelj-kobalt (AlNiCo) v 40. letih. Magneti AlNiCo so bili prva zamenjava elektromagnetov. Leta 1970 se je industrija nadalje spremenila z razvojem samarij-kobaltovih magnetov, ki so prej zagotavljali nedosegljive gostote magnetne energije.

Industrijski pomen kobalta je povzročil, da je londonska borza kovin (LME) leta 2010 uvedla kobantne terminske pogodbe.

Kobalt se naravno pojavlja v nikljev, ki vsebujejo niklje in bakrovega sulfida, zato se najpogosteje pridobiva kot stranski produkt niklja in bakra. Po podatkih Inštituta za razvoj kobalta približno 48% proizvodnje kobalta izvira iz nikljevih rud, 37% iz bakrovih rud in 15% iz primarne proizvodnje kobalta.

Glavne rude kobalta so kobaltit, eritrit, glaukodot in skutterudit.

Tehnika ekstrakcije, ki se uporablja za proizvodnjo rafinirane kobaltne kovine, je odvisna od tega, ali je krmni material v obliki iz (1) bakro-kobaltove sulfidne rude, (2) koncentrata kobaltno-nikljevega sulfida, (3) arsenidne rude ali (4) nikelj-laterit ruda:

1. Ko se iz bakrovih sulfidov, ki vsebujejo kobalt, proizvedejo bakrene katode, se kobalt skupaj z drugimi nečistočami pusti na izrabljenem elektrolitu. Nečistoče (železo, nikelj, baker, cink) odstranimo in kobalt oborimo v obliki hidroksida z uporabo apna. Kobaltno kovino lahko nato prečistimo s pomočjo elektrolize, preden jo drobimo in razplinimo, da dobimo čisto kovino komercialnega razreda.
2. Kokeljeve rude, ki vsebujejo kobalt, se obdelujejo po postopku Sherritt, poimenovanega po Sherritt Gordon Mines Ltd. (zdaj Sherritt International). Pri tem postopku se sulfidni koncentrat, ki vsebuje manj kot 1% kobalta, pod visoko temperaturo izluži v raztopini amoniaka. Tako baker kot nikelj se odstranjujeta v nizu postopkov kemične redukcije, pri čemer ostaneta le nikljevi in ​​kobaltni sulfidi. Izpiranje pod tlakom z zrakom, žveplovo kislino in amonijakom pridobiva več niklja, preden kobalt v prahu dodamo kot seme za oborino kobalta v atmosferi vodikovega plina.
3. Arsenidne rude so pražene, da odstranijo večino arzenovega oksida. Rude se nato obdelajo s klorovodikovo kislino in klorom ali z žveplovo kislino, da nastane očiščena raztopina luže. Kobalt se pridobiva z elektrorefiniranjem ali karbonatnimi padavinami.
4. Nikelje-kobaltove kasnejše rude lahko bodisi talimo in ločimo s pirometalurškimi tehnikami ali hidrometalurškimi tehnikami, ki uporabljajo žveplove kisline ali raztopine izpiranja amoniaka.

Po ocenah ameriškega geološkega zavoda (USGS) je leta 2010 svetovna proizvodnja rudnika kobalta znašala 88.000 ton. Največje države, ki proizvajajo kobaltno rudo v tem obdobju, so bile Demokratična republika Kongo (45.000 ton), Zambija (11.000) in Kitajska (6.200).

Rafiniranje kobalta pogosto poteka zunaj države, kjer se sprva proizvaja koncentrat rude ali kobalta. Leta 2010 so bile države, ki proizvajajo največ količine rafiniranega kobalta, Kitajska (33.000 ton), Finska (9.300) in Zambija (5.000). Največji proizvajalci rafiniranega kobalta vključujejo OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel in Jinchuan Group.

Superalne zlitine, kot je stellit, so največji porabnik kobaltove kovine, saj predstavljajo približno 20% povpraševanja. Pretežno iz železa, kobalta in niklja, vendar vsebuje manjše količine drugih kovin, vključno krom, volfram, aluminij in titan, te visokozmogljive zlitine so odporne na visoke temperature, korozijo in obrabo in se uporabljajo za izdelavo turbinskih rezil za reaktivne motorje, trde strojne dele strojev, izpušne ventile in pištolo sodi.

Druga pomembna uporaba kobalta je v zlitin, odpornih proti obrabi (npr. Vitallium), ki jih lahko najdemo v ortopedskih in zobnih vsadkih, pa tudi pri protetičnih bokih in kolenih.

Trdni metali, pri katerih se kobalt uporablja kot vezni material, porabijo približno 12% celotnega kobalta. Sem spadajo cementne karbide in diamantna orodja, ki se uporabljajo pri rezanju aplikacij in rudarskih orodij.

Kobalt se uporablja tudi za proizvodnjo trajnih magnetov, kot sta prej omenjena magneta AlNiCo in samarij-kobalt. Magneti predstavljajo 7% povpraševanja po kobaltni kovini in se uporabljajo v magnetnih snemalnih medijih, elektromotorjih in generatorjih.

Kljub številnim uporabam kobaltovih kovin je primarna uporaba kobalta v kemičnem sektorju, ki predstavlja približno polovico celotnega svetovnega povpraševanja. Kobaltne kemikalije se uporabljajo v kovinskih katodah polnilnih baterij, pa tudi v petrokemičnih katalizatorjih, keramičnih pigmentih in steklenih sredstvih.

_Viri:

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

_{Davis, Joseph R. ASM Specialty Handbook: Nikelj, kobalt in njihove zlitine. ASM International: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Pregled trga kobalta 2009.}