鈷(gu)(Cobalt),元素符號Co,在(zai)化學周期(qi)表中(zhong)排27號,是一種金屬元素,質(zhi)地硬而脆。其熔點達(da)到1500℃左右,沸點約3100℃,相對(dui)密度8.9g/cm3,摩氏硬度5—5.5。鈷(gu)有很多特(te)性,其在(zai)高溫(wen)下能夠保持較高的強(qiang)度,并且具有較低(di)的導(dao)熱(re)性和(he)導(dao)電(dian)性以及(ji)較強(qiang)的鐵磁性。
鈷為(wei)英語cobalt的音譯,德(de)文原(yuan)型為(wei)Kobalt,源出希臘語cobalos,意(yi)為(wei)礦(kuang)(kuang)(kuang)山。其德(de)文詞匯系指一個善于惡作劇的幽靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方的德(de)國礦(kuang)(kuang)(kuang)工把這個術語應用于稱謂某些能傷害礦(kuang)(kuang)(kuang)工手足(zu)的礦(kuang)(kuang)(kuang)石,此術語便曾在(zai)歐(ou)洲廣(guang)為(wei)使用。
鈷是生(sheng)產耐熱合(he)金(jin)、硬質(zhi)合(he)金(jin)、防(fang)腐(fu)合(he)金(jin)、磁(ci)性(xing)合(he)金(jin)和各種(zhong)鈷鹽的重要(yao)原料(liao)。鈷消(xiao)費中約70%是金(jin)屬態鈷,主(zhu)要(yao)用于(yu)超(chao)級耐熱合(he)金(jin)、工具鋼、硬質(zhi)合(he)金(jin)、磁(ci)性(xing)材料(liao)等方面。以化(hua)合(he)物形式(shi)(催化(hua)劑、干燥(zao)材料(liao)、試劑、陶瓷釉等)消(xiao)費量約25%,其余約5%。
鈷為(wei)英語cobalt的音(yin)譯,德文(wen)原(yuan)型(xing)為(wei)Kobalt,源出希臘語cobalos,意為(wei)礦(kuang)(kuang)山。其德文(wen)詞匯系指一(yi)個善(shan)于惡(e)作劇的幽靈(gnomes和goblins),在Saxony地(di)方(fang)的德國(guo)礦(kuang)(kuang)工把這個術(shu)語應用(yong)于稱謂某些(xie)能傷害礦(kuang)(kuang)工手足的礦(kuang)(kuang)石,此術(shu)語便(bian)曾在歐洲廣為(wei)使用(yong)。這類礦(kuang)(kuang)物后來被發現是砷(shen)鈷礦(kuang)(kuang)。
鈷(gu)(gu)(gu)的化(hua)(hua)學和冶金學大概是(shi)在16世紀中葉開(kai)始(shi)的,但早在前1450年的埃及人(ren)(ren)和巴比倫人(ren)(ren)制造的陶器(qi)中已(yi)經(jing)用(yong)(yong)到鈷(gu)(gu)(gu)顏料。鈷(gu)(gu)(gu)鹽可(ke)使陶瓷釉染(ran)上藍色,與鎳(nie)、鉻或錳化(hua)(hua)合物混配(pei),可(ke)以調(diao)配(pei)出由藍至綠的所有(you)色調(diao)。中國在元(yuan)朝(13世紀)也(ye)已(yi)懂得用(yong)(yong)鈷(gu)(gu)(gu)土礦作(zuo)顏料燒制釉下彩青花瓷器(qi)的技藝。
1735年,瑞典化(hua)學家Brandt發現了鈷元素。
1780年,瑞典化學家Bergman詳細研究了鈷(gu)元素的(de)性(xing)質。
19世(shi)紀中葉(xie),開始出現把鈷電鍍到金(jin)屬上的工作。
20世紀初,把鈷應用于制(zhi)合(he)金(jin)鋼和其它(ta)合(he)金(jin)等方面的(de)工(gong)作興起。
1917年(nian),Honda宣(xuan)布發現(xian)了含(han)鈷(gu)的永磁(ci)合金。
1935年,永磁合(he)金進一步得到發展(zhan),衍生(sheng)出(chu)一系列鋁鎳鈷(gu)永磁材料(含(han)Al,Ni,Fe,Co),后來(lai)又合(he)成(cheng)出(chu)新型的(de)(de)釤鈷(gu)永磁合(he)金,鈷(gu)已成(cheng)為(wei)一種重要的(de)(de)戰略金屬(shu)。
鈷的(de)(de)外貌和(he)純(chun)鐵(tie)或鎳相似(si),硬(ying)度(du)(du)高(gao)于(yu)鐵(tie),電解沉(chen)積出來的(de)(de)鈷其(qi)硬(ying)度(du)(du)又高(gao)于(yu)高(gao)溫生產的(de)(de)金屬鈷。鈷中含有(you)少量碳時(最高(gao)達0.3%)會增大鈷金屬的(de)(de)抗張(zhang)強度(du)(du)和(he)耐壓強度(du)(du),而不(bu)會影(ying)響其(qi)硬(ying)度(du)(du)。鈷可以(yi)機械加工,但略有(you)脆性。鈷的(de)(de)物理(li)性質不(bu)僅(jin)在極大程度(du)(du)上依(yi)賴于(yu)鈷的(de)(de)純(chun)度(du)(du),而且也(ye)依(yi)賴于(yu)存在的(de)(de)異形(xing)(xing)變體(ti)(或異形(xing)(xing)變體(ti)混合物),關于(yu)鈷(即使其(qi)純(chun)度(du)(du)高(gao)于(yu)99.9%)已(yi)報道的(de)(de)物理(li)性質常(chang)會有(you)不(bu)一致的(de)(de)數(shu)據,這大概只能(neng)用(yong)鈷的(de)(de)兩(liang)種異構變體(ti)之間轉化速度(du)(du)很(hen)慢(man)來加以(yi)解釋。
像鐵(tie)(tie)和鎳一樣(yang),鈷(gu)(gu)是鐵(tie)(tie)磁性(xing)的(de)(de),雖然(ran)鐵(tie)(tie)在鐵(tie)(tie)磁性(xing)元素中具有最(zui)(zui)高(gao)(gao)的(de)(de)磁化(hua)(hua)(hua)強度(du)(du),而鈷(gu)(gu)卻(que)是可以增大此磁化(hua)(hua)(hua)強度(du)(du)的(de)(de)唯一元素,純鐵(tie)(tie)的(de)(de)磁化(hua)(hua)(hua)強度(du)(du)為21500Gs,而組成為65%Fe、35%Co的(de)(de)合(he)金其磁化(hua)(hua)(hua)強度(du)(du)卻(que)可最(zui)(zui)高(gao)(gao)達到24·300Gs。鈷(gu)(gu)的(de)(de)更優越(yue)的(de)(de)磁性(xing)已知(zhi)最(zui)(zui)高(gao)(gao)的(de)(de)居里(li)點1121℃,已發展出多種多樣(yang)的(de)(de)特種專用(yong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)鋼(gang)和鈷(gu)(gu)合(he)金材料。
