Vše o kobaltovém kovu

Kobalt je lesklý, křehký kov, který se používá k výrobě silných, koroze a tepelně odolný slitiny, trvalé magnety a tvrdé kovy.

• Atomový symbol: Co
• Atomové číslo: 27
• Atomová hmotnost: 58,93 g / mol
• Kategorie prvku: Přechodový kov
• Hustota: 8,86 g / cm³ při 20 ° C
• Bod tání: 2723 ° F (1495 ° C)
• Bod varu: 2901 ° F (2927 ° C)
• Mohova tvrdost: 5

Stříbrný kobaltový kov je křehký, má vysokou teplotu tání a je ceněn pro svou odolnost proti opotřebení a schopnost udržet si jeho síla při vysokých teplotách.

Je to jeden ze tří přirozeně se vyskytujících magnetických kovů (žehlička a nikl další dva) a udržuje si svůj magnetismus při vyšší teplotě (2012 ° F, 1100 ° C) než kterýkoli jiný kov. Jinými slovy, kobalt má nejvyšší Curieho bod ze všech kovů. Kobalt má také cenné katalytické vlastnosti

Slovo kobalt pochází z německého termínu šestnáctého století kobold, což znamená goblin nebo zlý duch. Kobold byl použit při popisu kobaltových rud, které, když byly taveny kvůli jejich obsahu stříbra, vydávaly jedovatý oxid arzenitý.

Nejčasnější aplikace kobaltu byla ve sloučeninách používaných pro modrá barviva v keramice, skle a glazurách. Egyptská a babylonská keramika obarvená kobaltovými sloučeninami může být datována zpět do 1450 ° C.

V 1735, švédský chemik Georg Brandt byl první izolovat element od měď Ruda. Prokázal, že modrý pigment vznikl z kobaltu, nikoli z arsenu nebo bizmutu, jak původně věřili alchymisté. Po jeho izolaci zůstal kobaltový kov vzácný a zřídka používaný až do 20. století.

Krátce po roce 1900 vyvinul americký automobilový podnikatel Elwood Haynes novou slitinu odolnou vůči korozi, kterou nazval stellit. Patentované v roce 1907, slitiny stellitu obsahují vysoký obsah kobaltu a chrómu a jsou zcela nemagnetické.

Další významný vývoj pro kobalt přišel ve 40. letech 20. století s vytvořením magnetů na bázi hliníku, niklu a kobaltu (AlNiCo). Magnety AlNiCo byly první náhradou za elektromagnetické. V roce 1970 byl průmysl dále transformován vývojem samarium-kobaltových magnetů, které poskytovaly dříve nedosažitelné hustoty magnetické energie.

Průmyslový význam kobaltu vyústil v londýnskou burzu kovů (LME), která v roce 2010 zavedla futures na kobalt.

Kobalt se přirozeně vyskytuje v lateritech obsahujících nikl a v depozicích sulfidu niklu a mědi, a proto se nejčastěji extrahuje jako vedlejší produkt niklu a mědi. Podle Cobalt Development Institute pochází asi 48% produkce kobaltu z niklových rud, 37% z měděných rud a 15% z primární výroby kobaltu.

Hlavními rudami kobaltu jsou kobaltit, erythrit, glaukot a skutterudit.

Technika extrakce použitá pro výrobu rafinovaného kobaltového kovu závisí na tom, zda je vstupní materiál ve formě (1) měď-kobalt sulfidová ruda, (2) koncentrát sulfidu kobalt-nikl, (3) arsenidová ruda nebo (4) nikl-laterit Ruda:

1. Po vytvoření katod mědi ze sulfidů mědi obsahujících kobalt se kobalt spolu s dalšími nečistotami ponechá na spotřebovaném elektrolytu. Nečistoty (železo, nikl, měď, zinek) se odstraní a kobalt se vysráží ve své hydroxidové formě vápnem. Kobaltový kov může být z tohoto rafinován pomocí elektrolýzy, než je rozdrcen a odplyněn, čímž se získá čistý, komerční kov.
2. Niklové sulfidové rudy obsahující kobalt se zpracovávají pomocí Sherrittova procesu, pojmenovaného po Sherritt Gordon Mines Ltd. (nyní Sherritt International). Při tomto postupu se sulfidový koncentrát obsahující méně než 1% kobaltu tlakově louží při vysokých teplotách v roztoku amoniaku. Jak měď, tak nikl se odstraňují v řadě chemických redukčních procesů, přičemž zůstávají pouze sulfidy niklu a kobaltu. Tlakové loužení vzduchem, kyselinou sírovou a amoniakem získává více niklu před tím, než se přidá kobaltový prášek jako očkovací látka pro vysrážení kobaltu v atmosféře plynného vodíku.
3. Arsenidové rudy se praží, aby se odstranila většina oxidu arsenu. Rudy se pak zpracují kyselinou chlorovodíkovou a chlorem nebo kyselinou sírovou, čímž se vytvoří vyluhovaný roztok, který se čistí. Z tohoto kobaltu se získává elektrolytické rafinace nebo srážení uhličitanem.
4. Niklové kobaltové lateritové rudy mohou být roztaveny a separovány pomocí pyrometalurgických technik nebo hydrometalurgických technik, které využívají roztoky kyseliny sírové nebo louhového roztoku amoniaku.

Podle odhadů US Geological Survey (USGS) činila v roce 2010 celosvětová těžba kobaltu 88 000 tun. Největší země produkující kobaltovou rudu v tomto období byly Demokratická republika Kongo (45 000 tun), Zambie (11 000) a Čína (6 200).

Rafinace kobaltu se často provádí mimo zemi, kde se původně vyrábí koncentrát rudy nebo kobaltu. V roce 2010 byly země produkující největší množství rafinovaného kobaltu Čína (33 000 tun), Finsko (9 300) a Zambie (5 000). Mezi největší výrobce rafinovaného kobaltu patří OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel a Jinchuan Group.

Superslitiny, jako je stellit, jsou největším spotřebitelem kobaltového kovu a představují asi 20% poptávky. Převážně vyrobené ze železa, kobaltu a niklu, avšak obsahující menší množství jiných kovů, včetně chrom, wolfram, hliník a titan, tyto vysoce výkonné slitiny jsou odolné vůči vysokým teplotám, korozi a opotřebení a používají se vyrábět lopatky turbín pro proudové motory, tvrdé části strojů, výfukové ventily a pistole sudy.

Další důležité použití kobaltu je ve slitinách odolných proti opotřebení (např. Vitallium), které lze nalézt v ortopedických a dentálních implantátech, jakož i v protetických kyčlích a kolenou.

Tvrdokovy, ve kterých se kobalt používá jako pojivo, spotřebují zhruba 12% celkového kobaltu. Patří mezi ně slinuté karbidy a diamantové nástroje, které se používají v řezacích aplikacích a těžební nástroje.

Kobalt se také používá k výrobě permanentních magnetů, jako jsou výše uvedené magnety AlNiCo a samarium-kobalt. Magnety představují 7% spotřeby kobaltového kovu a používají se v magnetických záznamových médiích, elektrických motorech a generátorech.

Přes mnoho použití pro kobaltový kov jsou primární aplikace kobaltu v chemickém sektoru, což představuje asi polovinu celkové světové poptávky. Chemické látky kobaltu se používají v kovových katodách dobíjecích baterií, jakož i v petrochemických katalyzátorech, keramických pigmentech a odbarvovačích skla.

_Zdroje:

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

_{Davis, Joseph R. ASM Special Handbook: Nikl, kobalt a jejich slitiny. ASM International: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Recenze trhu kobaltu 2009.}