Kobalt je sjajni, krhki metal koji se koristi za proizvodnju jakih, korozijskih i toplotno otpornih legura , trajnih magneta i tvrdih metala.
Nekretnine
- Atomski simbol: Co
- Atomski broj: 27
- Atomska masa: 58.93g / mol
- Element Kategorija: Prelazni metal
- Gustina: 8,86 g / cm 3 na 20 ° C
- Tačka topljenja: 2723 ° F (1495 ° C)
- Tačka ključanja: 5301 ° F (2927 ° C)
- Tvrdoća Moha: 5
Karakteristike
Srebrobojni metal kobalta je krhka, ima visoku tačku topljenja i vrednuje se zbog njegove otpornosti na habanje i sposobnosti da zadrži svoju čvrstoću na visokim temperaturama.
To je jedan od tri prirodno prisutna magnetska metala ( gvožđe i nikal su druga dva) i zadržava svoj magnetizam na višoj temperaturi (2012 ° F, 1100 ° C) od bilo kog drugog metala. Drugim riječima, kobalt ima najvišu tačku kurije svih metala. Kobalt takođe ima vrijedna katalitička svojstva
istorija
Reč kobalt datira iz nemačkog pojma kobold iz šesnaestog veka, što znači goblin ili zli duh. Kobold je bio korišćen da opiše kobaltove rude koji su, dok su bili topljeni zbog sadržaja srebra, odustali od otrovnog arzenovog trioksida.
Najranija primena kobalta bila je u jedinjenjima koja se koriste za plave boje za keramiku, staklo i glazure. Egipćana i vavilonska keramika obojena kobaltom mogu se datiraju u 1450. pne
1735. godine švedski hemičar Georg Brandt prvi je izolovao element od bakra . Pokazao je da je plavi pigment nastao iz kobalta, a ne arsena ili bizmuta kao što su alhemičari prvobitno verovali.
Nakon izolacije, metal kobalta je ostao rijetko i retko se koristio do 20. veka.
Ubrzo nakon 1900. godine, američki automobilski preduzetnik Elwood Haynes razvio je novu leguru otpornu na koroziju, koju je nazvao stellite. Patentirana 1907. godine, stelinske legure sadrže visok sadržaj kobalta i hroma i potpuno su nemagnetne.
Još jedan značajan razvoj kobalta dolazi sa stvaranjem magneta aluminijum- nikel-kobalt (AlNiCo) u 1940-im. AlNiCo magneti bili su prva zamjena elektromagneta. Industrija se 1970. godine transformisala razvojem magnetima samarijuma i kobalta, što je obezbedilo ranije nedosljedive gustine energije magneta.
Industrijski značaj kobalta rezultirao je u Londonskoj metalni berzi (LME) uvođenju ugovora o kobaltovom fjučersu u 2010. godini.
Proizvodnja
Kobalt se prirodno javlja kod nikl-lentita i nikl-bakarnih sulfida i, stoga, najčešće se ekstrahuje kao nusproizvod nikla i bakra. Prema Institutu za razvoj kobalta, oko 48% proizvodnje kobalta potiče iz rude nikla, 37% iz bakarnih ruda i 15% iz proizvodnje primarnog kobalta.
Glavne rude kobalta su kobaltit, eritrit, glaukodot i skutterudit.
Tehnika ekstrakcije koja se koristi za proizvodnju rafinisanog kobalt metala zavisi od toga da li je materijal za hranjenje u obliku (1) bakar-kobalt sulfidne rude, (2) koncentrat kobalt-nikl sulfida, (3) arsenidna ruda ili (4) nikl-laterit ruda:
- Posle bakarnih katoda proizvedeni su od bakarnih sulfida koji sadrže kobalt, zajedno sa ostalim nečistođima ostaju na potrošenom elektrolitu. Nečistoće (gvožđe, nikal, bakar, cink ) se uklanjaju i kobalt se obori u njegovom hidroksidnom obliku koristeći kreč. Kobalt metali se onda mogu rafinirati od ovoga koristeći elektrolizu, pre nego što budu srušeni i degazirani, kako bi se proizveli čisti, komercijalni metal.