鈷的(de)化(hua)(hua)合價為+2價和+3價。在(zai)常溫下不和水作用,在(zai)潮濕的(de)空氣中(zhong)(zhong)也(ye)很(hen)穩定(ding)。在(zai)空氣中(zhong)(zhong)加熱至300℃以上時氧(yang)(yang)化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)成CoO,在(zai)白熱時燃(ran)燒成Co?O?。氫(qing)還(huan)原法制成的(de)細(xi)金屬(shu)(shu)鈷粉(fen)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)能自燃(ran)生(sheng)(sheng)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷。由電(dian)極電(dian)勢看出,鈷是中(zhong)(zhong)等(deng)活(huo)潑的(de)金屬(shu)(shu)。其化(hua)(hua)學性質與鐵(tie),鎳相似。高溫下發生(sheng)(sheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)作用。加熱時,鈷與氧(yang)(yang),硫,氯,溴(xiu)等(deng)發生(sheng)(sheng)劇烈(lie)反應,生(sheng)(sheng)成相應化(hua)(hua)合物。鈷可溶于稀酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong),在(zai)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)因生(sheng)(sheng)成一(yi)層氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜而被(bei)鈍化(hua)(hua)。鈷會緩慢地(di)被(bei)氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan),氨水和氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉浸蝕(shi)。鈷是兩性金屬(shu)(shu)。
鈷(gu)(gu)即使在(zai)高溫(wen)下(xia)也很少吸氫(qing),氮在(zai)1200℃的(de)高溫(wen)下(xia)也基(ji)本上(shang)不溶于鈷(gu)(gu)。微細分散的(de)鈷(gu)(gu)粉在(zai)空氣中(zhong)可自(zi)燃,但大塊(kuai)的(de)鈷(gu)(gu)金(jin)屬在(zai)低于300℃下(xia),在(zai)空氣中(zhong)仍是穩定的(de)。將鈷(gu)(gu)加熱(re)(re)到(dao)900℃時(shi)(shi)在(zai)表面上(shang)生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)氧化(hua)物(wu)(wu)外(wai)殼第(di)一(yi)層是Co?O?,靠近(jin)金(jin)屬的(de)第(di)二層是CoO;加熱(re)(re)至高于900℃時(shi)(shi),Co?O?分解了,則(ze)氧化(hua)物(wu)(wu)外(wai)殼僅含(han)有CoO。在(zai)加熱(re)(re)下(xia)鈷(gu)(gu)可與許多非(fei)金(jin)屬反(fan)應(ying),例如(ru)可同(tong)鹵(lu)素(su)、硼、硫、磷(lin)、砷和(he)銻等(deng)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)往往發光發熱(re)(re)。氟與鈷(gu)(gu)反(fan)應(ying)可生(sheng)(sheng)成(cheng)CoF?,但其(qi)它鹵(lu)素(su)僅能(neng)生(sheng)(sheng)成(cheng)Co(Ⅱ)鹵(lu)化(hua)物(wu)(wu)。
鈷在(zai)燒至(zhi)赤熱(re)時(shi)(shi)會(hui)被水蒸氣(qi)氧(yang)化成(cheng)CoO,在(zai)470℃時(shi)(shi)與(yu)氨(an)反(fan)應生成(cheng)Co?N,但(dan)(dan)這個化合物在(zai)600℃時(shi)(shi)分(fen)解(jie)。一氧(yang)化碳在(zai)200℃時(shi)(shi)和100atm下與(yu)微細(xi)鈷粉反(fan)應生成(cheng)羰(tang)合物Co?(CO)?,但(dan)(dan)在(zai)溫度高(gao)于225℃和常(chang)壓下則(ze)生成(cheng)碳化物Co?C。
鈷比鐵(tie)較(jiao)能(neng)耐抗無(wu)機(ji)酸的(de)侵蝕,這可以(yi)從(cong)標準(zhun)電(dian)極電(dian)勢數據(ju)看出:Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷能(neng)溶(rong)解在稀(xi)鹽酸和稀(xi)硫酸中并放出氫(qing)氣(qi)。濃硝酸在室溫下能(neng)快(kuai)速地與鈷反(fan)應,但在-10℃時可使(shi)鈷表面鈍化。氫(qing)氟酸和磷酸也能(neng)與鈷作用,但鈷不與稀(xi)堿(jian)溶(rong)液反(fan)應。
氯化(hua)(hua)氫(qing)在450℃時(shi)與鈷(gu)(gu)反(fan)應(ying)生成氯化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(Ⅱ);在400℃時(shi)將(jiang)硫化(hua)(hua)氫(qing)通(tong)過(guo)于(yu)鈷(gu)(gu)粉之上可(ke)生成Co?S?,但在700℃時(shi)則生成CoS。二氧化(hua)(hua)碳在溫度高于(yu)700℃時(shi)與鈷(gu)(gu)發生如下平(ping)衡反(fan)應(ying):
鈷(gu)的制備一般(ban)先用(yong)火(huo)法(fa)將鈷(gu)精礦(kuang)(kuang)、砷(shen)鈷(gu)精礦(kuang)(kuang)、含(han)鈷(gu)硫化(hua)(hua)鎳精礦(kuang)(kuang)、銅鈷(gu)礦(kuang)(kuang)、鈷(gu)硫精礦(kuang)(kuang)中(zhong)的鈷(gu)富(fu)集或(huo)轉化(hua)(hua)為可溶性狀態,然(ran)后再用(yong)濕法(fa)冶煉方法(fa)制成氯化(hua)(hua)鈷(gu)溶液或(huo)硫酸鈷(gu)溶液,再用(yong)化(hua)(hua)學沉淀和萃取(qu)等方法(fa)進(jin)一步使鈷(gu)富(fu)集和提純,最(zui)后得到鈷(gu)化(hua)(hua)合物或(huo)金屬鈷(gu)。
鈷(gu)礦(kuang)物的賦存狀態復(fu)雜(za),礦(kuang)石品(pin)位低,所以提取(qu)方法(fa)很多而且工藝復(fu)雜(za),回收率(lv)較低。鈷(gu)礦(kuang)的選(xuan)礦(kuang)對(dui)一般是(shi)將鈷(gu)礦(kuang)石通過手(shou)選(xuan)、重選(xuan)、泡沫浮選(xuan)可提取(qu)到(dao)含鈷(gu)15—25%的鈷(gu)精(jing)礦(kuang)。鈷(gu)精(jing)礦(kuang)冶煉(lian)方法(fa)主要有(you)硫化鎳礦(kuang)冶煉(lian)和砷鈷(gu)礦(kuang)冶煉(lian)。
硫(liu)化鎳(nie)(nie)精礦一般含鎳(nie)(nie)4—5%,含鈷0.1—0.3%。鎳(nie)(nie)的火(huo)法熔煉過程中,由于鈷對氧和硫(liu)的親合力(li)介(jie)于鐵鎳(nie)(nie)之間在轉爐(lu)(lu)吹(chui)煉高冰鎳(nie)(nie)時,可控(kong)制(zhi)冰鎳(nie)(nie)中鐵的氧化程度(du),使(shi)鈷富(fu)集于高冰鎳(nie)(nie)或富(fu)集于轉爐(lu)(lu)渣,分別用下述(shu)方(fang)法提取:
