Кобальт что за металл


описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

В Саксонии с давних времен добывали цветные металлы. Частенько горняки добывали казалось бы серебряную руду, но выплавить серебро не получалось. А при плавке руда выделяла газ, от которого травились рабочие. Такую «нечистую» руду шахтеры называли «кобольд». Считалось, что злые духи подземелий (кобольды) вредят шахтерам, прячут хорошую руду и подсовывают ядовитую.

Отсюда и происхождение названия — кобальт. В этом случае никель и наш герой — родные братья. Оба получили названия от языческих горных духов.

Кто нашел «вредного духа»

История открытия проста. Георг Брандт, шведский химик и минералог (по совместительству начальник Шведского королевского монетного двора) любил мышьяк. Не в смысле гастрономическом, а как ученый. Но в ходе исследований любимого элемента ученый нашел методы получения некоторых металлов, разработал способы получения основных кислот (серной, азотной, соляной). А еще определил, что за вредный дух мешает добывать серебро горнякам.

В руде имелся неизвестный раньше элемент, его Брандт назвал кобальтом. Еще химик выяснил, что соли найденного металла окрашивают стекло в восхитительный синий цвет.

Познавательно: в незапамятные времена в центрах цивилизаций (Египте, Вавилоне) делали стекло и смальту синего цвета.

Мартин Руланд, немецкий врач и алхимик, работавший при дворе императора Рудольфа II, в своем «Алхимическом лексиконе» писал:

 «Кобальт (Koboltum, Kobaltum) или коллет (Colletum) … черная, немного похожая по цвету на золу материя, которую можно ковать и лить, она не обладает металлическим блеском, и представляет собой вредную взвесь, уводящую (при плавке) вместе с дымом хорошую руду». Очевидно, здесь говорится о металлическом кобальте.

Свойства металла

Кобальт — элемент периодической таблицы Менделеева под номером 27. Его относят к металлам, он имеет белый или желтоватый серебристый цвет. Имеет синеватый или розоватый отлив.

Физические свойства металла:

  • плотность 8,9 г/см³;
  • температура плавления 1495°С;
  • кипит при 2870  градусах Цельсия;

Кобальт ферромагнетик, как и два его соседа по таблице Менделеева — железо и никель.

Химические свойства металла обусловлены его степенями окисления — +2, +3, 0.

Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует Co.

Щелочи реагируют с водными растворами солей, при этом образуется гидроксид Со(ОН)2.

Свойства атома
Название, символ, номер Кобальт / Cobaltum (Co), 27
Атомная масса
(молярная масса)
58,933194(4) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 3d7 4s2
Радиус атома 125 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 116 пм
Радиус иона (+3e) 63 (+2e) 72 пм
Электроотрицательность 1,88 (шкала Полинга)
Электродный потенциал E0(Co2+/Co) = −0,277 В
Степени окисления 3, 2, 0, −1
Энергия ионизации
(первый электрон)
 758,1 (7,86) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 8,9 г/см³
Температура плавления 1768 K
Температура кипения 3143 K
Уд. теплота плавления 15,48 кДж/моль
Уд. теплота испарения 389,1 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 24,8[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём 6,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,505 c=4,089 Å
Отношение c/a 1,632
Температура Дебая 385 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 100 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-48-4

Водорастворимые соли кобальта дарят воде розовый цвет. Растворенные в ацетоне, эти соли окрашивают раствор в синий цвет.

Месторождения кобальтсодержащих руд

В природе нахождение таких руд вроде не проблема. Кобальтсодержащих минералов геологи насчитывают более 130. Вопрос в том, сколько именно металла содержит руда.

Собственно кобальтовых минералов всего около 40.

  1. Скуттерит. Содержание Cо до 30%.
  2. Саффлорит-лёллингит. Кобальта в руде до 29%.
  3. Арсенопирит-аллоклазит. В ней искомого металла до 35%
  4. Кобальтин-герсдорфит с содержанием Cо до 35%.

Но в большинстве кобальтсодержащие руды металла содержат до 3%.

