鈷(Cobalt),元(yuan)素符號Co,在(zai)化學周期表中排27號,是一種金(jin)屬(shu)元(yuan)素,質地硬而脆。其熔點達(da)到1500℃左(zuo)右,沸點約3100℃,相對密度(du)8.9g/cm3,摩氏硬度(du)5—5.5。鈷有很多特性(xing),其在(zai)高溫(wen)下(xia)能夠(gou)保持較(jiao)高的(de)強度(du),并且具(ju)有較(jiao)低的(de)導(dao)熱性(xing)和(he)導(dao)電性(xing)以(yi)及較(jiao)強的(de)鐵磁性(xing)。
鈷為(wei)英語(yu)cobalt的(de)(de)(de)音譯,德文原型(xing)為(wei)Kobalt,源出希臘語(yu)cobalos,意(yi)為(wei)礦山。其德文詞匯系指一(yi)個善于惡作劇的(de)(de)(de)幽靈(gnomes和goblins),在(zai)(zai)Saxony地方的(de)(de)(de)德國礦工把這個術語(yu)應用(yong)于稱謂某(mou)些能傷害礦工手足的(de)(de)(de)礦石,此術語(yu)便曾在(zai)(zai)歐(ou)洲廣(guang)為(wei)使用(yong)。
鈷是(shi)生產耐熱合(he)(he)金(jin)、硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)、防腐合(he)(he)金(jin)、磁(ci)性合(he)(he)金(jin)和各種鈷鹽的(de)重要原(yuan)料。鈷消(xiao)(xiao)費中約70%是(shi)金(jin)屬態鈷,主要用(yong)于超級耐熱合(he)(he)金(jin)、工具鋼、硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)、磁(ci)性材料等方(fang)面。以(yi)化合(he)(he)物形式(催化劑、干燥材料、試劑、陶瓷釉(you)等)消(xiao)(xiao)費量約25%,其余約5%。
鈷(gu)(gu)為(wei)英(ying)語cobalt的(de)(de)(de)音譯,德文原型(xing)為(wei)Kobalt,源出希臘語cobalos,意為(wei)礦(kuang)山。其德文詞匯系指一個(ge)善于惡作(zuo)劇的(de)(de)(de)幽靈(ling)(gnomes和goblins),在Saxony地方(fang)的(de)(de)(de)德國礦(kuang)工把這個(ge)術語應用于稱謂(wei)某些能(neng)傷害礦(kuang)工手足的(de)(de)(de)礦(kuang)石(shi),此(ci)術語便曾在歐洲廣為(wei)使用。這類礦(kuang)物(wu)后來被(bei)發現(xian)是(shi)砷鈷(gu)(gu)礦(kuang)。
鈷(gu)的(de)(de)化學和冶金學大概是(shi)在(zai)16世紀中(zhong)葉(xie)開始(shi)的(de)(de),但早(zao)在(zai)前1450年的(de)(de)埃及人和巴(ba)比倫人制造的(de)(de)陶(tao)器中(zhong)已經用(yong)到(dao)鈷(gu)顏(yan)料(liao)(liao)。鈷(gu)鹽可使陶(tao)瓷(ci)釉染上藍色(se),與鎳、鉻或(huo)錳化合物混配,可以調配出由藍至綠的(de)(de)所有色(se)調。中(zhong)國在(zai)元朝(13世紀)也已懂得用(yong)鈷(gu)土(tu)礦(kuang)作顏(yan)料(liao)(liao)燒制釉下彩青花瓷(ci)器的(de)(de)技藝。
1735年(nian),瑞典化學家(jia)Brandt發現了鈷元素(su)。
1780年,瑞(rui)典化(hua)學家Bergman詳細研究了(le)鈷元素(su)的性質(zhi)。
19世紀中葉,開始出現把鈷電鍍(du)到(dao)金屬上(shang)的工作。
20世紀初,把(ba)鈷應用于制合金鋼和其它合金等方面的工(gong)作興起。
1917年,Honda宣布發現了含(han)鈷的(de)永磁合金。
1935年,永(yong)磁(ci)(ci)合(he)金(jin)進一(yi)步得(de)到發展,衍生(sheng)出一(yi)系(xi)列鋁(lv)鎳鈷永(yong)磁(ci)(ci)材料(含Al,Ni,Fe,Co),后來又合(he)成出新型的(de)釤鈷永(yong)磁(ci)(ci)合(he)金(jin),鈷已成為一(yi)種(zhong)重要的(de)戰(zhan)略金(jin)屬(shu)。
鈷(gu)(gu)的外貌和純(chun)鐵(tie)或鎳相似,硬度(du)(du)高于鐵(tie),電解(jie)沉積(ji)出來的鈷(gu)(gu)其(qi)硬度(du)(du)又(you)高于高溫生(sheng)產的金(jin)屬鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)中含有(you)少量碳時(shi)(最(zui)高達0.3%)會(hui)增(zeng)大(da)鈷(gu)(gu)金(jin)屬的抗張(zhang)強(qiang)度(du)(du)和耐壓強(qiang)度(du)(du),而不會(hui)影(ying)響其(qi)硬度(du)(du)。鈷(gu)(gu)可(ke)以機械加(jia)工,但略有(you)脆性。鈷(gu)(gu)的物理性質(zhi)不僅在(zai)極大(da)程(cheng)度(du)(du)上(shang)依賴于鈷(gu)(gu)的純(chun)度(du)(du),而且也(ye)依賴于存在(zai)的異(yi)形變體(或異(yi)形變體混合物),關于鈷(gu)(gu)(即使其(qi)純(chun)度(du)(du)高于99.9%)已報道(dao)的物理性質(zhi)常(chang)會(hui)有(you)不一致的數據,這大(da)概只能用鈷(gu)(gu)的兩種(zhong)異(yi)構變體之間轉(zhuan)化速度(du)(du)很(hen)慢(man)來加(jia)以解(jie)釋。
像鐵(tie)和鎳一(yi)樣,鈷(gu)是(shi)鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)的(de)(de)(de),雖然鐵(tie)在鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)元素中具有最高(gao)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)化強度(du),而(er)鈷(gu)卻(que)是(shi)可(ke)以增大此磁(ci)(ci)化強度(du)的(de)(de)(de)唯一(yi)元素,純鐵(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)化強度(du)為21500Gs,而(er)組(zu)成為65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)合金(jin)其磁(ci)(ci)化強度(du)卻(que)可(ke)最高(gao)達到24·300Gs。鈷(gu)的(de)(de)(de)更(geng)優越的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)已(yi)知最高(gao)的(de)(de)(de)居里點1121℃,已(yi)發展出多種多樣的(de)(de)(de)特種專用的(de)(de)(de)鈷(gu)鋼和鈷(gu)合金(jin)材料。