1、富集于(yu)高冰鎳(nie)(nie)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),在鎳(nie)(nie)電解(jie)精煉過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)一(yi)(yi)起進入陽(yang)極(ji)液(ye)(ye)(ye)。在凈液(ye)(ye)(ye)除(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)以高價(jia)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)形態(tai)進入鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)含(han)(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含(han)(han)(han)鎳(nie)(nie)25—30%。從(cong)此(ci)(ci)種鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種方法是(shi):將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)加入硫(liu)酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong),通(tong)(tong)二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)使之溶(rong)(rong)(rong)解(jie),制(zhi)得(de)(de)含(han)(han)(han)硫(liu)酸(suan)(suan)鎳(nie)(nie)、硫(liu)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)(he)(he)少量銅、鐵(tie)(tie)、砷、銻(ti)等(deng)雜質的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye);再用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)活性鎳(nie)(nie)粉(fen)(fen)置換除(chu)去銅;通(tong)(tong)空氣,氧(yang)化(hua)水(shui)解(jie)除(chu)去鐵(tie)(tie),通(tong)(tong)氯氣氧(yang)化(hua),加蘇打中(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)沉(chen)淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),若所得(de)(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)(han)(han)鎳(nie)(nie)較高,可再次溶(rong)(rong)(rong)解(jie)、沉(chen)淀(dian)分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie),使其含(han)(han)(han)鎳(nie)(nie)小(xiao)于(yu)1%;經煅(duan)(duan)燒制(zhi)得(de)(de)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)出售,也可將氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)制(zhi)成粗金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),經電解(jie)精煉得(de)(de)電解(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。加拿大(da)和(he)(he)(he)蘇聯的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)廠都用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)此(ci)(ci)法回收鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)國的(de)(de)(de)(de)工廠也有類(lei)似作(zuo)法。從(cong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)種方法是(shi)以亞硫(liu)酸(suan)(suan)鈉(na)作(zuo)還原劑,將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)于(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong),得(de)(de)到含(han)(han)(han)硫(liu)酸(suan)(suan)鎳(nie)(nie)、硫(liu)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)(he)(he)少量銅、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅等(deng)雜質的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye),而后(hou)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)黃鈉(na)鐵(tie)(tie)礬法除(chu)去溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)烷(wan)基磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)類(lei)如(ru):二(er)(2-乙基己基)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(D-2-EHPA)或其他烷(wan)基磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯類(lei)萃取(qu)劑萃取(qu)其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅等(deng),并分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)。萃取(qu)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)獲得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)氯化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)氟化(hua)銨除(chu)鈣、鎂后(hou),再用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)草(cao)酸(suan)(suan)銨沉(chen)淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。所得(de)(de)草(cao)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在450℃下煅(duan)(duan)燒,得(de)(de)到的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)(fen),可作(zuo)為最終產品,也可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)氫(qing)還原法制(zhi)取(qu)金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)(fen)。
2、富集于煉(lian)鎳(nie)(nie)轉(zhuan)爐渣(zha)(zha)(zha)中的鈷(gu),在(zai)還原硫化熔煉(lian)過程(cheng)中,與鎳(nie)(nie)一(yi)起轉(zhuan)入鈷(gu)冰(bing)銅。轉(zhuan)爐渣(zha)(zha)(zha)成分一(yi)般為:鈷(gu)0.25—0.35%,鎳(nie)(nie)1—1.5%;鈷(gu)冰(bing)銅成分一(yi)般為:鈷(gu)1—1.5%,鎳(nie)(nie)5—13%。鈷(gu)冰(bing)銅可(ke)以(yi)直接(jie)浸(jin)取(qu)(常(chang)壓或加壓酸(suan)浸(jin)),也可(ke)以(yi)將(jiang)鈷(gu)冰(bing)銅焙燒成可(ke)溶性(xing)化合物后再(zai)酸(suan)浸(jin)。浸(jin)出液可(ke)按鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)提鈷(gu)工藝流程(cheng)處理(li)。