- Rudovi nikel sulfida koji sadrže koobalt se tretiraju korišćenjem procesa Sherritt, nazvanu po Sherrit Gordon Mines Ltd. (sada Sherritt International). U ovom procesu, sulfidni koncentrat koji sadrži manje od 1% kobalta je pritisak izliven na visokim temperaturama u rastvoru amonijaka. Oba bakra i nikla su uklonjena u nizu hemijskih procesa redukcije, ostavljajući samo nikljeve i kobaltne sulfide. Izlivanje tlaka sa vazduhom, sumpornom kiselinom i amonijakom oporavlja više nikla pre nego što se kobaltni prah dodaje kao seme da precipiti kobalt u atmosferi vodonika.
- Arsenidne rude su pržene da uklone većinu oksida arsena. Rude se nakon toga tretiraju sa hlorovodoničnom kiselinom i hlorom, ili sa sumpornom kiselinom, kako bi se stvorio rastvor za ispiranje koji se prečisti. Od ovog kobalta se oporavlja elektro-rafinisanjem ili karbonatnim padavinama.
- Lateksne rude nikl-kobalta mogu se rastopiti i razdvajati pomoću pirometalurških tehnika ili hidrometalurških tehnika koje koriste rastvore sumporne kiseline ili amonijaka.
Prema procenama američkog geološkog istraživanja (USGS), globalna proizvodnja rude od kobalta iznosila je 88.000 tona u 2010. godini. Najveće zemlje za proizvodnju kobaltne rude u tom periodu bile su Demokratska Republika Kongo (45.000 tona), Zambija (11.000) i Kina (6.200 ).
Rafiniranje kobalta često se odvija izvan zemlje u kojoj se prvobitno proizvodi rudo ili koncentrat kobalta. U 2010. godini zemlje koje proizvode najveće količine rafinisanog kobalta su Kina (33.000 tona), Finska (9.300) i Zambija (5.000). Najveći proizvođači rafinisanog kobalta uključuju OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel i Jinchuan Group.
Aplikacije
Superzlitine, kao što je stellite, najveći su potrošači kobalt metala, čineći oko 20% potražnje. Pretežno izrađeni od gvožđa, kobalta i nikla, ali koji sadrže manje količine drugih metala, uključujući hrom , volfram , aluminijum i titan , ove legure visokih performansi su otporne na visoke temperature, koroziju i habanje i koriste se za proizvodnju turbinskih lopatica za mlazni motori, delovi za čvrstu masinu, izduvni ventili i cevi za pištolje.
Još jedna važna upotreba kobalta je od legura otpornih na habanje (npr. Vitallium), koja se može naći u ortopedskim i zubnim implantatima, kao i protetičkim kukovima i kolenima.
Čvrsti metali, u kojima se kobalt koristi kao vezujući materijal, troši oko 12% ukupnog kobalta. To uključuje cementirane karbide i dijamantske alate koji se koriste za sečenje aplikacija i rudarskih alata.
Kobalt se takođe koristi za proizvodnju trajnih magneta, kao što su prethodno pomenuti AlNiCo i magneti sa samarijim-kobaltom. Magneti čine 7% potražnje od kobalt metala i koriste se u magnetnim medijima za snimanje, elektromotorima, kao i generatorima.
Uprkos mnogim upotrebama kobalt metala, primarne aplikacije kobalta su u hemijskom sektoru, što čini oko polovine ukupne globalne tražnje. Kobalt hemikalije se koriste u metalnim katodama baterija koje se mogu puniti, kao iu petrohemijskim katalizatorima, keramičkim pigmentima i dekolorizatorima stakla.
Izvori:
Mladi, Roland S. Kobalt . Njujork: Reinhold Publishing Corp. 1948.
Davis, Joseph R. ASM Specijalni Priručnik: Nikal, Kobalt i njihove legure . ASM International: 2000.
Darton Commodities Ltd .: Kobalt Market Review 2009 .