Cobalt ass e glänzend, brécheg Metal, dat benotzt fir staark, korrekt a wärmebehandelt Legierungen , Permanentmagnete a hart Metal Metal ze produzéieren.
Properties
- Atomic Symbol: Co
- Atomic Nummer: 27
- Atomenergie: 58,93 g / mol
- Element Kategorie: Iwwergangsmetall
- Dicht: 8,86 g / cm³ bei 20 ° C
- Schmelzpunkt: 2723 ° F (1495 ° C)
- Kënnegoen: 5301 ° F (2927 ° C)
- Moh's Hardness: 5
Charakteristiken
Silver-colored Kobaltmetall ass brécheg, huet en héicht Schmelzpunkt an ass fir seng Widerstandsstabilitéit an d'Kapazitéit fir seng Kraaft bei héijer Temperaturen ze halen.
Et ass ee vun deenen dräi natierleche magnetesche Metalle ( Eisen an Niwwel déi zwee aner sinn) a behält säin Magnetismus bei enger méi héichte Temperatur (1100 ° C, 1100 ° C) wéi all aner Metall. An anere Wierder, Kobalt huet den héchsten Curie Point vun alle Metalle. Cobalt huet och wertvoll katalyteschen Eegenschaften
Geschicht
D'Wuert Kobalt stitt mat dem däitsche 16. Joerhonnert un Kobold zréck , wat Gobelin oder e béise Geescht ass. Kobold gouf benotzt fir Kobaltaer ze beschreiwen, déi, während se fir hiren Silbergehalt geschmolzelt goufen, gëfteg gëfteg Arsen Trioxid.
Déi fréizäiteg Applikatioun vum Kobalt war an Verbindungen fir blo Faarfstoffer fir Keramik, Glas a Glasuren. Ägyptesch a babylonesch Handwierk, déi mat Kobaltverbrennunge gefärscht ginn, kënne bis 1450 v. Chr. Dateéiert ginn
1735 ass de schwedesche Chemiker Georg Brandt déi éischt Plaz fir d'Element vun der Kuelerzoumen ze isoléieren. Hien huet demonstriert datt de bloe Pigment aus Kobalt, net Arsen oder Bëschmesser, wéi Alchemisten ursprénglech gegleeft waren.
No hirer Isolatioun blouwen d'Kobaltmetall selten a seelen bis zum 20. Jorhonnert benotzt.
Kuerz no 1900 huet de amerikanesche Automotive Entrepreneur Elwood Haynes eng nei korrosiounsbestiechte Legierung entwéckelt, déi hien als Stellite genannt huet. Patentiereg 1907 patentéiert, stellitge Legierungen enthalen héich Kobalt a Chrominhalt an sinn komplett net-magnetesch.
Eng aner wichteg Entwécklung fir Kobalt koum mat der Schafung vun Aluminium -nickel-Kobalt (AlNiCo) Magnete an de 1940er Joren. AlNiCo Magnete waren den éischte Ersatz fir Elektromagnete. 1970 huet d'Industrie weider duerch d'Entwécklung vu Samarium-Kobalt-Magnete transforméiert, déi virdru scho virausgänglech Magnéitenergiedewichten hunn.
D'industriell Bedeitung vum Kobalt huet d'London Metal Exchange (LME) 2010 fir Cobalt Futures Kontrakter virgestallt.
Produktioun
Cobalt tritt natirlech bei nickelplaiteg Spateritelen an Nickel-Kupfer-Sulfidablacken a gëtt doduerch am meeschte oft als Nebenprodukt vu Nickel a Kofree extrahiert. Laut dem Cobalt Development Institut sinn ongeféier 48% vun der Cobaltproduktioun ufanks Nierkelerer, 37% vun de Kuerze koumen an 15% vun der Primärkobaltproduktioun.
D'Haaptstärke vum Kobalt sinn Cobaltit, Erythritte, Glaucodot, a Skutterudit.
D'Extraktiounstechnik fir Raffinéiert Kobaltmetall ze produzéieren hänkt dovun of, wéi d'Füttermaterial a Form vun (1) Kobalt-Kobalt-Sulfiderz, (2) Kobalt-Nickel-Sulfidkonzentraten, (3) Arseniden oder (4) Nickel-Laterit Minette:
- Nodeem d'Kupferkathoden aus Kobalt enthaltenden Kupfersulfiden produzéiert ginn, gi Kobalt, zesumme mat anere Verstéisslech, am verbrannten Elektrolyte gelassen. Unerkennungen (Eisen, Nickel, Kof, Zink ) ginn ofgeschaaft a Kobalt gëtt an hirer Hydroxid-Form mat Kalk ausgeflippt. Kobaltmetall kann dann aus dëser Elektrolyse benotzen, ier se zerquetscht a entgültegt ass fir e reinen, kommerziellen Grondstoffer ze produzéieren.