加拿大舍利特高(gao)爾頓公司(si)(Sherritt Gordon MinesLtd)用高(gao)壓(ya)(ya)氨浸(jin)(jin)法(fa)處理硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鎳精礦(kuang)和高(gao)冰鎳時,鈷(gu)(gu)(gu)留于鎳的(de)氫還(huan)(huan)原(yuan)尾液(ye)中,通(tong)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫于尾液(ye),得(de)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)和硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鎳的(de)混合沉淀物(wu)。此混合物(wu)用硫(liu)(liu)(liu)酸高(gao)壓(ya)(ya)浸(jin)(jin)出(chu)、凈(jing)化(hua)除雜質后,通(tong)氧、加氨、加壓(ya)(ya),使二價鈷(gu)(gu)(gu)氧化(hua)成可溶性(xing)的(de),而鎳則以鎳銨硫(liu)(liu)(liu)酸鹽形(xing)態沉淀出(chu)來,實現鎳鈷(gu)(gu)(gu)分離,溶液(ye)用高(gao)壓(ya)(ya)氫還(huan)(huan)原(yuan)產(chan)出(chu)鈷(gu)(gu)(gu)粉,也可用萃取(qu)法(fa)凈(jing)液(ye)、分離出(chu)鎳后電(dian)(dian)積得(de)電(dian)(dian)鈷(gu)(gu)(gu)。含鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵礦(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)世界上從含鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵礦(kuang)中提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)較有代表(biao)性(xing)的(de)工廠是芬蘭(lan)科科拉(la)鈷(gu)(gu)(gu)廠(Kok-kola Cobalt Plant),精礦(kuang)焙燒脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)后,再配以部(bu)分精礦(kuang)在(zai)流態化(hua)爐內進行硫(liu)(liu)(liu)酸化(hua)焙燒,再經浸(jin)(jin)出(chu)、濃密、洗滌,浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)通(tong)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫使鈷(gu)(gu)(gu)呈硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)沉淀。再利用上述舍利特高(gao)爾頓的(de)高(gao)壓(ya)(ya)浸(jin)(jin)出(chu)法(fa)和高(gao)壓(ya)(ya)氫還(huan)(huan)原(yuan)法(fa)生產(chan)鈷(gu)(gu)(gu)粉。
中國含鈷(gu)(gu)黃鐵(tie)礦(kuang)的鈷(gu)(gu)品(pin)位較(jiao)(jiao)低,僅為0.02—0.09%。浮選產出的鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)含鈷(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)30—35%,鐵(tie)35—40%。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)在流態(tai)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)爐內于580—620℃下進行(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒(shao)(shao),使鈷(gu)(gu)、鎳、銅(tong)等金(jin)屬轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為可溶性的鹽類。焙(bei)(bei)砂用水或稀硫(liu)(liu)酸(suan)浸出,用氯(lv)(lv)酸(suan)鈉將浸出液中的鐵(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)高(gao)價(jia)鐵(tie)后,用脂肪酸(suan)鈉依次萃取鐵(tie)和銅(tong)。然后,通入(ru)氯(lv)(lv)氣使鈷(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加堿水解生(sheng)成(cheng)(cheng)高(gao)價(jia)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉淀,而與(yu)鎳分(fen)離。在反(fan)射爐內使氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)脫水、燒(shao)(shao)結,燒(shao)(shao)結塊配以石(shi)油焦和石(shi)灰石(shi)在三相電(dian)弧(hu)爐內還原熔(rong)煉成(cheng)(cheng)粗金(jin)屬鈷(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)澆(jiao)鑄(zhu)成(cheng)(cheng)陽極(ji),進行(xing)隔膜電(dian)解,得到純度較(jiao)(jiao)高(gao)的金(jin)屬鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)也可先(xian)經900—950℃氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒(shao)(shao),再配以氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈉或氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈣以及(ji)少量的鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)于680℃下進行(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)。焙(bei)(bei)砂按上述流程提鈷(gu)(gu)。