鈷的(de)(de)化合價(jia)(jia)為+2價(jia)(jia)和+3價(jia)(jia)。在常溫下不和水(shui)作用,在潮濕的(de)(de)空氣(qi)中(zhong)(zhong)也很(hen)穩定。在空氣(qi)中(zhong)(zhong)加熱(re)(re)至300℃以上時氧(yang)(yang)化生(sheng)(sheng)成CoO,在白熱(re)(re)時燃燒成Co?O?。氫還原法制成的(de)(de)細金(jin)屬鈷粉在空氣(qi)中(zhong)(zhong)能(neng)自燃生(sheng)(sheng)成氧(yang)(yang)化鈷。由電極電勢看(kan)出,鈷是(shi)(shi)中(zhong)(zhong)等(deng)活潑的(de)(de)金(jin)屬。其(qi)化學性(xing)質與鐵,鎳相(xiang)(xiang)似。高(gao)溫下發生(sheng)(sheng)氧(yang)(yang)化作用。加熱(re)(re)時,鈷與氧(yang)(yang),硫(liu),氯,溴等(deng)發生(sheng)(sheng)劇烈反應,生(sheng)(sheng)成相(xiang)(xiang)應化合物。鈷可溶(rong)于(yu)稀酸中(zhong)(zhong),在發煙硝酸中(zhong)(zhong)因生(sheng)(sheng)成一層氧(yang)(yang)化膜而被(bei)鈍化。鈷會緩慢地被(bei)氫氟(fu)酸,氨(an)水(shui)和氫氧(yang)(yang)化鈉(na)浸蝕。鈷是(shi)(shi)兩性(xing)金(jin)屬。
鈷即(ji)使在(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)(xia)也很少吸氫,氮在(zai)1200℃的高(gao)溫下(xia)(xia)(xia)也基(ji)本上(shang)不溶于鈷。微細分(fen)散(san)的鈷粉在(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)自燃,但(dan)大塊的鈷金(jin)屬在(zai)低于300℃下(xia)(xia)(xia),在(zai)空氣中(zhong)(zhong)(zhong)仍是穩定的。將鈷加(jia)熱到(dao)900℃時(shi)在(zai)表面上(shang)生成的氧化(hua)物外(wai)殼第一層(ceng)是Co?O?,靠近金(jin)屬的第二層(ceng)是CoO;加(jia)熱至高(gao)于900℃時(shi),Co?O?分(fen)解(jie)了,則氧化(hua)物外(wai)殼僅(jin)含有CoO。在(zai)加(jia)熱下(xia)(xia)(xia)鈷可(ke)與(yu)許多非金(jin)屬反應(ying)(ying)(ying),例如可(ke)同鹵素、硼、硫(liu)、磷、砷和(he)銻等反應(ying)(ying)(ying),反應(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)往往發光(guang)發熱。氟與(yu)鈷反應(ying)(ying)(ying)可(ke)生成CoF?,但(dan)其它鹵素僅(jin)能生成Co(Ⅱ)鹵化(hua)物。
鈷在燒至(zhi)赤熱時(shi)(shi)會被水蒸氣(qi)氧化(hua)(hua)成(cheng)CoO,在470℃時(shi)(shi)與(yu)氨反應生成(cheng)Co?N,但這個(ge)化(hua)(hua)合物在600℃時(shi)(shi)分解。一(yi)氧化(hua)(hua)碳在200℃時(shi)(shi)和100atm下與(yu)微細鈷粉反應生成(cheng)羰合物Co?(CO)?,但在溫(wen)度高(gao)于225℃和常壓下則(ze)生成(cheng)碳化(hua)(hua)物Co?C。
鈷(gu)比鐵較能(neng)耐抗無(wu)機酸的侵蝕,這可以從標準(zhun)電極電勢數據看出:Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷(gu)能(neng)溶(rong)解(jie)在(zai)稀鹽酸和稀硫(liu)酸中(zhong)并放出氫(qing)氣。濃硝酸在(zai)室溫下(xia)能(neng)快速地與(yu)鈷(gu)反(fan)應,但在(zai)-10℃時(shi)可使鈷(gu)表面(mian)鈍化。氫(qing)氟酸和磷(lin)酸也能(neng)與(yu)鈷(gu)作用,但鈷(gu)不(bu)與(yu)稀堿溶(rong)液(ye)反(fan)應。
氯(lv)化(hua)(hua)氫(qing)在450℃時(shi)與鈷(gu)反應生成氯(lv)化(hua)(hua)鈷(gu)(Ⅱ);在400℃時(shi)將硫化(hua)(hua)氫(qing)通過于鈷(gu)粉之上可生成Co?S?,但在700℃時(shi)則生成CoS。二(er)氧化(hua)(hua)碳在溫(wen)度高于700℃時(shi)與鈷(gu)發生如下平衡反應:
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的制備一(yi)(yi)般先用火法(fa)將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)、砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)、含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫化(hua)鎳精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)、銅鈷(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)、鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)中的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集或(huo)轉化(hua)為可溶性狀態,然后再(zai)用濕法(fa)冶煉方(fang)法(fa)制成氯化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶液或(huo)硫酸鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶液,再(zai)用化(hua)學沉淀和萃取等方(fang)法(fa)進一(yi)(yi)步使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集和提(ti)純,最后得到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)合物或(huo)金(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。
鈷礦(kuang)(kuang)物的賦存狀態復雜,礦(kuang)(kuang)石(shi)品(pin)位低,所以(yi)提(ti)取(qu)方法(fa)很多而且工藝復雜,回收率較低。鈷礦(kuang)(kuang)的選(xuan)礦(kuang)(kuang)對(dui)一般是(shi)將鈷礦(kuang)(kuang)石(shi)通(tong)過(guo)手(shou)選(xuan)、重(zhong)選(xuan)、泡沫浮選(xuan)可提(ti)取(qu)到含鈷15—25%的鈷精礦(kuang)(kuang)。鈷精礦(kuang)(kuang)冶(ye)煉(lian)方法(fa)主要有硫(liu)化鎳礦(kuang)(kuang)冶(ye)煉(lian)和砷(shen)鈷礦(kuang)(kuang)冶(ye)煉(lian)。
硫(liu)(liu)化鎳(nie)精礦(kuang)一般含(han)鎳(nie)4—5%,含(han)鈷(gu)0.1—0.3%。鎳(nie)的火(huo)法熔煉過(guo)程(cheng)(cheng)中,由于鈷(gu)對氧和硫(liu)(liu)的親合力介(jie)于鐵鎳(nie)之間在轉爐吹煉高冰(bing)鎳(nie)時,可控制冰(bing)鎳(nie)中鐵的氧化程(cheng)(cheng)度,使鈷(gu)富集(ji)于高冰(bing)鎳(nie)或(huo)富集(ji)于轉爐渣,分別用(yong)下(xia)述方法提取:
