Kóbalt er glansandi, brothætt málmur sem er notað til að framleiða sterka, tæringu og hitaþolna málmblöndur , varanlegir segullar og hörð málmar.
Eiginleikar
- Atomic Tákn: Co
- Atómnúmer: 27
- Atómsmassi: 58,93 g / mól
- Element Flokkur: Transition málmur
- Density: 8.86g / cm3 at 20 ° C
- Bræðslumark: 2723 ° F (1495 ° C)
- Sjóðpunktur: 5301 ° F (2927 ° C)
- Moh er hörku: 5
Einkenni
Silfurlitað kóbaltmálmur er skothætt, hefur hátt bræðslumark og er metið fyrir slitþol og getu til að viðhalda styrk við háan hita.
Það er einn af þremur náttúrulegum segulmálmum ( járn og nikkel eru hinir tveir) og heldur segulmagnaðir sínar við hærra hitastig (2012 ° F, 1100 ° C) en nokkur önnur málmur. Með öðrum orðum, kóbalt hefur hæsta Curie Point allra málma. Kóbalt hefur einnig dýrmæta hvata
Saga
Orðið kóbalt er aftur á sextándu aldar þýska hugtakið kobold , sem þýðir goblin eða illan anda. Kobold var notað til að lýsa kóbalt málmgrýti sem gaf af sér eitruð arsen tríoxíð meðan þau voru smelted fyrir silfursinnihald þeirra.
Fyrsta notkun kóbalts var í efnasamböndum sem notuð voru fyrir bláa litarefni fyrir leirmuni, gler og gljáa. Egyptaland og Babylonian leirmuni litað með kóbalt efnasambönd geta verið dagsett aftur til 1450 f.Kr.
Árið 1735 var sænska efnafræðingur Georg Brandt fyrstur til að einangra frumefnið úr koparmalm. Hann sýndi að bláa liturinn kom upp úr kóbalti, ekki arsen eða bismút sem alchemists trúðu upphaflega.
Eftir einangrun þess varð kóbalt málmur sjaldgæft og var sjaldan notað til 20. aldar.
Stuttu eftir 1900 þróaði American frumkvöðull frumkvöðull Elwood Haynes nýja tæringarþolnu álfelgur, sem hann nefnt stellite. Einkaleyfishafi árið 1907 inniheldur stellít málmblöndur mikið kóbalt og króm innihald og eru algjörlega ekki segulmagnaðir.
Annar mikilvægur þróun fyrir kóbalt kom með því að búa til ál- nickel-kóbalt (AlNiCo) segull á 1940s. AlNiCo segulmagnaðir voru fyrsta skipti um rafsegul. Árið 1970 var iðnaðurinn umbreyttur frekar með því að þróa samarium-kóbaltmagnet, sem veitti áður óviðunandi segulmagnsþéttleika.
Iðnaðar mikilvægi kóbalt leiddi til London Metal Exchange (LME), sem kynnti samninga um kopar framtíðarsamninga árið 2010.
Framleiðsla
Kóbalt kemur náttúrulega fram í nikkelbearandi sítítum og nikkel-kopar súlfíð innlán og er því oftast dregin út sem aukaafurð nikkel og kopar. Samkvæmt Cobalt Development Institute, um 48% af kóbaltframleiðslu stafar af nikkelmalm, 37% af koparmalm og 15% frá aðal kóbaltframleiðslu.
Helstu málmgrýti kóbalt eru kóbaltít, erythrite, glaucodot og skutterudite.
Útdráttaraðferðin, sem notuð er til að framleiða hreinsað kóbaltmálm, fer eftir því hvort fóðurefnið er í formi (1) kopar-kóbalsúlfíðmalm, (2) kóbaltníklsúlfíðþykkni, (3) arseníðmalm eða (4) nikkel-sítíð málmgrýti:
- Eftir að koparskautar eru framleiddir úr koparsúlfötum sem innihalda kobólalt, eru kóbalt ásamt öðrum óhreinindum eftir á eftirtöldum raflausnum. Óhreinindi (járn, nikkel, kopar, sink ) eru fjarlægðar og kóbalt fellur út í hýdroxíðformi með kalki. Kobaltmálmur er síðan hægt að hreinsa úr þessu með því að nota rafgreiningu áður en hún er mulin og gufuð til að framleiða hreint, viðskiptaleg málm.