砷(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)經選礦(kuang)得(de)到含鈷(gu)(gu)10—20%的(de)精礦(kuang),其中(zhong)(zhong)含砷(shen)20—50%。處理(li)砷(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)的(de)方法(fa)(fa)主要有兩種,一種是先用(yong)(yong)火(huo)法(fa)(fa)熔煉產(chan)出砷(shen)冰(bing)鈷(gu)(gu),再用(yong)(yong)濕法(fa)(fa)提(ti)(ti)鈷(gu)(gu)。另一種是用(yong)(yong)加(jia)壓(ya)浸(jin)出法(fa)(fa)制得(de)含鈷(gu)(gu)溶液(ye),再從中(zhong)(zhong)提(ti)(ti)取鈷(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)國采用(yong)(yong)前(qian)者:將精礦(kuang)配(pei)以焦(jiao)炭(tan)和熔劑在反射爐(lu)或電爐(lu)內熔煉,使(shi)(shi)部分砷(shen)呈三氧化(hua)(hua)二砷(shen)揮發,產(chan)出砷(shen)冰(bing)鈷(gu)(gu)(舊稱黃渣)。如原料含硫(liu)(liu)高,還(huan)(huan)產(chan)出部分鈷(gu)(gu)冰(bing)銅。砷(shen)冰(bing)鈷(gu)(gu)和鈷(gu)(gu)冰(bing)銅磨細后(hou)焙燒(shao),進一步(bu)脫砷(shen)和硫(liu)(liu);焙砂(sha)用(yong)(yong)稀硫(liu)(liu)酸浸(jin)出,用(yong)(yong)次氯酸鈉(na)氧化(hua)(hua)浸(jin)出液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)(tie),再用(yong)(yong)蘇打調(diao)整pH為3—3.5,使(shi)(shi)鐵(tie)(tie)成為氧化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)和砷(shen)酸鐵(tie)(tie)沉(chen)淀。濾液(ye)用(yong)(yong)鐵(tie)(tie)屑置(zhi)換除銅后(hou),用(yong)(yong)次氯酸鈉(na)使(shi)(shi)鈷(gu)(gu)氧化(hua)(hua),加(jia)堿水解(jie)生(sheng)成高價氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉(chen)淀而與鎳分離。所得(de)氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)在反射爐(lu)內于1000~1200℃下(xia)煅燒(shao),獲得(de)氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu),并使(shi)(shi)其中(zhong)(zhong)的(de)堿式(shi)硫(liu)(liu)酸鹽(yan)分解(jie),將硫(liu)(liu)除去。然后(hou)配(pei)入木(mu)炭(tan),在回(hui)轉窯內于1000℃左(zuo)右(you)還(huan)(huan)原成金屬鈷(gu)(gu)粉。也可(ke)將氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)熔煉成粗金屬鈷(gu)(gu),再進行電解(jie)得(de)電鈷(gu)(gu)。焙砂(sha)的(de)浸(jin)出液(ye)也可(ke)和前(qian)述硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鎳礦(kuang)提(ti)(ti)鈷(gu)(gu)一樣,采用(yong)(yong)萃取法(fa)(fa)凈(jing)液(ye)分離提(ti)(ti)鈷(gu)(gu)。
加壓酸(suan)(suan)浸(jin)法處(chu)理砷鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是將(jiang)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)用(yong)稀硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)漿化(hua)(hua)(hua)(hua),用(yong)高(gao)壓釜(fu)浸(jin)出(chu)(chu)(chu),操(cao)作壓力(li)35公斤(jin)力(li)/厘(li)米2,溫(wen)度(du)190℃,浸(jin)出(chu)(chu)(chu)時間3~4小時,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)率(lv)95—97%。浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液(ye)(ye)除(chu)砷、鐵、銅(tong)(tong)(tong)(tong)、鈣等雜質后,加入(ru)液(ye)(ye)氨(an),使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形(xing)成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨(an)絡合物,在(zai)(zai)高(gao)壓釜(fu)內(nei),用(yong)氫還原(yuan)得(de)到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,操(cao)作壓力(li)50—55公斤(jin)力(li)/厘(li)米2,溫(wen)度(du)190℃。此法流(liu)程簡單,回收率(lv)高(gao),勞(lao)動條件好。銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊爾的(de)(de)盧伊盧廠(Luilu CobaltPlant)是世界上處(chu)理銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)最大的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠。銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)獲得(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品(pin)(pin)位(wei)為:銅(tong)(tong)(tong)(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品(pin)(pin)位(wei)為:銅(tong)(tong)(tong)(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首先將(jiang)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)在(zai)(zai)流(liu)態(tai)化(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒(shao)爐內(nei)進行硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒(shao),然后將(jiang)焙(bei)砂和氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一起用(yong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)電解(jie)(jie)廢(fei)(fei)液(ye)(ye)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主要呈三價(jia)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物形(xing)態(tai),在(zai)(zai)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)很小,但在(zai)(zai)銅(tong)(tong)(tong)(tong)電解(jie)(jie)廢(fei)(fei)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)由(you)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)亞(ya)鐵離子(zi)將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還原(yuan),溶(rong)(rong)于電解(jie)(jie)廢(fei)(fei)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),Co?