1、富集于(yu)高(gao)冰鎳(nie)(nie)(nie)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鈷(gu)(gu),在(zai)(zai)鎳(nie)(nie)(nie)電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉(lian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)和(he)鎳(nie)(nie)(nie)一起進入(ru)陽(yang)極液(ye)。在(zai)(zai)凈液(ye)除鈷(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)以高(gao)價氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)的(de)形態(tai)進入(ru)鈷(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)渣(zha)含鈷(gu)(gu)6—7%,含鎳(nie)(nie)(nie)25—30%。從此種鈷(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)的(de)一種方(fang)法是(shi)(shi):將鈷(gu)(gu)渣(zha)加(jia)入(ru)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),通(tong)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)使(shi)之溶解(jie)(jie),制得(de)(de)含硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)和(he)少量銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、砷(shen)、銻等(deng)雜(za)質的(de)溶液(ye);再(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)活(huo)性鎳(nie)(nie)(nie)粉置換除去銅(tong)(tong);通(tong)空氣,氧(yang)化(hua)(hua)(hua)水(shui)解(jie)(jie)除去鐵(tie)(tie),通(tong)氯(lv)氣氧(yang)化(hua)(hua)(hua),加(jia)蘇打中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)沉淀鈷(gu)(gu),若(ruo)所得(de)(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)含鎳(nie)(nie)(nie)較高(gao),可再(zai)(zai)次溶解(jie)(jie)、沉淀分離鈷(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie),使(shi)其含鎳(nie)(nie)(nie)小于(yu)1%;經煅燒制得(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)出售,也(ye)可將氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)制成(cheng)粗金(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu),經電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉(lian)得(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)鈷(gu)(gu)。加(jia)拿大和(he)蘇聯的(de)鎳(nie)(nie)(nie)廠(chang)都用(yong)(yong)(yong)此法回收鈷(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)工(gong)廠(chang)也(ye)有類似作(zuo)法。從鈷(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)的(de)另(ling)一種方(fang)法是(shi)(shi)以亞硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)作(zuo)還原(yuan)劑(ji),將鈷(gu)(gu)渣(zha)溶解(jie)(jie)于(yu)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),得(de)(de)到(dao)含硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)和(he)少量銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等(deng)雜(za)質的(de)溶液(ye),而(er)后用(yong)(yong)(yong)黃鈉(na)(na)鐵(tie)(tie)礬法除去溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)(tie),用(yong)(yong)(yong)烷基磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)類如:二(er)(2-乙(yi)基己(ji)基)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(D-2-EHPA)或其他(ta)烷基磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯(zhi)類萃取劑(ji)萃取其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等(deng),并分離鈷(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie)。萃取過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)獲得(de)(de)的(de)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)溶液(ye),用(yong)(yong)(yong)氟化(hua)(hua)(hua)銨(an)除鈣、鎂(mei)后,再(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)沉淀鈷(gu)(gu)。所得(de)(de)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)在(zai)(zai)450℃下(xia)煅燒,得(de)(de)到(dao)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)粉,可作(zuo)為最終(zhong)產品,也(ye)可用(yong)(yong)(yong)氫還原(yuan)法制取金(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)粉。
2、富集于煉鎳(nie)轉(zhuan)爐(lu)渣(zha)中的(de)鈷(gu),在還原硫(liu)化(hua)(hua)熔煉過程(cheng)中,與鎳(nie)一起轉(zhuan)入(ru)鈷(gu)冰銅。轉(zhuan)爐(lu)渣(zha)成分一般為(wei):鈷(gu)0.25—0.35%,鎳(nie)1—1.5%;鈷(gu)冰銅成分一般為(wei):鈷(gu)1—1.5%,鎳(nie)5—13%。鈷(gu)冰銅可以直接浸(jin)(jin)取(常壓(ya)(ya)或加壓(ya)(ya)酸浸(jin)(jin)),也可以將鈷(gu)冰銅焙燒成可溶性化(hua)(hua)合物(wu)后再酸浸(jin)(jin)。浸(jin)(jin)出液可按(an)鈷(gu)渣(zha)提鈷(gu)工藝流程(cheng)處理。
