鈷(Cobalt),元素符號Co,在化學周期表中排27號,是一種(zhong)金屬元素,質地硬(ying)而脆。其熔點達到1500℃左右,沸點約3100℃,相對密(mi)度(du)(du)8.9g/cm3,摩氏硬(ying)度(du)(du)5—5.5。鈷有(you)很多特性,其在高溫下(xia)能夠保持(chi)較高的(de)(de)強度(du)(du),并(bing)且具有(you)較低的(de)(de)導(dao)熱性和導(dao)電性以及(ji)較強的(de)(de)鐵(tie)磁性。
鈷為英語cobalt的(de)音譯,德(de)文原型(xing)為Kobalt,源出希臘語cobalos,意為礦(kuang)(kuang)山。其(qi)德(de)文詞匯系(xi)指一(yi)個善于惡作劇的(de)幽靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方的(de)德(de)國礦(kuang)(kuang)工把這個術語應用于稱謂某(mou)些(xie)能(neng)傷害礦(kuang)(kuang)工手足的(de)礦(kuang)(kuang)石(shi),此術語便(bian)曾在(zai)歐洲廣(guang)為使用。
鈷(gu)是(shi)生產耐熱合(he)(he)(he)金、硬(ying)質合(he)(he)(he)金、防腐合(he)(he)(he)金、磁性合(he)(he)(he)金和各種鈷(gu)鹽的重要原(yuan)料。鈷(gu)消費中約(yue)(yue)70%是(shi)金屬(shu)態鈷(gu),主(zhu)要用于超級耐熱合(he)(he)(he)金、工具鋼、硬(ying)質合(he)(he)(he)金、磁性材(cai)料等方面。以化合(he)(he)(he)物(wu)形式(催化劑(ji)、干(gan)燥材(cai)料、試劑(ji)、陶瓷釉(you)等)消費量約(yue)(yue)25%,其余約(yue)(yue)5%。
鈷為(wei)英(ying)語(yu)cobalt的音譯,德文原型為(wei)Kobalt,源(yuan)出希臘語(yu)cobalos,意為(wei)礦山。其(qi)德文詞匯系指(zhi)一(yi)個善于惡(e)作劇的幽靈(gnomes和goblins),在Saxony地方的德國礦工(gong)把這個術(shu)語(yu)應用于稱謂某些能傷害礦工(gong)手足的礦石,此術(shu)語(yu)便曾(ceng)在歐洲廣為(wei)使用。這類礦物后(hou)來被發現是砷鈷礦。
鈷的(de)(de)(de)化學和(he)冶金(jin)學大概是(shi)在(zai)16世紀中葉開始的(de)(de)(de),但早(zao)在(zai)前(qian)1450年的(de)(de)(de)埃(ai)及(ji)人和(he)巴比倫人制造的(de)(de)(de)陶器(qi)中已經用(yong)到鈷顏料。鈷鹽(yan)可(ke)使陶瓷釉染上(shang)藍(lan)色(se),與鎳、鉻或錳化合物混配,可(ke)以調配出由藍(lan)至綠的(de)(de)(de)所(suo)有色(se)調。中國在(zai)元朝(13世紀)也(ye)已懂得用(yong)鈷土礦作顏料燒(shao)制釉下彩青(qing)花(hua)瓷器(qi)的(de)(de)(de)技藝。
1735年,瑞典(dian)化學家Brandt發現了鈷元素(su)。
1780年,瑞(rui)典化學家Bergman詳細研究了鈷元素的性質。
19世紀中葉,開始出(chu)現(xian)把鈷電鍍(du)到金屬上(shang)的工作。
20世紀初,把鈷應用于(yu)制合金鋼和其它合金等方(fang)面的(de)工作興(xing)起。
1917年,Honda宣布發(fa)現(xian)了含鈷的永(yong)磁合金。
1935年,永磁(ci)合金進一(yi)步得到發展,衍生(sheng)出一(yi)系列鋁鎳鈷(gu)永磁(ci)材料(含Al,Ni,Fe,Co),后(hou)來又合成(cheng)出新型的(de)釤鈷(gu)永磁(ci)合金,鈷(gu)已成(cheng)為(wei)一(yi)種重要的(de)戰略金屬。
鈷(gu)的(de)(de)(de)外(wai)貌和純(chun)(chun)鐵或鎳相似,硬(ying)度(du)高(gao)(gao)于(yu)鐵,電(dian)解(jie)沉積出來(lai)的(de)(de)(de)鈷(gu)其(qi)硬(ying)度(du)又高(gao)(gao)于(yu)高(gao)(gao)溫(wen)生產的(de)(de)(de)金(jin)屬鈷(gu)。鈷(gu)中(zhong)含有(you)少(shao)量碳時(shi)(最高(gao)(gao)達0.3%)會(hui)增大鈷(gu)金(jin)屬的(de)(de)(de)抗張強度(du)和耐壓(ya)強度(du),而(er)不(bu)會(hui)影響其(qi)硬(ying)度(du)。