钴金属 - 属性，生产和应用

©Katanga矿业有限公司

钴是一种有光泽的脆性金属，用于生产强度高，耐腐蚀和耐热的合金，永磁体和硬金属。

银色钴金属是脆性的，具有高熔点，因其耐磨性和在高温下保持其强度的能力而受到重视。

它是三种天然存在的磁性金属之一（铁和镍是另外两种），并且在比其他金属更高的温度（2012°F，1100°C）下保持其磁性。换句话说，钴具有居里点最高的所有金属。钴也具有有价值的催化性能

钴这个词可以追溯到16世纪的德国术语“ 狗头人” ，意思是妖精或魔鬼。 狗头人曾被用来描述钴矿石，它们在冶炼其含银量时，会释放出有毒的三氧化二砷。

钴的最早应用是用于陶器，玻璃和釉料的蓝色染料。用钴化合物染色的埃及和巴比伦陶器可以追溯到公元前1450年

1735年，瑞典化学家格奥尔格·布兰特率先将这种元素与铜矿分离开来。他证明了蓝色色素来源于钴，而不是炼金术家最初认为的砷或铋。

在其分离后，钴金属很少见，很少使用，直到20世纪。

1900年后不久，美国汽车企业家Elwood Haynes开发了一种新的耐腐蚀合金，他称之为stellite。 1907年获得专利，stellite合金含有高钴和铬含量，完全无磁性。

20世纪40年代钴的另一个重要发展是生产铝镍镍钴（AlNiCo）磁体。 AlNiCo磁体是电磁体的第一个替代品。 1970年，钐钴磁体的发展进一步改变了这一行业，这种磁体提供了以前无法实现的磁体能量密度。

钴的工业重要性导致伦敦金属交易所（LME）在2010年推出钴期货合约。

自然产生钴的红土镍矿和镍铜硫化物矿床，因此最常被提取为镍和铜的副产品。根据钴开发研究所的资料，约有48％的钴生产源自镍矿，37％来自铜矿，15％来自原生钴生产。

钴的主要矿石是辉钴矿，erythrite，glaucodot和方钴矿。

用于生产精炼钴金属的提取技术取决于进料是否为（1）硫化铜钴矿，（2）钴 - 硫化镍精矿，（3）砷化物矿石或（4）镍 - 红土矿矿石：

在由含钴的硫化铜制造铜阴极之后，钴和其他杂质留在废电解质上。使用石灰除去杂质（铁，镍，铜，锌）并以氢氧化物形式沉淀钴。然后在使用电解法将钴金属粉碎并脱气以生产纯净的商业级金属之前，可以从中精炼钴金属。

含钴硫化镍矿采用Sherritt工艺处理，以Sherrit Gordon矿业有限公司（现为Sherritt International）命名。在这个过程中，含有少于1％钴的硫化物浓缩物在氨溶液中高温浸出。铜和镍两者都在一系列化学还原过程中被除去，只留下镍和钴硫化物。在加入钴粉作为晶种以在氢气气氛中沉淀钴之前，用空气，硫酸和氨进行的加压浸出回收更多的镍。
砷化物矿石经过烘烤除去大部分砷氧化物。然后用盐酸和氯或硫酸处理矿石，以形成纯化的浸出溶液。通过电解精炼或碳酸盐沉淀回收该钴。

根据美国地质调查局（USGS）的估计，2010年全球钴矿产量为88,000吨。在此期间，最大的钴矿石生产国为刚果民主共和国（45,000吨），赞比亚（11,000）和中国（6,200 ）。

钴精炼通常发生在最初生产矿石或钴精矿的国家之外。 2010年，产量最高的国家为中国（33,000吨），芬兰（9,300）和赞比亚（5,000）。最大的精炼钴生产商包括OM Group，Sherritt International，Xstrata Nickel和金川集团。

超级合金，如stellite，是钴金属的最大消费者，约占需求量的20％。主要由铁，钴和镍制成，但含有少量其他金属（包括铬，钨，铝和钛），这些高性能合金耐高温，耐腐蚀和耐磨，并用于制造涡轮叶片喷气式发动机，硬面机器部件，排气阀和枪管。

钴的另一重要用途是耐磨合金（如Vitallium），可用于骨科和牙科植入物以及假肢臀部和膝盖。

其中使用钴作为粘合材料的硬质合金消耗大约12％的钴。这些包括用于切割应用和采矿工具的硬质合金和金刚石工具。

钴也用于生产永磁体，如前面提到的AlNiCo和钐钴磁体。磁体占钴金属需求量的7％，用于磁记录介质，电动机以及发电机。

尽管钴金属有很多用途，钴的主要应用领域是化学领域，占全球总需求量的一半左右。钴化学品用于可充电电池的金属阴极，以及石化催化剂，陶瓷颜料和玻璃消色剂。

_{资料来源：}

_{年轻的Roland S. Cobalt 。} _{纽约：Reinhold出版公司1948年。}

_{Davis，Joseph R. ASM专业手册：镍，钴及其合金。} _{ASM International：2000。}

_{达顿商品有限公司：钴市场回顾2009 。}

Related Content