加拿(na)大(da)舍(she)利(li)特(te)(te)高爾頓(dun)公(gong)司(Sherritt Gordon MinesLtd)用高壓(ya)(ya)(ya)氨浸法(fa)處理硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鎳精礦(kuang)和高冰鎳時,鈷(gu)(gu)留于鎳的(de)氫(qing)還(huan)原(yuan)尾液(ye)中,通硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)于尾液(ye),得硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)和硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鎳的(de)混合沉(chen)淀(dian)物(wu)(wu)。此混合物(wu)(wu)用硫(liu)(liu)(liu)酸高壓(ya)(ya)(ya)浸出(chu)、凈化(hua)除雜質后(hou),通氧、加氨、加壓(ya)(ya)(ya),使二價鈷(gu)(gu)氧化(hua)成可(ke)(ke)溶性(xing)的(de),而鎳則(ze)以(yi)鎳銨硫(liu)(liu)(liu)酸鹽形態沉(chen)淀(dian)出(chu)來,實現(xian)鎳鈷(gu)(gu)分離,溶液(ye)用高壓(ya)(ya)(ya)氫(qing)還(huan)原(yuan)產出(chu)鈷(gu)(gu)粉(fen),也可(ke)(ke)用萃取法(fa)凈液(ye)、分離出(chu)鎳后(hou)電(dian)積得電(dian)鈷(gu)(gu)。含(han)鈷(gu)(gu)黃(huang)鐵礦(kuang)提鈷(gu)(gu)世(shi)界上從含(han)鈷(gu)(gu)黃(huang)鐵礦(kuang)中提鈷(gu)(gu)較有代表性(xing)的(de)工廠(chang)是芬蘭科(ke)科(ke)拉鈷(gu)(gu)廠(chang)(Kok-kola Cobalt Plant),精礦(kuang)焙燒(shao)脫硫(liu)(liu)(liu)后(hou),再(zai)配(pei)以(yi)部分精礦(kuang)在流態化(hua)爐內進行硫(liu)(liu)(liu)酸化(hua)焙燒(shao),再(zai)經浸出(chu)、濃密、洗(xi)滌,浸出(chu)液(ye)通硫(liu)(liu)(liu)化(hua)氫(qing)使鈷(gu)(gu)呈(cheng)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)沉(chen)淀(dian)。再(zai)利(li)用上述舍(she)利(li)特(te)(te)高爾頓(dun)的(de)高壓(ya)(ya)(ya)浸出(chu)法(fa)和高壓(ya)(ya)(ya)氫(qing)還(huan)原(yuan)法(fa)生產鈷(gu)(gu)粉(fen)。
中國含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)黃鐵(tie)礦(kuang)的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)品位較(jiao)低,僅為(wei)0.02—0.09%。浮(fu)選(xuan)產(chan)出的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)精礦(kuang)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)30—35%,鐵(tie)35—40%。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)精礦(kuang)在(zai)(zai)流態化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)(shao)爐內(nei)于580—620℃下進行(xing)(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)(shao),使(shi)(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)、鎳(nie)、銅(tong)等金(jin)(jin)屬(shu)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)可(ke)溶性的鹽類。焙(bei)(bei)(bei)砂用水(shui)或稀(xi)硫(liu)(liu)酸(suan)浸(jin)(jin)出,用氯酸(suan)鈉將(jiang)浸(jin)(jin)出液中的鐵(tie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)高(gao)價鐵(tie)后,用脂肪酸(suan)鈉依(yi)次(ci)萃取(qu)鐵(tie)和銅(tong)。然后,通入氯氣使(shi)(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加堿(jian)水(shui)解生(sheng)成(cheng)(cheng)高(gao)價氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀,而與鎳(nie)分離。在(zai)(zai)反(fan)射爐內(nei)使(shi)(shi)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)脫水(shui)、燒(shao)(shao)結,燒(shao)(shao)結塊(kuai)配以石油焦和石灰(hui)石在(zai)(zai)三相電弧(hu)爐內(nei)還原熔(rong)煉成(cheng)(cheng)粗金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)澆(jiao)鑄成(cheng)(cheng)陽極(ji),進行(xing)(xing)隔膜電解,得到純度較(jiao)高(gao)的金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)精礦(kuang)也可(ke)先經900—950℃氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)(shao),再配以氯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈉或氯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈣以及少量的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)精礦(kuang)于680℃下進行(xing)(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)(bei)燒(shao)(shao)。焙(bei)(bei)(bei)砂按(an)上述流程(cheng)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