Кобальт добывают из сернистых медно-никелевых, окисленных кобальто-медных, силикатно-оксидных никелевых месторождений.

Детский труд на богатейших шахтах

Конго — одна из беднейших и коррумпированных стран. Зато в ее недрах находятся бесценные сокровища. Страна занимает первое место в мире по добыче кобальта (около 60%). Добычу ведут в самодельных шахтах, практически руками и молотком. Треть из работающих в шахтах дети школьного возраста. За 12-ти часовой рабочий день малолетний работник получает 3-4 доллара США.

Остальные страны обделены этим ценным ресурсом:

  • Канада — 6% мировой добычи кобальта.
  • Австралия 4 %.
  • Филиппины 4%.
  • Куба 3%.
  • Замбия 3%.
  • Россия 3%.

Получение и марки кобальта

Получение нашего героя зависит от выплавки… меди и никеля. Наш герой — побочный продукт этих производств. Делается это методами пирометаллургии, выщелачиванием с последующей алюминотермией.

Марка кобальта Вид выпуска, содержание Co
К0 не менее 99,98% Со
виталлиум 62-65% Со
стеллита 50% Со
викаллой 52% Со
К2 не менее 98,3% Со
ПК-1у Порошок металлического кобальта, (Co не меньше 99,35%)

Выпускается в виде проволоки, слитков, полос, пластин.

Чем хорош и плох кобальт

Достоинствам нашего героя позавидуют многие металлы.

  1. Отличная жаропрочность.
  2. Высокие твердость и устойчивость к износу (даже при высоких температурах).
  3. Устойчив к размагничиванию.

Недостаток практически один, но существенный — высокая цена.

Применение металла: инструменты, краски, электроника

Использование кобальта ограничено его ценой, иначе он применялся бы гораздо шире. Но в производстве инструментальных материалах металл необходим. Знаменитый советский сплав «победит» (помните, победитовые сверла) кроме кобальта содержит вольфрам.

Продукция из кобальта и его соединений — это сплавы с особыми свойствами, сердечники электромоторов и трансформаторов.

Квантовые генераторы и усилители, печатные схемы в радиоэлектронике, авиационная и космическая промышленности — везде отметился наш герой.

Не доказано: есть версия, что при аресте у Маты Хари (знаменитой куртизанки, танцовщицы и по совместительству шпионки) нашли пузырек с чернилами, содержащими соли кобальта. Эти чернила проявляют надпись на бумаге только при ее нагревании. Кстати, таким же свойством обладает молоко…

Такие «специальные шпионские» чернила обычному человеку не нужны. Это был повод арестовать Мату Хари.

Синий, желтый, фиолетовый…

Декорирование керамики и стекла началось еще в античные времена. Венеция с ее знаменитыми мастерами по стеклу использовала соли кобальта для окраски стеклянных изделий в глубокий синий цвет. И не только синий. Фосфорнокислая соль имеет фиолетовый цвет; соль Фишера — желтый; сульфат кобальта ярко-розового цвета, есть соль зеленая. Все эти соли применяют в производстве масляных красок и для росписи фарфоровых изделий.

Бесценные вазы, чаши, шкатулки эпохи Мин украшают крупнейшие музеи и редкие частные коллекции. Вся эта керамика украшена голубой росписью кобальтовых красок.

Познавательно: сохранился синий египетский кувшин (стекло окрашено солями кобальта). Кувшинчик сделали в ХV в. до нашей эры. Существуют и стекловидные голубые кирпичи, содержащие соли нашего героя.

От кобальтовой пушки до домика в деревне

Изотоп 60Co — источник гамма-излучения. У него довольно широкий спектр применения:

  1. В медицине «кобальтовая пушка» для лучевой терапии опухолей.
  2. В дефектоскопах.
  3. Для уничтожения насекомых в зерне.
  4. Для стерилизации инструментов.

Биологическая роль металла велика, но тут действует принцип «в капле лекарство, в ложке яд».

Наш герой — необходимый компонент витамина В-12, его недостаток вызывает болезни у людей и животных.