(不溶(rong)(rong)性)Fe?→Co?(可(ke)溶(rong)(rong)性)Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)率(lv)可(ke)達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液(ye)(ye)用(yong)電解(jie)(jie)法析出(chu)(chu)(chu)銅(tong)(tong)(tong)(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和其(qi)他金屬(shu)雜質留在(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)。除(chu)雜質后,將(jiang)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用(yong)石灰乳沉淀為氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)溶(rong)(rong)于硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong),得(de)到高(gao)濃(nong)度(du)的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),最后用(yong)不溶(rong)(rong)陽極電積金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制(zhi)造電池設(she)備是鈷(gu)(gu)(gu)最重(zhong)要的用(yong)途,使用(yong)量(liang)占到全部(bu)鈷(gu)(gu)(gu)使用(yong)量(liang)的40%。鈷(gu)(gu)(gu)主(zhu)要用(yong)來制(zhi)作(zuo)鋰離子電池的鈷(gu)(gu)(gu)酸鋰,鎳氫電池的氧化(hua)亞鈷(gu)(gu)(gu)等。含鈷(gu)(gu)(gu)材料是穩定(ding)的鋰電池正(zheng)極材料,是電池的核心(xin)之一,具有能量(liang)密(mi)度高和環保安(an)全性高的特點。
三元(yuan)鋰電池(chi)是指使用鎳(nie)鈷(gu)錳或(huo)者鎳(nie)鈷(gu)鋁酸鹽等(deng)三元(yuan)材料為電池(chi)正極的(de)鋰電池(chi)。相(xiang)對于傳(chuan)統鋰電池(chi),三元(yuan)鋰電池(chi)具有綜合性能和低成(cheng)本的(de)雙重(zhong)優勢。
鈷常被(bei)(bei)添加到鋼(gang)(gang)或(huo)者其他合金(jin)當(dang)中(zhong)(zhong),可以明(ming)顯(xian)(xian)提高合金(jin)的(de)(de)(de)堅硬(ying)程度、耐(nai)磨程度、抗沖擊性能和(he)(he)韌(ren)性。該(gai)合金(jin)常常被(bei)(bei)熔焊到其他材料(liao)的(de)(de)(de)表面,能夠明(ming)顯(xian)(xian)延長(chang)零件的(de)(de)(de)使用壽命。大約有20%的(de)(de)(de)鈷被(bei)(bei)用來制造這種超級(ji)合金(jin)。含鈷合金(jin)常被(bei)(bei)用來制造噴(pen)氣(qi)式(shi)飛(fei)機(ji)(ji)渦輪(lun)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)風扇扇葉,火箭和(he)(he)燃氣(qi)機(ji)(ji)輪(lun)等(deng)設備的(de)(de)(de)耐(nai)熱部(bu)件等(deng)。生活中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)含鈷鋼(gang)(gang)刀的(de)(de)(de)耐(nai)磨性和(he)(he)切割性能也更加突出(chu)。
鈷(gu)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)被(bei)磁(ci)化之后就能長期保持磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)金(jin)(jin)屬。鈷(gu)的(de)這種(zhong)(zhong)優越磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),使之被(bei)大量(liang)應用(yong)(yong)于制(zhi)造(zao)高(gao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)。這種(zhong)(zhong)用(yong)(yong)途的(de)鈷(gu)使用(yong)(yong)量(liang)大概占到總使用(yong)(yong)量(liang)的(de)5%左(zuo)右。高(gao)鈷(gu)含(han)量(liang)的(de)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鋼(gang)比一(yi)般磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鋼(gang)的(de)磁(ci)力(li)密度(du)更(geng)高(gao),而且(qie)在(zai)高(gao)溫條件下(xia)這種(zhong)(zhong)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也不會輕易(yi)喪失。大型的(de)永久(jiu)磁(ci)體大多為含(han)鈷(gu)合金(jin)(jin),其中常(chang)用(yong)(yong)的(de)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)叫作阿爾(er)尼克的(de)合金(jin)(jin)材(cai)料(liao),是(shi)由鈷(gu)、鎳、鋁制(zhi)造(zao)的(de)堅硬合金(jin)(jin)。
鈷被用作顏(yan)料(liao)的(de)歷(li)史在(zai)西方(fang)可以追溯到古埃及(ji)時期。在(zai)埃及(ji)法老圖坦卡蒙的(de)墓(mu)穴中有(you)一小塊(kuai)玻璃器物(wu)(wu),后來檢測其深(shen)藍色(se)(se)是因(yin)為存在(zai)鈷的(de)緣故。古希臘人和古羅馬人曾利(li)用鈷化合物(wu)(wu)制造有(you)色(se)(se)玻璃,這(zhe)種玻璃會表現出美麗的(de)深(shen)藍色(se)(se)。而在(zai)中國,鈷及(ji)其化合物(wu)(wu)也有(you)悠久的(de)顏(yan)料(liao)使用史。唐(tang)(tang)朝(chao)著名(ming)的(de)唐(tang)(tang)三(san)彩,元(yuan)代的(de)青花瓷,明代的(de)景泰藍無不(bu)與(yu)含鈷的(de)釉(you)料(liao)有(you)關,而這(zhe)種鈷顏(yan)料(liao)制造出的(de)藍色(se)(se)不(bu)僅著色(se)(se)率強、發色(se)(se)鮮艷而且呈色(se)(se)穩定、歷(li)久彌(mi)新。