砷(shen)(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)得(de)(de)到含(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的(de)精(jing)礦(kuang)(kuang),其中(zhong)(zhong)含(han)(han)砷(shen)(shen)(shen)20—50%。處理砷(shen)(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)的(de)方法主要有兩種(zhong)(zhong),一(yi)種(zhong)(zhong)是先用(yong)(yong)火(huo)法熔(rong)煉產(chan)出砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)用(yong)(yong)濕法提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一(yi)種(zhong)(zhong)是用(yong)(yong)加壓(ya)浸(jin)出法制得(de)(de)含(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye),再(zai)從中(zhong)(zhong)提取鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)國采用(yong)(yong)前者(zhe):將精(jing)礦(kuang)(kuang)配以焦(jiao)炭和熔(rong)劑在反(fan)射(she)爐或電(dian)爐內熔(rong)煉,使(shi)(shi)部分砷(shen)(shen)(shen)呈(cheng)三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二砷(shen)(shen)(shen)揮發,產(chan)出砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊(jiu)稱(cheng)黃渣)。如原料含(han)(han)硫(liu)高,還產(chan)出部分鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅(tong)。砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅(tong)磨(mo)細后焙燒,進一(yi)步脫砷(shen)(shen)(shen)和硫(liu);焙砂用(yong)(yong)稀硫(liu)酸(suan)(suan)浸(jin)出,用(yong)(yong)次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)浸(jin)出液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)鐵,再(zai)用(yong)(yong)蘇打調整pH為3—3.5,使(shi)(shi)鐵成為氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鐵和砷(shen)(shen)(shen)酸(suan)(suan)鐵沉淀。濾液(ye)用(yong)(yong)鐵屑(xie)置換除銅(tong)后,用(yong)(yong)次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉使(shi)(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),加堿水解生成高價(jia)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀而與鎳(nie)分離(li)。所得(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在反(fan)射(she)爐內于1000~1200℃下煅燒,獲(huo)得(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并使(shi)(shi)其中(zhong)(zhong)的(de)堿式硫(liu)酸(suan)(suan)鹽分解,將硫(liu)除去(qu)。然后配入木(mu)炭,在回轉(zhuan)窯內于1000℃左(zuo)右(you)還原成金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。也可(ke)將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔(rong)煉成粗金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)進行(xing)電(dian)解得(de)(de)電(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂的(de)浸(jin)出液(ye)也可(ke)和前述硫(liu)化(hua)(hua)(hua)鎳(nie)礦(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一(yi)樣,采用(yong)(yong)萃(cui)取法凈液(ye)分離(li)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)(ya)(ya)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)法處理砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)精礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)將(jiang)精礦(kuang)(kuang)(kuang)用稀(xi)硫(liu)酸(suan)(suan)漿化(hua),用高(gao)壓(ya)(ya)(ya)釜(fu)浸(jin)(jin)出(chu),操作壓(ya)(ya)(ya)力35公斤(jin)力/厘米(mi)2,溫度(du)190℃,浸(jin)(jin)出(chu)時間3~4小時,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)95—97%。浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)除(chu)砷(shen)、鐵(tie)、銅(tong)、鈣等雜(za)質后(hou),加入液(ye)氨(an),使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨(an)絡合物,在(zai)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)釜(fu)內,用氫還(huan)原得(de)到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,操作壓(ya)(ya)(ya)力50—55公斤(jin)力/厘米(mi)2,溫度(du)190℃。此法流程簡單(dan),回收率(lv)高(gao),勞動條件好。銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊爾的(de)(de)盧(lu)伊盧(lu)廠(chang)(chang)(Luilu CobaltPlant)是(shi)世界上處理銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)最大的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠(chang)(chang)。銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)(kuang)獲得(de)氧(yang)(yang)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)(he)硫(liu)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)。氧(yang)(yang)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)品位(wei)為:銅(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫(liu)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)品位(wei)為:銅(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首先將(jiang)硫(liu)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)在(zai)流態化(hua)焙燒(shao)爐內進(jin)行硫(liu)酸(suan)(suan)化(hua)焙燒(shao),然(ran)后(hou)將(jiang)焙砂和(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)一起用銅(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢(fei)液(ye)浸(jin)(jin)出(chu)。