Препараты с кобальтом — необходимая составляющая комбикормов. Добавьте немного солей кобальта в любимый пруд, и получите хороший прирост рыбы.

Познавательно: в России велика площадь земель с пониженным содержанием металла кобальта. Если на такой земле стоит ваш домик в деревне, пасутся коровы и козы — не избежать проблем со здоровьем животных (и потребителей продуктов животноводства).

Применение кобальта в электронике необходимо. Батарейки, аккумуляторы, некоторые детали электроники невозможно сделать без кобальта.

Металлический порошок используют как катализатор при синтезе бензина, производстве маргаринов и спредов.

Вперед, к электромобилю

Автомобили с ДВС морально устарели, опасны в плане экологии. В общем, пора переходить на электромобили. Мешает массовому переходу на электромобили …кобальт. Вернее, литий-ионные аккумуляторы, где этот металл нужен, причем в немалых количествах. Правда, производители аккумуляторов ищут пути к уменьшению в них содержания драгоценного металла.

Аналитики считают, что лет через 20 треть автомобилей в мире будут работать на электричестве.

Наши любимые кошки: зачем им наш герой?

Им-то он точно не нужен. Нужен их хозяевам. Дорогие наполнители для кошачьих лотков (туалетов) содержат «индикатор влажности» — цветные кусочки соли двухвалентного кобальта. Его особенность  — менять цвет с синего на розовый при увлажнении. То бишь, справила ваша кошечка малые дела в лоток, и индикаторные кусочки изменили цвет. Меняйте наполнитель.

Сплавляем металлы

В сверхлегированных никелевых сплавах наш герой занимает почетное место.

Для промышленности характеристики сплавов просто блестящие. Они бывают жаропрочными, износостойкими, сверхтвердые.

Сверхтвердые стеллитовые сплавы содержат кобальт и хром.

Как легирующая добавка наш герой входит в состав быстрорежущих инструментальных сталей, но в них целое содружество металлов:

  • вольфрам 15-19%;
  • кобальт 5-13%;
  • хром 4%;
  • ванадий 1%.

Дисперсионно закаленные сплавы нержавейки применяют для изготовления приводов, клапанов и в нефтяной промышленности.

Ферромагнитные свойства металла используют в сплавах с самарием. Кобальт-самариевые магниты имеют большую магнитную силу, чем ферритовые и могут работать при высоких температурах.

Цена металла на LME

Стоимость тонны кобальта на Лондонской бирже металлов составляет 29500,0 US$ (цена указана на 27.05.2020).

Кобальт

Химический элемент кобальт относится к переходным металлам. Он был открыт в 1735 году Джорджем Брандтом.

Зона данных

Классификация: Кобальт - переходный металл
Цвет: голубовато-белый
Атомный вес: 58.9332
Состояние: твердый
Температура плавления: 1495 o C, 1768 K
Температура кипения: 2930 o C, 3203 K
Электронов: 27
Протонов: 27
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 32
Электронные оболочки: 2,8,15,2
Электронная конфигурация: [Ар] 3d 7 4s 2
Плотность при 20 o C: 8.90 г / см 3
Подробнее: Теплота, энергия, окисление, реакции,
соединения, радиусы, проводимости
Атомный объем: 6,7 см 3 / моль
Состав: hcp: шестигранник закрытый pkd
Твердость: 5,0 МОС
Удельная теплоемкость 0,42 Дж г -1 К -1
Теплота плавления 16.190 кДж моль -1
Теплота распыления 426 кДж моль -1
Теплота испарения 373,3 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 758,4 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1646 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 3232.2 кДж моль -1
Сродство к электрону 63,8 кДж моль -1
Минимальная степень окисления -1
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 5
Макс. общее окисление нет. 3
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,88
Объем поляризуемости 7.5 Å 3
Реакция с воздухом мягкий, б / н? Co 3 O 4
Реакция с 15 M HNO 3 бодрый,? Co (НЕТ 3 ) 2 , НЕТ x
Реакция с 6 M HCl мягкий,? H 2 , CoCl 2
Реакция с 6 М NaOH
Оксид (оксиды) CoO, Co 3 O 4
Гидрид (ы) Нет
Хлорид (ы) CoCl 2
Атомный радиус 135 вечера
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов) 83.20:00
Ионный радиус (3+ ионов) 71,8 вечера
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 100 Вт м -1 К -1
Электропроводность 17,9 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 1495 o C, 1768 K

Открытие кобальта

С давних времен соединения кобальта использовались для производства синего стекла и керамики.