- Kobalt-enthalen Nickel-Sulfiderien ginn duerch den Sherritt-Prozess behandelt, deen nom Sherrit Gordon Mines Ltd. (now Sherritt International) genannt gëtt. An dësem Prozess ass den Sulfidkonzentraten, dee manner wéi 1% Kobalt enthalen, bei Lofttemperaturen an enger Ammoniakléisung. Béid Kuel a Nickel ginn an der Rei vu chemesche Reduktiounsprozess ofgeschaaft, a bleiwen nëmmen Nickel a Kobaltsulfiden. Loftbefilegung mat Loft, Sulfurinsäure an Ammoniak erhëlt méi Niwwel, ier Kobaltpuder als Seed eropgeet, fir Kobalt an enger Waasserstoffatmosphär auszedrécken.
- Arsenidener Erzeechnungen gi geréischt fir d'Majoritéit vum Arsenikiden ze entfernen. D'Äären ginn dann mat Salzsäure an Chlor behandelt, oder mat Schwefelsäure, eng Leach-Léisung ze erliewen déi gereinegt gëtt. Aus dëse Kobalt gëtt erausgeholl duerch Elektrorefining oder Kuelewaassem Niederschlag.
- Nickel-Kobalt spéiter Oeder kënnen entweder mat pyrometallurgeschen Techniken oder hydrometallurgeschen Techniken geschmëlt ginn, déi Sulfurinsäure oder Ammoniak-Leech-Léisungen benotzen.
Laut dem US Geological Survey (USGS) schätzen d'global Mineralproduktioun vum Kobalt bei 88.000 Tonnen am Joer 2010. D'gréisste Kobaltzer produzéierend Länner waren dës Demokratesch Republik Kongo (45.000 Tonnen), Sambia (11.000) a China (6.200 ).
D'Cobalt-Raffinatioun hält oft oft ausserhalb vum Land, wou d'Erz oder Kobaltkonzentrat zitéiert ginn. Am Joer 2010 goufen d'Länner déi gréisst vun de raffinéierte Cobalt produzéiert goufen China (33.000 Tonnen), Finnland (9.300) an Zambia (5.000). Déi gréisste Produzenten vu raffinéiert Cobalt gehéieren OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel an Jinchuan Group.
Applikatiounen
Superalloys, wéi z. B. Stellit, sinn de gréissten Konsument vu Kobaltmetall, et sinn ongeféier 20% vun der Demande. Virun allem aus Eisen, Kobalt a Nickel, awer och méi kleng Méiglëchkeet vun anere Metalle mat Chrom , Wolfram , Aluminium a Titan besteet , sinn déi leeschtungsfähegen Legierungen resistent géint Héichtemperaturen, Korrosioun a Wäiss a ginn fir Turbinenschlaete fir Jet Engines, Maschinn Maschinn, Auspuffventile a Kanecher Fässer.
Eng aner wichteg Bedeitung fir Kobalt ass a verschleißbeständeg Legierungen (zB Vitallium), déi an orthopädesche Betriber a Zahnimplantater fonnt ginn, wéi och Prothetikhéi an Knéien.
Hardmetalen, bei deenen Kobalt als verbindlecht Material benotzt gëtt, konsuméiert ronn 12% vum Gesamtkobalt. Dës gehéieren zementéiert Karbid- a Diamant-Tools, déi bei de Schneideplang an den Bergbau-Tools benotzt ginn.
Kobalt gëtt och benotzt fir Permanente Magnete ze produzéieren, wéi déi fréier erwähnt AlNiCo- a Samarium-Kobalt-Magnete. Magnete rechnen fir 7% vun der Cobalt-Metal-Demande a ginn an magnetesche Medien, Elektromotoren, wéi Generateuren.
Trotz de villen Uspréch fir Kobaltmetall sinn d'Kobalt-primär Applikatiounen am chemeschen Sektor, wat fir ongeféier d'Halschent vun der globaler globaler Demande berücksichtegt. Cobalt-Chemikalien ginn an de metallesche Kathoden vun Akkuen, wéi och a Petrochemie-Katalysatoren, Keramikpigmenten an Glas Découlleren benotzt.
Quell:
Young, Roland S. Cobalt . New York: Reinhold Publishing Corp. 1948.
Davis, Joseph R. ASM Spezialhandbuch: Nickel, Cobalt, an hir Alliéierten . ASM International: 2000.
Darton Commodities Ltd .: Cobalt Market Review 2009 .