鈷(gu)藍(lan)化學成分(fen)為(wei)鋁酸鈷(gu),是鋁和氧化鈷(gu)反應生成的一種顏料,表現為(wei)藍(lan)色(se)(se)或藍(lan)綠色(se)(se)調,被大量作(zuo)為(wei)陶(tao)瓷、琺瑯、玻璃(li)等許多(duo)材料的著(zhu)色(se)(se)劑使(shi)用(yong)。日常生活中見(jian)到(dao)的食(shi)品用(yong)硅膠干燥劑中就加入了(le)氧化鈷(gu),無水時表現為(wei)藍(lan)色(se)(se),在吸取空(kong)氣中的水后(hou)變為(wei)粉紅色(se)(se)。
鈷(gu)(gu)紫(zi)(zi)顏料(liao)也常被(bei)用于陶瓷、玻璃等的(de)(de)顏料(liao),其成分(fen)為磷酸鈷(gu)(gu),為一(yi)種特殊(shu)的(de)(de)紫(zi)(zi)色(se)顏料(liao)。鈷(gu)(gu)黑顏料(liao)有鐵鈷(gu)(gu)黑和(he)(he)鐵鈷(gu)(gu)鉻黑兩種,主要用于陶瓷坯體和(he)(he)釉(you)料(liao)的(de)(de)著色(se),是由多種金屬(shu)氧化物經過高(gao)溫固相反應而生(sheng)成的(de)(de)高(gao)性能無機顏料(liao),具有環保無毒的(de)(de)優點。
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)在醫療(liao)(liao)領(ling)域也有(you)多方面的(de)應用(yong)(yong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)-60放(fang)射性(xing)同(tong)位(wei)素(su)(su)被(bei)用(yong)(yong)來治療(liao)(liao)人(ren)體的(de)皮膚病和惡性(xing)腫(zhong)瘤;維生素(su)(su)B12(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)胺素(su)(su))中鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)含量更是(shi)高達4.5%;鈷(gu)(gu)(gu)(gu)被(bei)用(yong)(yong)于制造人(ren)工(gong)髖(kuan)關節(jie)和膝關節(jie)以(yi)及牙(ya)料填(tian)充劑。具有(you)放(fang)射性(xing)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)同(tong)位(wei)素(su)(su)還被(bei)廣泛應用(yong)(yong)于輻照食品加工(gong)行業,通過這種輻照技術(shu)可以(yi)殺死(si)有(you)害的(de)細菌。
鈷(gu)(gu)在(zai)地殼中的平均含量(liang)為0.001%(質量(liang)),海洋(yang)中鈷(gu)(gu)總量(liang)約23億噸,自(zi)然界(jie)已(yi)(yi)知含鈷(gu)(gu)礦(kuang)物(wu)近百種(zhong),但沒有(you)單(dan)獨的鈷(gu)(gu)礦(kuang)物(wu),大多(duo)伴(ban)生于鎳、銅、鐵(tie)、鉛(qian)、鋅、銀、錳(meng)、等(deng)(deng)硫化物(wu)礦(kuang)床中,且含鈷(gu)(gu)量(liang)較低。全(quan)(quan)世界(jie)已(yi)(yi)探(tan)明鈷(gu)(gu)金屬儲(chu)(chu)量(liang)148萬(wan)(wan)噸,中國(guo)已(yi)(yi)探(tan)明鈷(gu)(gu)金屬儲(chu)(chu)量(liang)僅47萬(wan)(wan)噸。分布于全(quan)(quan)國(guo)24個省(sheng)(區),其(qi)中主要有(you)甘肅(su)、青海、山(shan)東、云南、湖北(bei)、青海、河北(bei)和山(shan)西。這七個省(sheng)的合(he)計儲(chu)(chu)量(liang)占全(quan)(quan)國(guo)總保(bao)有(you)儲(chu)(chu)量(liang)的71%,其(qi)中以甘肅(su)儲(chu)(chu)量(liang)最多(duo),占全(quan)(quan)國(guo)的28%。此外,安(an)徽、四川、新疆(jiang)等(deng)(deng)省(sheng)(區)也有(you)一定的儲(chu)(chu)量(liang)。世界(jie)鈷(gu)(gu)產量(liang)1986年達到頂峰3萬(wan)(wan)噸,以后不(bu)斷(duan)下降,到1989年只(zhi)有(you)2.5萬(wan)(wan)噸左右(you)。扎伊爾和贊比亞(ya)是最大的鈷(gu)(gu)生產國(guo),其(qi)產量(liang)約占世界(jie)總產量(liang)的70%。
自然界中已發(fa)現的(de)鈷(gu)礦(kuang)物和(he)(he)含鈷(gu)礦(kuang)物共百余種,分(fen)屬于單質、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)物、磷(lin)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)硅磷(lin)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)硫(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、銻化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)硫(liu)(liu)銻化(hua)(hua)(hua)(hua)物、碲化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)硒碲化(hua)(hua)(hua)(hua)物、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)物、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)含水氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、砷(shen)酸(suan)鹽、碳酸(suan)鹽以及(ji)硅酸(suan)鹽等14大類。其中以硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)(he)硫(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)物最多(duo),主(zhu)要的(de)鈷(gu)礦(kuang)物為:硫(liu)(liu)鈷(gu)礦(kuang)(Co?S?)、纖維柱石(shi)(CuCo?S?)、輝砷(shen)鈷(gu)礦(kuang)(CoAsS)、砷(shen)鈷(gu)礦(kuang)(CoAs?)、鈷(gu)華(3CoO·As?O?·8H?O)等。