Элемент был впервые выделен шведским химиком Джорджем Брандтом в 1735 году. Он показал, что синий цвет в стекле вызвал присутствие элемента кобальта, а не висмута, как считалось ранее.

Примерно в 1741 году он писал: «Поскольку существует шесть видов металлов, я также показал с помощью надежных экспериментов ... что есть также шесть видов полуметаллов: новый полуметалл, а именно кобальт регулюс в дополнение к ртути, висмут, цинк, а также сурьма и мышьяк ».

Слово кобальт происходит от немецкого «кобольд», что означает гоблин или эльф.Изображение кобальта ниже принадлежит Бену Миллсу.

Добавление HCl изменяет равновесие и цвет раствора хлорида кобальта. HCl, добавленный к раствору Co 2+ , окрашенному в розовый цвет, приводит к образованию окрашенного в синий цвет раствора ионов CoCl 4 2-. Реакция обратима, и цвета могут переключаться туда и обратно при изменении концентрации Cl - .

Электронные оболочки кобальта

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Кобальт и его соединения считаются слаботоксичными при контакте с кожей и умеренно токсичными при проглатывании.

Характеристики:

Кобальт - это голубовато-белый, блестящий, твердый и хрупкий металл. Он ферромагнитен.

Металл химически активен, образует множество соединений. Кобальт остается магнитным до самой высокой температуры из всех магнитных элементов (его точка Кюри составляет 1121 o C).

Использование кобальта

Кобальт используется в сплавах для деталей авиационных двигателей и в сплавах, устойчивых к коррозии / износу.

Кобальт широко используется в аккумуляторах и в гальванике.

Соли кобальта используются для придания синего и зеленого цвета стеклу и керамике.

Радиоактивный 60 Co используется при лечении рака.

Кобальт необходим для многих живых существ и входит в состав витамина B 12 .

Кобальт также используется в самарий-кобальтовых постоянных магнитах. Они используются в гитарных звукоснимателях и высокоскоростных моторах.

Численность и изотопы

Изобилие земной коры: 25 частей на миллион по весу, 8 частей на миллион по молям

Полнота солнечной системы: 4 части на миллион по весу, 0.7 частей на миллион по молям

Стоимость, чистая: 21 доллар за 100 г

Стоимость, оптом: 4,40 доллара за 100 г

Источник: Кобальт как свободный элемент в природе не встречается. Встречается в минеральных рудах. Основными рудами кобальта являются кобальтит (CoAsS), эритрит (гидратированный арсенат кобальта), глаукодот (Co, Fe) AsS и скуттерудит (Co, Ni) As 3 . Кобальт обычно производится как побочный продукт добычи никеля и меди.

Изотопы: Кобальт имеет 22 изотопа, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 50 до 72.Встречающийся в природе кобальт состоит из одного стабильного изотопа 59 Co.

. .

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Кобальт (химическое обозначение Co ) - химический элемент. Он имеет атомный номер 27 и атомную массу около 59. Это металл.

Хлорид кобальта (II) с водой Хлорид кобальта (II) без воды

Кобальт - переходный металл. Он блестящий и проводит электричество. Он магнитный. Это твердый металл. Умеренно реактивный. Железо более реактивно, а медь менее реактивно. Медленно растворяется в кислотах.В этой реакции образуется водород и соль кобальта. Кобальт обычно находится в степени окисления +2 как ион. Некоторые химические соединения содержат ионы кобальта в степени окисления +4. Хлорид кобальта (II) - одно из наиболее распространенных соединений кобальта. Многие соединения кобальта имеют голубой или розовый цвет. Один из них черный.