- Kobalt-innihalda nikkel súlfíð málmgrýti eru meðhöndluð með Sherritt aðferð, nefnd eftir Sherrit Gordon Mines Ltd (nú Sherritt International). Í þessu ferli er súlfíðþykkni sem inniheldur minna en 1% kóbalt þrýsting lekið við hátt hitastig í ammoníaklausn. Bæði kopar og nikkel eru bæði fjarlægðar í röð efnafræðilegrar lækkunarferla, þannig að aðeins er nikkel og kóbalsúlfíð. Þrýstingur útskolun með lofti, brennisteinssýru og ammoníaki endurheimtir meira nikkel áður en kóbaltduft er bætt við sem fræ til að botnfella kóbalt í vetnisgassdrætti.
- Arseníðmalm eru brennt til að fjarlægja meirihluta arsenoxíðs. Málmgrýti er síðan meðhöndlað með saltsýru og klór, eða með brennisteinssýru, til að búa til leklausn sem er hreinsuð. Frá þessu kóbalti er batna með rafmynstri eða karbónat úrkomu.
- Nítró-kóbalt sítrónutré getur annaðhvort brætt og aðskilið með því að nota pírómetallurgræðilegar aðferðir eða vökvaþvottastarfsemi, sem nota brennisteinssýru eða ammoníak leka lausnir.
Samkvæmt áætlun bandarískrar jarðfræðilegrar rannsóknar (USGS) var heildarframleiðsla kóbalt 88.000 tonn árið 2010. Stærstu kóbaltarframleiðslulöndin á þessu tímabili voru Lýðveldið Kongó (45.000 tonn), Sambía (11.000) og Kína (6.200 ).
Kóbalthreinsun fer oft fram utan landsins þar sem málmgrýti eða kóbaltþykkni er upphaflega framleitt. Árið 2010 voru löndin sem framleiða stærsta magn hreinsað kóbalt Kína (33.000 tonn), Finnland (9.300) og Sambía (5.000). Stærstu framleiðendur hreinsað kóbalt eru OM-hópurinn, Sherritt International, Xstrata Nickel og Jinchuan Group.
Umsóknir
Súkkulaði, svo sem stellít, eru stærstu neytendur kóbaltmálma, sem eru um 20% af eftirspurninni. Aðallega úr járni, kóbalti og nikkeli, en inniheldur minna magn af öðrum málmum, þ.mt króm , wolfram , ál og títan , eru þessar hágæða málmblöndur þolir háum hita, tæringu og klæðast og eru notaðir til að framleiða túrbínublöð fyrir þota vél, harður frammi vél hlutum, útblástur lokar og byssur tunna.
Önnur mikilvæg notkun fyrir kóbalt er í slitþolnum málmblöndur (td Vitalíum), sem má finna í hjálpartækjum og tannskemmdum, svo og mjaðmandi mjöðmum og knéum.
Hardmetals, þar sem kóbalt er notað sem bindiefni, neyta u.þ.b. 12% af heildar kóbalti. Þetta felur í sér sementað karbíð og demantur verkfæri sem eru notaðar við að klippa forrit og námuvinnsluverkfæri.
Kóbalt er einnig notað til að framleiða varanlegt magn, eins og áðurnefnd AlNiCo og samarium-kóbalt magnar. Magnar reikningur fyrir 7% af krónalt málm eftirspurn og eru notuð í segulmagnaðir upptökuvél, rafmótorar, auk rafala.
Þrátt fyrir margar notkunarmöguleika fyrir kóbaltmálmu eru aðal forrit aðallega í efnaiðnaði, sem er um helmingur af heildar eftirspurninni. Kóbalt efni eru notuð í málmi bakskaut af endurhlaðanlegum rafhlöðum, sem og í petrochemical hvata, keramik litarefni og gler decolorizers.
Heimildir:
Young, Roland S. Cobalt . New York: Reinhold Publishing Corp. 1948.
Davis, Joseph R. ASM Sérstefnahandbók: Nikkel, kóbalt og leirmunir þeirra . ASM International: 2000.
Darton Commodities Ltd .: Kobaltmarkaðsskýrsla 2009 .