2004年,世界鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)開采(cai)量(liang)(liang)為5.24萬噸(dun),其中(zhong)(zhong),剛果開采(cai)1.6萬噸(dun),贊(zan)比亞1萬噸(dun),澳大(da)利亞6700噸(dun),加(jia)拿(na)大(da)5200噸(dun),俄(e)羅(luo)斯4700噸(dun)。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)已探明的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)儲量(liang)(liang)最大(da)的(de)是(shi)甘(gan)肅(su)金(jin)川硫(liu)化(hua)(hua)鎳礦(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)伴(ban)生(sheng)(sheng)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。云南的(de)硅酸(suan)鎳礦(kuang)(kuang)以及四川、山(shan)東、湖北、山(shan)西、廣東等(deng)地的(de)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)也含(han)有鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金(jin)屬資源(yuan)量(liang)(liang)約為140萬噸(dun),絕大(da)多數為伴(ban)生(sheng)(sheng)資源(yuan),單獨的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)床極少。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)品(pin)位較低(di),均(jun)作為礦(kuang)(kuang)山(shan)副產(chan)(chan)品(pin)回收,生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)(zhong)由于(yu)品(pin)位低(di)、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝復雜,因此(ci)金(jin)屬回收率低(di)、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成本高(gao)。1996年中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金(jin)屬產(chan)(chan)量(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang))229噸(dun),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)精礦(kuang)(kuang)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang))192噸(dun),氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)638噸(dun)。2005年前后中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)年消費量(liang)(liang)穩定在1200噸(dun)左右,國(guo)(guo)(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)包括(kuo)氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)折算為鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)每(mei)年總計約600—700噸(dun),國(guo)(guo)(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)尚不(bu)能滿足(zu)國(guo)(guo)(guo)內需(xu)求(qiu),每(mei)年約有半數需(xu)進(jin)口。
鈷塵可引起(qi)(qi)“硬(ying)質合金病(bing)”("硬(ying)金屬病(bing)"),表現(xian)為過敏性(xing)(xing)哮喘,呼吸困難、干咳、偶有化學性(xing)(xing)肺(fei)(fei)炎(yan)(間質性(xing)(xing)肺(fei)(fei)炎(yan)),肺(fei)(fei)水腫。脫離接觸(chu)后癥狀緩解(jie)。CoO也(ye)可引起(qi)(qi)哮喘。
鈷對皮(pi)(pi)膚(fu)的(de)影響主要為(wei)過(guo)敏性(xing)或刺激性(xing)皮(pi)(pi)炎。外(wai)露皮(pi)(pi)膚(fu)出現(xian)紅(hong)斑,有(you)輕微(wei)搔癢,常見(jian)于(yu)手、腕、前(qian)臂等部(bu)位和皮(pi)(pi)膚(fu)皺折處,多于(yu)夏季發病,患(huan)者(zhe)多為(wei)接觸鈷的(de)新工人,在上述皮(pi)(pi)膚(fu)病患(huan)者(zhe)中(zhong),皮(pi)(pi)試陽性(xing)可證明對鈷過(guo)敏。
吸入(ru)醋(cu)酸鈷(gu)粉塵可引起急性化(hua)學性胃炎癥(zheng)狀,有惡心、嘔吐(tu)、上腹部劇痛,后可有嘔血(xue)及(ji)便血(xue)。
誤服鈷鹽,應洗(xi)胃;溶液濺入(ru)眼,用清水或生理鹽水沖(chong)洗(xi)至少15分(fen)鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱氨(an)酸(suan)可(ke)降低(di)鈷毒性,可(ke)試用(yong)。皮(pi)炎(yan)可(ke)用(yong)乙酸(suan)和(he)尿素霜軟膏涂抹局部(bu)。化學(xue)性肺炎(yan)和(he)肺水腫患者應采(cai)用(yong)糖皮(pi)質激素治療。
經(jing)常(chang)注(zhu)射鈷制(zhi)劑(ji)或暴(bao)露于過量(liang)的(de)原始鈷環境中,可引起(qi)鈷中毒(du)。兒童對鈷的(de)毒(du)性敏感,應避免(mian)使用每千克體重(zhong)超過1mg的(de)劑(ji)量(liang)。在缺乏維生素B12和(he)蛋白(bai)質以及(ji)攝(she)入酒精時,毒(du)性會增加,這在酗酒者中常(chang)見。有些鈷化合(he)物可能會致癌。
少(shao)量(liang)的(de)鈷(gu)鹽對許多種類的(de)生命體都是必須的(de),這其中也包(bao)括人類。維生素B12的(de)中心離子就是鈷(gu),在(zai)土壤(rang)中缺乏鈷(gu)的(de)地區,食(shi)草動物會(hui)發(fa)育不良。
鈷(gu)(gu)是(shi)中(zhong)等活(huo)潑的(de)金屬元素(su),有二價(jia)(jia)和三價(jia)(jia)二種(zhong)化(hua)合(he)價(jia)(jia)。鈷(gu)(gu)可經(jing)消化(hua)道和呼吸道進入人(ren)(ren)體,一般(ban)成年人(ren)(ren)體內含鈷(gu)(gu)量為1.1—1.5mg。在血漿(jiang)中(zhong)無機鈷(gu)(gu)附著在白蛋白上,它(ta)最(zui)初貯存于(yu)肝和腎,然(ran)后貯存于(yu)骨、脾、胰(yi)、小腸以及其(qi)它(ta)組織(zhi)。體內鈷(gu)(gu)14%分(fen)布于(yu)骨骼,43%分(fen)布于(yu)肌(ji)肉組織(zhi),43%分(fen)布于(yu)其(qi)它(ta)軟組織(zhi)中(zhong)。
應(ying)(ying)按照(GB13690-1992)易燃易爆危險品(pin)規定辦理,夏季應(ying)(ying)早晚運輸(shu),防止陽光曝(pu)曬,搬運中不得(de)過度(du)撞擊、震蕩、不得(de)與固化(hua)劑同(tong)車運輸(shu)。儲存于(yu)密(mi)閉(bi)容器內,存放(fang)(fang)在陰涼、通風(feng)的(de)庫房(fang)。應(ying)(ying)與氧化(hua)劑、酸類分開存放(fang)(fang),切忌混(hun)儲。
2017年10月27日,世界衛(wei)生組織國(guo)際癌癥研究(jiu)機構公(gong)布(bu)的致(zhi)癌物(wu)清單初步整(zheng)理參考(kao),鈷和(he)鈷化(hua)合(he)物(wu)在2B類致(zhi)癌物(wu)清單中。