Химические соединения [изменить | изменить источник]

Кобальт бывает двух степеней окисления +2 и +3. Большинство растворимых соединений кобальта имеют красный цвет. Они также могут быть зелеными, синими, коричневыми и черными.

Соединения кобальта (II)
Смешанная степень окисления
Соединения кобальта (III)

Кобальт слишком реактивен, чтобы встречаться в земле как чистый элемент. Он содержится в некоторых минералах. Встречается с месторождениями меди и никеля. Обычно три металла связаны с мышьяком и серой. Большая часть добычи кобальта находится в Центральной Африке.

Обнаруживается как побочный продукт (остаточное вещество) при производстве меди и никеля.Он образуется в результате реакции с осадком от обработки меди и никеля.

Стекло окрашено кобальтом. Кобальт чаще всего ассоциируется с синим и серым цветом. Здесь показан синий цвет.

Кобальт используется в некоторых типах стали. Он упрочняет сталь. Он также используется для изготовления очень прочных вязких сплавов. Эти сплавы известны как суперсплавы. Некоторые соединения кобальта используются в литий-ионной батарее. Соединения кобальта использовались в качестве искусственного пищевого красителя до 1971 года. Было обнаружено, что он оказывает вредное воздействие.Он используется для придания стеклу синего цвета. Он также используется в качестве катализатора. Он также используется в некоторых лекарствах.

Организм человека нуждается в небольшом количестве кобальта для получения определенных витаминов. Соединения кобальта используются для предотвращения отравления цианидом организма.

Людям необходимы соединения кобальта в небольших количествах, но кобальт в больших количествах токсичен. Иногда в пиво добавляли соединения кобальта, и люди, которые его пили, травились. При прикосновении может вызвать раздражение кожи.

.

Определение кобальта, Факты, Символ, Открытие, Собственность, Использует

Что такое кобальт

Кобальт (произношение: КО-болт) - твердый, блестящий серебристо-синий элемент, принадлежащий к группе переходных металлов, и представлен химическим символом Co [1, 2, 3] . Он химически активен и может образовывать множество соединений [4] . Это ферромагнитный металл, который может быть намагничен и сплавлен с никелем и алюминием для создания мощных магнитов [1, 4] .

Кобальтовый символ

Изотопы

Он имеет один стабильный, встречающийся в природе изотоп, 59 Co и 28 радиоизотопов, из которых наиболее стабильными являются 60 Co, 57 Co, 56 Co и 58 Co с периодом полураспада 5,2714 лет, 271,8 дня, 77,27 дня и 70,86 дня соответственно [5] . Периоды полураспада других его радиоизотопов составляют менее 18 часов [5] .

Где находится кобальт

Кобальт естественным образом встречается в минеральных рудах в сочетании с другими элементами, такими как кобальтит (сульфид, содержащий кобальт, мышьяк, железо и никель), эритрит (гидратированный арсенат кобальта) и скуттерудит (арсенат кобальта) [1] .Обычно его получают как побочный продукт при добыче меди и никеля [1, 4] .

Марганцевые конкреции, обнаруженные на дне океана, представляют собой огромные запасы переходных металлов, содержащих тонны кобальта [1] . В тройку крупнейших держателей запасов кобальта входят Демократическая Республика Конго (ДРК), Австралия и Куба, а в тройку крупнейших производителей входят ДРК, Китай и Замбия [1] .

Кобальт

История

Происхождение названия : Название происходит от «kobald», что по-немецки означает «гоблин», и от «cobalos», греческого слова, означающего «мой» [1, 2] .

Кто его открыл : Элемент был обнаружен шведским химиком и минералогом Георгом Брандтом [1] .

Когда и как было обнаружено

В гробнице Тутанхамона, древнего египетского фараона, правившего в 1361–1352 годах до нашей эры, был предмет из темно-синего стекла, сделанный из кобальта [1] . В Китае кобальтовый синий использовался для изготовления глазурей для керамики [1] .