氧(yang)(yang)化(hua)精礦(kuang)(kuang)(kuang)中的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主要呈三價氧(yang)(yang)化(hua)物形態,在(zai)硫(liu)酸(suan)(suan)中溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)很小,但在(zai)銅(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢(fei)液(ye)中可由(you)其中的(de)(de)亞(ya)鐵(tie)離(li)子將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還(huan)原,溶(rong)(rong)于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢(fei)液(ye)中,Co?(不(bu)溶(rong)(rong)性(xing))Fe?→Co?(可溶(rong)(rong)性(xing))Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)可達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)(he)銅(tong)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法析出(chu)銅(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)(he)其他(ta)金屬雜(za)質留在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中。除(chu)雜(za)質后(hou),將(jiang)溶(rong)(rong)液(ye)中的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用石(shi)灰乳沉淀為氫氧(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再溶(rong)(rong)于(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)中,得(de)到(dao)高(gao)濃(nong)度(du)的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye),最后(hou)用不(bu)溶(rong)(rong)陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)積金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制造電池(chi)設備是鈷最重(zhong)要的用(yong)途,使用(yong)量占到全部鈷使用(yong)量的40%。鈷主(zhu)要用(yong)來制作鋰離子電池(chi)的鈷酸鋰,鎳氫電池(chi)的氧化(hua)亞鈷等。含(han)鈷材(cai)料是穩定的鋰電池(chi)正極材(cai)料,是電池(chi)的核心之(zhi)一,具(ju)有能量密度高和環保安(an)全性高的特(te)點。
三元(yuan)鋰電(dian)池是指使(shi)用鎳(nie)鈷錳或者鎳(nie)鈷鋁酸(suan)鹽等三元(yuan)材料為電(dian)池正極(ji)的(de)鋰電(dian)池。相對(dui)于傳統鋰電(dian)池,三元(yuan)鋰電(dian)池具有(you)綜合性能和低成本的(de)雙重優(you)勢。
鈷常(chang)被(bei)添加到鋼(gang)或者其他合金當中,可以明顯提高合金的堅硬程(cheng)(cheng)度、耐(nai)(nai)磨程(cheng)(cheng)度、抗沖(chong)擊性(xing)能和韌(ren)性(xing)。該(gai)合金常(chang)常(chang)被(bei)熔焊(han)到其他材料的表面,能夠明顯延長零件的使用(yong)壽命。大約有20%的鈷被(bei)用(yong)來制造這(zhe)種超級合金。含鈷合金常(chang)被(bei)用(yong)來制造噴(pen)氣式飛(fei)機(ji)渦輪(lun)發動機(ji)的風(feng)扇扇葉,火箭和燃(ran)氣機(ji)輪(lun)等(deng)設備的耐(nai)(nai)熱部件等(deng)。生活中的含鈷鋼(gang)刀的耐(nai)(nai)磨性(xing)和切割(ge)性(xing)能也更加突出。
鈷是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)被(bei)(bei)磁(ci)化(hua)之后就能長(chang)期保(bao)持磁(ci)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)金(jin)屬。鈷的(de)(de)這(zhe)種(zhong)優越磁(ci)性(xing)(xing)(xing),使之被(bei)(bei)大(da)(da)量(liang)(liang)應(ying)用(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造高性(xing)(xing)(xing)能磁(ci)性(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)料。這(zhe)種(zhong)用(yong)(yong)(yong)途的(de)(de)鈷使用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)大(da)(da)概占到總使用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)5%左(zuo)右。高鈷含量(liang)(liang)的(de)(de)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼(gang)比一(yi)(yi)般磁(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼(gang)的(de)(de)磁(ci)力密度(du)更(geng)高,而且在(zai)高溫條件下這(zhe)種(zhong)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)也不(bu)會輕易(yi)喪失(shi)。大(da)(da)型的(de)(de)永久(jiu)磁(ci)體大(da)(da)多為含鈷合(he)(he)金(jin),其(qi)中常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)叫作阿爾尼克的(de)(de)合(he)(he)金(jin)材(cai)(cai)料,是(shi)由(you)鈷、鎳、鋁(lv)制(zhi)造的(de)(de)堅硬合(he)(he)金(jin)。