Помимо древнего происхождения, его недавнее открытие относится к 1730-м годам, когда Георг Брандт интересовался голубой рудой из некоторых местных рудников [1] .Наконец, ему удалось доказать, что голубая руда содержит новый металл [1] . Он описал его свойства и опубликовал результаты в 1739 [1, 3] .

Его открытие было спорным, так как другие химики много лет оспаривали его открытия. [1] . Однако его коллега, шведский химик Торберн Бергман, провел дальнейшие исследования и подтвердил открытие Георга Брандта в 1780 г. [1, 3] .

Идентификация кобальта

Атомный номер 27 [1]
Номер CAS 7440-48-4 [1]
Позиция в таблице Менделеева Группа Период Блок
9 [1] 4 [1] д [1]

Где находится кобальт в Периодической таблице?

Свойства и характеристики кобальта

Общие свойства

Относительная атомная масса 58.933 [1]
Атомная масса 58,933 а.е.м. [1]
Молярная масса 58,9331950 ± 0,0000050 г / моль [6]
Молекулярный вес 58,933 г / моль [7]

Физические свойства

Цвет Серебристо-голубой, голубовато-белый [1, 4]
Температура плавления / замерзания 1495 ° C, 2723 ° F [1]
Температура кипения 2927 ° C, 5301 ° F [1]
Плотность 8.86 г см -3 [1]
Состояние вещества при комнатной температуре (твердое тело / жидкость / газ) цельный [1, 4]
Твердость
- Бринелл 700 МПа [8]
- Моос 5 [8]
- Виккерс 1043 МПа [8]
Электропроводность 1.7 X 10 7 См / м [8]
Ионный заряд 3+ [9]
Теплопроводность (теплопроводность) 100 Вт / (м · К) [8]
Удельная теплоемкость 421 Дж кг -1 К -1 [1]
Объемный модуль Неизвестно [1]
Модуль сдвига Неизвестно [1]
Модуль Юнга Неизвестно [1]
Давление пара
- Температура (К) 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
- Давление (Па) 2.09 Х 10 -10 1,00 Х 10 -6 4,19 Х 10 -4 0,0379 1,15 16

Химические свойства

Степени окисления 3, 2, 0, -1 [1]
Изотопы Изотоп Масса Обилие (%) Период полураспада Тип распада
59 Co 58.933 100

Точечная структура кобальта Льюиса

Атомные данные кобальта (элемент 27)

Валентные электроны 9 [10]
Квантовые числа
- н. 3 [11]
2 [11]
- м -1 [11]
- м с -1/2 [11]
Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа) [Ar] 3d 7 4s 2 [1]
Атомная структура
- Количество электронов 27 [4]
- Количество нейтронов 32 [4]
- Число протонов 27 [4]
Радиус атома
- Атомный радиус 2.00 Å [1]
- Ковалентный радиус 1,18 Å [1]
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1.88 [1]
Сродство к электрону 63,873 кДж моль -1 [1]
Энергия ионизации (кДж моль -1 ) 1-й 2-я 3-й 4-я 5-я 6-я 7-й 8-й
760.402 1648.356 3232,3 4949,7 7670,6 9842 12437 15225,4

Кобальтовая электронная конфигурация (модель Бора)

Что такое кобальт, используемый в

  • Кобальт легирован для использования в газотурбинных генераторах и реактивных турбинах из-за его высокотемпературной прочности и устойчивости к коррозии [1, 4] .
  • Кобальт из-за его твердости и привлекательного внешнего вида изредка используется в гальванике. [1] .
  • Он обычно используется в качестве катодного материала в литий-ионных батареях [4] .
  • Соли кобальта используются для придания насыщенного синего цвета стеклу, фарфору, керамике, эмали и краскам [1] .
  • Радиоактивный 60 Co используется для лечения рака, а также при облучении пищевых продуктов для борьбы с патогенами и продления срока хранения [1] .
  • Суперсплавы стеллита, состоящие из хрома, кобальта и вольфрама, используются для изготовления жаропрочных и износостойких режущих инструментов [2] .

Токсичность кобальта и последствия для здоровья

Отравление кобальтом может иметь место при случайном проглатывании, дыхании или попадании его на кожу в больших количествах [12] . В больших количествах кобальт может быть канцерогенным для человека и некоторых животных [1] .