鈷(gu)(gu)(gu)被用(yong)作顏料的(de)(de)(de)歷史(shi)在(zai)西方(fang)可以追溯(su)到古埃及時期。在(zai)埃及法老(lao)圖(tu)坦(tan)卡蒙的(de)(de)(de)墓穴(xue)中有一小(xiao)塊玻(bo)璃(li)器物,后來(lai)檢測其深(shen)藍色(se)(se)是(shi)因為存在(zai)鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)緣(yuan)故(gu)。古希(xi)臘人和古羅馬人曾利用(yong)鈷(gu)(gu)(gu)化合物制造有色(se)(se)玻(bo)璃(li),這(zhe)種玻(bo)璃(li)會表現出(chu)美麗(li)的(de)(de)(de)深(shen)藍色(se)(se)。而在(zai)中國(guo),鈷(gu)(gu)(gu)及其化合物也(ye)有悠久(jiu)的(de)(de)(de)顏料使用(yong)史(shi)。唐朝著名的(de)(de)(de)唐三彩,元代(dai)的(de)(de)(de)青花瓷,明代(dai)的(de)(de)(de)景泰藍無(wu)不與含鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)釉料有關,而這(zhe)種鈷(gu)(gu)(gu)顏料制造出(chu)的(de)(de)(de)藍色(se)(se)不僅著色(se)(se)率強、發色(se)(se)鮮艷而且呈(cheng)色(se)(se)穩定、歷久(jiu)彌新。
鈷藍化學成分為鋁酸鈷,是鋁和氧化鈷反(fan)應(ying)生成的(de)一種顏料,表現為藍色(se)或藍綠(lv)色(se)調,被大量(liang)作為陶瓷、琺瑯、玻璃等許多材料的(de)著色(se)劑(ji)使用(yong)。日(ri)常(chang)生活中見到的(de)食品用(yong)硅膠(jiao)干燥劑(ji)中就加入了(le)氧化鈷,無水(shui)時表現為藍色(se),在吸取空(kong)氣中的(de)水(shui)后變(bian)為粉紅(hong)色(se)。
鈷紫顏料(liao)也常(chang)被用于(yu)陶瓷、玻(bo)璃等的(de)顏料(liao),其成(cheng)分為(wei)磷酸鈷,為(wei)一種特殊的(de)紫色顏料(liao)。鈷黑(hei)顏料(liao)有鐵(tie)鈷黑(hei)和鐵(tie)鈷鉻黑(hei)兩(liang)種,主(zhu)要用于(yu)陶瓷坯體和釉料(liao)的(de)著色,是(shi)由多種金屬氧化(hua)物經過高(gao)溫固相反應(ying)而(er)生成(cheng)的(de)高(gao)性(xing)能無(wu)(wu)機顏料(liao),具有環保無(wu)(wu)毒的(de)優點。
鈷(gu)在醫療領域也(ye)有多方面的(de)應(ying)用(yong),鈷(gu)-60放(fang)射(she)性(xing)(xing)同位素被(bei)用(yong)來(lai)治療人(ren)體(ti)的(de)皮膚(fu)病和惡性(xing)(xing)腫(zhong)瘤(liu);維生素B12(鈷(gu)胺素)中鈷(gu)的(de)含量(liang)更是高達4.5%;鈷(gu)被(bei)用(yong)于(yu)制(zhi)造人(ren)工(gong)髖關(guan)(guan)節和膝關(guan)(guan)節以及牙料(liao)填充劑。具有放(fang)射(she)性(xing)(xing)的(de)鈷(gu)同位素還被(bei)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)輻(fu)照食品加工(gong)行(xing)業(ye),通過這種輻(fu)照技術(shu)可(ke)以殺死有害(hai)的(de)細(xi)菌。
鈷(gu)(gu)在地殼(ke)中(zhong)(zhong)的(de)平均含(han)量(liang)為0.001%(質量(liang)),海(hai)洋中(zhong)(zhong)鈷(gu)(gu)總(zong)(zong)量(liang)約23億噸,自(zi)然界已知含(han)鈷(gu)(gu)礦物近(jin)百種,但(dan)沒有(you)(you)單(dan)獨的(de)鈷(gu)(gu)礦物,大(da)多伴(ban)生(sheng)于鎳(nie)、銅(tong)、鐵、鉛、鋅、銀、錳、等硫化(hua)物礦床(chuang)中(zhong)(zhong),且(qie)含(han)鈷(gu)(gu)量(liang)較低(di)。全(quan)世(shi)界已探明鈷(gu)(gu)金屬儲量(liang)148萬噸,中(zhong)(zhong)國(guo)已探明鈷(gu)(gu)金屬儲量(liang)僅47萬噸。分布于全(quan)國(guo)24個(ge)省(區(qu)),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)主要有(you)(you)甘肅、青海(hai)、山東、云(yun)南、湖北、青海(hai)、河北和(he)山西。這七個(ge)省的(de)合計儲量(liang)占(zhan)全(quan)國(guo)總(zong)(zong)保有(you)(you)儲量(liang)的(de)71%,其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)以(yi)甘肅儲量(liang)最多,占(zhan)全(quan)國(guo)的(de)28%。此外,安徽、四川、新疆等省(區(qu))也(ye)有(you)(you)一(yi)定的(de)儲量(liang)。世(shi)界鈷(gu)(gu)產量(liang)1986年達到頂峰3萬噸,以(yi)后不斷下降,到1989年只(zhi)有(you)(you)2.5萬噸左右。扎伊爾和(he)贊比亞是最大(da)的(de)鈷(gu)(gu)生(sheng)產國(guo),其(qi)(qi)產量(liang)約占(zhan)世(shi)界總(zong)(zong)產量(liang)的(de)70%。
自然界中(zhong)已(yi)發現的鈷礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)含(han)鈷礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)共百余種,分屬于單質、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、磷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硅磷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、砷(shen)(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)砷(shen)(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、銻(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)銻(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、碲化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硒碲化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)含(han)水氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、砷(shen)(shen)(shen)酸(suan)(suan)鹽(yan)、碳酸(suan)(suan)鹽(yan)以(yi)及硅酸(suan)(suan)鹽(yan)等14大類。其(qi)中(zhong)以(yi)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、砷(shen)(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)砷(shen)(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)最多,主要(yao)的鈷礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)為:硫(liu)鈷礦(kuang)(Co?S?)、纖維柱石(CuCo?S?)、輝(hui)砷(shen)(shen)(shen)鈷礦(kuang)(CoAsS)、砷(shen)(shen)(shen)鈷礦(kuang)(CoAs?)、鈷華(3CoO·As?O?·8H?O)等。