Он содержится в следовых количествах в организме человека и является важным компонентом витамина B12 [1] . Некоторым животным также дают небольшие дозы кобальта для предотвращения дефицита у них минералов [1] .

Минерал кобальта (кобальтит)

Интересные факты

  • Кобальт графически представлен «кобольдом» или гоблином (считавшимся неприятным для средневековых немецких шахтеров) на фоне китайского фарфора, имея в виду его использование в качестве глазури для керамики в древнем Китае [1] .
  • Кобальт может сохранять свои магнитные свойства до температуры (точка Кюри) 1121 ° C (2049,8 ° F), самой высокой из всех ферромагнитных элементов [3, 4] .
  • В 2010 году немецкие ученые использовали атом кобальта, чтобы сделать первые снимки изменения спина [3] .

Цена кобальта

Стоимость чистого кобальта составляет около 0,21 доллара за грамм, а в больших количествах он стоит около 0,044 доллара за грамм [4] .

Ссылки

  1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/27/cobalt
  2. https://education.jlab.org/itselemental/ele027.html
  3. https: //www.livescience.ru / 29275-cobalt.html
  4. https://www.chemicool.com/elements/cobalt.html
  5. https://education.jlab.org/itselemental/iso027.html
  6. https://www.webqc.org/molecular-weight-of-Co%28cobalt%29.html
  7. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/cobalt#section=Top
  8. http://periodictable.com/Elements/027/data.html
  9. http://www.gpb.org/files/pdfs/gpbclassroom/chemistry/ionicChargesChart.pdf
  10. http://dwb4.unl.edu/Chem/CHEM869B/CHEM869BLinks/learn.Chem.vt.edu/tutorials/bonding/valence.html
  11. http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Co&language=en
  12. https://medlineplus.gov/ency/article/002495.htm
.

обработка кобальта | Использование, предложение и факты

Обработка кобальта , подготовка металла для использования в различных продуктах.

Ниже 417 ° C (783 ° F) кобальт (Co) имеет стабильную гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру. При более высоких температурах до точки плавления 1495 ° C (2723 ° F) стабильная форма имеет гранецентрированную кубическую форму. Металл содержит 12 радиоактивных изотопов, ни один из которых не встречается в природе. Наиболее известен кобальт-60 с периодом полураспада 5,3 года, который используется в медицине и промышленности.

Из трех обычных ферромагнитных металлов (железо, никель и кобальт) кобальт имеет наивысшую точку Кюри (то есть температуру, выше которой его магнитные свойства ослабляются). Он уникален тем, что, добавленный в умеренных количествах к железу, он увеличивает намагниченность насыщения этого металла (предел, до которого можно поднять его магнитные свойства). Магнитные сплавы являются наиболее важным применением кобальта.

Второй по важности выпуск кобальта - это производство жаропрочных сплавов, в которых он улучшает жаропрочность и коррозионную стойкость сплавов на основе более распространенных металлов, особенно никеля и хрома.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

История

Руды, содержащие кобальт, использовались с древних времен в качестве пигментов для придания синего цвета фарфору и стеклу. Однако только в 1742 году шведский химик Георг Брандт показал, что синий цвет обусловлен ранее не идентифицированным металлом - кобальтом.

В 1874 году добыча кобальта на европейских месторождениях была превзойдена производством Новой Каледонии, и примерно в 1905 году канадские руды заняли первое место.Конго (Киншаса) является доминирующим мировым производителем с 1920 года. В начале 21 века Китай был ведущим производителем очищенного кобальта, большая часть которого происходила из Конго (Киншаса). Другие важные производители включали Россию, Австралию и Филиппины.

До Первой мировой войны большая часть мирового производства кобальта потреблялась в керамической и стекольной промышленности. Кобальт в форме оксида кобальта служил красителем. С тех пор все большее количество использовалось в магнитных и жаропрочных сплавах и в других металлургических применениях; около 80 процентов продукции теперь используется в металлическом состоянии.