2004年,世(shi)界鈷(gu)(gu)(gu)開采量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)5.24萬噸(dun)(dun)(dun),其中,剛果開采1.6萬噸(dun)(dun)(dun),贊比(bi)亞(ya)1萬噸(dun)(dun)(dun),澳(ao)大利(li)亞(ya)6700噸(dun)(dun)(dun),加拿(na)大5200噸(dun)(dun)(dun),俄(e)羅斯4700噸(dun)(dun)(dun)。中國(guo)(guo)已探明的(de)鈷(gu)(gu)(gu)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)最大的(de)是甘肅金(jin)(jin)川硫化(hua)鎳礦(kuang)(kuang)中伴(ban)生的(de)鈷(gu)(gu)(gu)。云南的(de)硅酸鎳礦(kuang)(kuang)以及四(si)川、山東、湖北、山西(xi)、廣(guang)東等地的(de)黃(huang)鐵礦(kuang)(kuang)中也含(han)有鈷(gu)(gu)(gu)。中國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)資(zi)源(yuan)量(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)為(wei)(wei)140萬噸(dun)(dun)(dun),絕大多數為(wei)(wei)伴(ban)生資(zi)源(yuan),單獨的(de)鈷(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)床極少。中國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)品位較(jiao)低,均作為(wei)(wei)礦(kuang)(kuang)山副產品回(hui)收(shou),生產過程(cheng)中由于品位低、生產工(gong)藝復雜,因此金(jin)(jin)屬(shu)(shu)回(hui)收(shou)率低、生產成本(ben)高。1996年中國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產量(liang)(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang))229噸(dun)(dun)(dun),鈷(gu)(gu)(gu)硫精礦(kuang)(kuang)產量(liang)(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang))192噸(dun)(dun)(dun),氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)638噸(dun)(dun)(dun)。2005年前后中國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)的(de)年消(xiao)費量(liang)(liang)(liang)(liang)穩(wen)定在(zai)1200噸(dun)(dun)(dun)左(zuo)右,國(guo)(guo)內(nei)鈷(gu)(gu)(gu)產量(liang)(liang)(liang)(liang)包括(kuo)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)折算為(wei)(wei)鈷(gu)(gu)(gu)每(mei)年總(zong)計約(yue)600—700噸(dun)(dun)(dun),國(guo)(guo)內(nei)鈷(gu)(gu)(gu)產量(liang)(liang)(liang)(liang)尚不能(neng)滿足(zu)國(guo)(guo)內(nei)需求,每(mei)年約(yue)有半數需進口。
鈷塵可(ke)引起(qi)“硬質(zhi)合金病”("硬金屬病"),表現為(wei)過敏性(xing)哮(xiao)喘,呼吸(xi)困難、干(gan)咳、偶有化學(xue)性(xing)肺炎(間質(zhi)性(xing)肺炎),肺水腫(zhong)。脫離(li)接觸后(hou)癥狀緩解。CoO也可(ke)引起(qi)哮(xiao)喘。
鈷對皮(pi)膚(fu)(fu)的影(ying)響主要為過(guo)(guo)敏(min)性或刺激性皮(pi)炎(yan)。外露(lu)皮(pi)膚(fu)(fu)出(chu)現紅斑,有(you)輕微搔癢,常見(jian)于手(shou)、腕、前(qian)臂(bei)等(deng)部(bu)位和皮(pi)膚(fu)(fu)皺折(zhe)處(chu),多于夏季發病,患者(zhe)多為接觸鈷的新(xin)工人,在上述皮(pi)膚(fu)(fu)病患者(zhe)中,皮(pi)試陽性可(ke)證明對鈷過(guo)(guo)敏(min)。
吸入醋酸(suan)鈷粉塵可引起急性(xing)化學性(xing)胃炎癥狀,有惡心、嘔(ou)吐、上腹部劇痛(tong),后可有嘔(ou)血(xue)及便血(xue)。
誤服鈷鹽,應(ying)洗胃;溶液濺入眼,用(yong)清水或生(sheng)理鹽水沖洗至少15分鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱氨酸可(ke)降低鈷毒(du)性,可(ke)試用(yong)。皮炎可(ke)用(yong)乙酸和尿(niao)素(su)霜軟膏涂抹局部。化學性肺炎和肺水腫(zhong)患者(zhe)應采用(yong)糖皮質激素(su)治療。
經常(chang)注射鈷制劑或(huo)暴露于過(guo)量的原始鈷環境中(zhong),可引起鈷中(zhong)毒。兒童(tong)對鈷的毒性敏(min)感,應(ying)避(bi)免使用每千克體重超過(guo)1mg的劑量。在缺乏維生素B12和蛋白質以及攝入(ru)酒(jiu)精時,毒性會(hui)增加,這在酗酒(jiu)者中(zhong)常(chang)見。有些鈷化合(he)物可能會(hui)致癌。
少(shao)量的鈷鹽對(dui)許多(duo)種類的生命(ming)體都是必須的,這(zhe)其(qi)中也(ye)包括(kuo)人類。維生素B12的中心(xin)離子就是鈷,在(zai)土壤(rang)中缺乏鈷的地區(qu),食草動物會發育(yu)不良(liang)。
鈷(gu)是中(zhong)等活潑的金屬(shu)元素,有二(er)價(jia)和三價(jia)二(er)種化(hua)合價(jia)。鈷(gu)可經消(xiao)化(hua)道和呼(hu)吸道進入人體,一般成年人體內(nei)含鈷(gu)量為1.1—1.5mg。在血漿(jiang)中(zhong)無機鈷(gu)附著在白蛋白上,它最初貯存于(yu)(yu)(yu)肝和腎,然(ran)后貯存于(yu)(yu)(yu)骨、脾、胰、小腸以及(ji)其(qi)它組(zu)織(zhi)。體內(nei)鈷(gu)14%分布于(yu)(yu)(yu)骨骼,43%分布于(yu)(yu)(yu)肌肉組(zu)織(zhi),43%分布于(yu)(yu)(yu)其(qi)它軟組(zu)織(zhi)中(zhong)。
應(ying)按照(GB13690-1992)易(yi)燃易(yi)爆危(wei)險品規(gui)定辦理,夏季應(ying)早晚運輸,防止陽光(guang)曝(pu)曬,搬運中不得過度撞擊、震蕩、不得與(yu)固化(hua)劑(ji)同車運輸。儲存于密閉(bi)容器內,存放在(zai)陰涼、通風的庫房。應(ying)與(yu)氧化(hua)劑(ji)、酸類分開存放,切忌混儲。
2017年10月(yue)27日,世界(jie)衛生組(zu)織(zhi)國(guo)際癌(ai)(ai)癥研究機(ji)構公布的致癌(ai)(ai)物(wu)(wu)清單初步整(zheng)理(li)參考,鈷和鈷化合物(wu)(wu)在2B類致癌(ai)(ai)物(wu)(wu)清單中(zhong)。