Руды

Практически весь кобальт встречается в составе медных, никелевых или медно-никелевых руд.

В медно-кобальтовых рудных телах Центральной Африки и России кобальт встречается в виде сульфидов (карроллит, линнеит или зигенит), оксидных минералов гетерогенита (гидратированный оксид кобальта) и асболита (смесь оксидов марганца и кобальта) и карбонатный сферокобальтит. На медно-никелево-железных сульфидных рудниках Канады, Австралии, России и других регионов кобальт присутствует вместо никеля во многих минералах.

Арсениды кобальта, такие как смальтит, сафлорит и скуттерудит, вместе с сульфоарсенидным кобальтитом и арсенатным эритритом, добываются в Марокко и в гораздо меньших масштабах во многих других странах. Это единственные первичные кобальтовые руды.

Огромные никельсодержащие месторождения, обнаруженные в Новой Каледонии, Кубе, Селебесе (Индонезия) и других регионах, содержат небольшое количество кобальта в виде оксидных минералов, таких как асболит.

Несколько месторождений пирита (дисульфида железа), добываемых из-за содержания серы, содержат достаточно кобальта, чтобы гарантировать извлечение последнего из обожженных остатков.Сульфиды кобальта иногда встречаются в свинцово-цинковых месторождениях в количествах, достаточных для их извлечения.

Наиболее важные источники сульфидов, медно-кобальтовые руды Конго (Киншаса) и Замбии, обрабатываются обычным способом с получением медно-кобальтового концентрата. Затем его обрабатывают флотацией для отделения обогащенного кобальтом концентрата для обработки в кобальтовом контуре. Разделительная флотация использует пневматическое и механическое перемешивание для образования пузырьков воздуха, которые переносят минеральные частицы на поверхность.Для привлечения минералов кобальта к пузырькам используются разные реагенты, а не медь. Кобальтовые концентраты, которые могут содержать до 15 процентов кобальта, затем подвергаются дальнейшей переработке с использованием пирометаллургических или гидрометаллургических процессов экстракции.

Добыча и рафинирование

При переработке меди и никеля

Кобальт, содержащийся в медном концентрате и выплавленный с ним, окисляется вместе с железом во время окончательного преобразования в черновую медь.Затем он попадает в слой шлака, который можно обрабатывать отдельно, обычно в электрической печи, и кобальт восстанавливается путем восстановления углеродом до сплава медь-железо-кобальт. При плавке никеля большая часть кобальта извлекается во время электролитического рафинирования никеля путем осаждения из раствора, обычно в виде гидроксида кобальта. Но даже при плавке никеля кобальт начинает окисляться раньше никеля, и его можно извлечь из окончательного конвертерного шлака. При выщелачивании никеля под давлением аммиаком кобальт извлекают из раствора восстановлением водородом под давлением.На нефтеперерабатывающих заводах, использующих хлоридное выщелачивание никелевого штейна, экстракция растворителем используется для удаления кобальта непосредственно из насыщенного раствора. Полученный концентрированный раствор после некоторой очистки пригоден для извлечения кобальта электролитическим извлечением.

Из руд

Для медно-кобальтовых руд сульфидный концентрат обжигается в контролируемых условиях, чтобы преобразовать большую часть сульфида кобальта в растворимый сульфат, при этом сводя к минимуму превращение меди и железа в их водорастворимые состояния.Продукт выщелачивают, полученный раствор обрабатывают для удаления меди и железа, а кобальт, наконец, извлекают электролизом. Если медная и кобальтовая руды находятся в окисленном состоянии, медь можно удалить электролизом в растворе серной кислоты, а кобальт осажден из отработанного электролита путем регулирования кислотности раствора. Кобальт снова в конечном итоге получают в металлическом состоянии электролизом.

Кобальтовые концентраты из арсенидных руд можно обжигать так же, как сульфидные концентраты, чтобы удалить мышьяк в виде нечистого триоксида мышьяка.В качестве альтернативы их можно выщелачивать и осаждать кобальт водородом, как в случае концентратов сульфида никеля.

.

Смотрите также