鈷(gu)可(ke)以機械加(jia)工,但略有(you)脆性。鈷(gu)的(de)(de)(de)物理(li)性質不(bu)僅在極大程度(du)上依賴于(yu)鈷(gu)的(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du),而(er)且也依賴于(yu)存(cun)在的(de)(de)(de)異(yi)形(xing)變體(ti)(ti)(或異(yi)形(xing)變體(ti)(ti)混合物),關于(yu)鈷(gu)(即使其(qi)純(chun)(chun)度(du)高(gao)(gao)于(yu)99.9%)已報道的(de)(de)(de)物理(li)性質常會(hui)有(you)不(bu)一致(zhi)的(de)(de)(de)數據,這大概只能用鈷(gu)的(de)(de)(de)兩種異(yi)構變體(ti)(ti)之間轉化速度(du)很慢來(lai)加(jia)以解(jie)釋。
像鐵(tie)和鎳一樣(yang),鈷(gu)是鐵(tie)磁(ci)性的(de)(de)(de)(de)(de),雖然鐵(tie)在鐵(tie)磁(ci)性元(yuan)(yuan)素中具有最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)強(qiang)度,而鈷(gu)卻是可以(yi)增大此磁(ci)化(hua)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)唯一元(yuan)(yuan)素,純鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)強(qiang)度為21500Gs,而組成為65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金其磁(ci)化(hua)強(qiang)度卻可最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)達到24·300Gs。鈷(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)優越的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性已知最(zui)(zui)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)居里(li)點1121℃,已發展(zhan)出多種多樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)特種專用的(de)(de)(de)(de)(de)鈷(gu)鋼和鈷(gu)合(he)金材料。
鈷(gu)(gu)的(de)(de)化(hua)合價為+2價和(he)+3價。在(zai)(zai)常溫(wen)下(xia)不和(he)水作用(yong),在(zai)(zai)潮(chao)濕(shi)的(de)(de)空氣中也很(hen)穩定。在(zai)(zai)空氣中加(jia)熱(re)至300℃以(yi)上時氧(yang)化(hua)生成(cheng)CoO,在(zai)(zai)白熱(re)時燃燒成(cheng)Co?O?。氫還原法制成(cheng)的(de)(de)細(xi)金(jin)屬(shu)(shu)鈷(gu)(gu)粉在(zai)(zai)空氣中能自燃生成(cheng)氧(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)。由電極電勢看(kan)出,鈷(gu)(gu)是中等(deng)活潑的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)。其化(hua)學性(xing)質(zhi)與(yu)(yu)鐵(tie),鎳(nie)相似。高溫(wen)下(xia)發生氧(yang)化(hua)作用(yong)。加(jia)熱(re)時,鈷(gu)(gu)與(yu)(yu)氧(yang),硫,氯,溴等(deng)發生劇烈(lie)反應(ying)(ying),生成(cheng)相應(ying)(ying)化(hua)合物。鈷(gu)(gu)可溶于稀酸(suan)中,在(zai)(zai)發煙硝(xiao)酸(suan)中因(yin)生成(cheng)一層氧(yang)化(hua)膜而被鈍化(hua)。鈷(gu)(gu)會緩慢(man)地被氫氟酸(suan),氨(an)水和(he)氫氧(yang)化(hua)鈉(na)浸蝕。鈷(gu)(gu)是兩(liang)性(xing)金(jin)屬(shu)(shu)。
鈷(gu)(gu)即使在(zai)高溫下也很少吸氫,氮在(zai)1200℃的(de)高溫下也基(ji)本上不溶于(yu)鈷(gu)(gu)。微細分散的(de)鈷(gu)(gu)粉在(zai)空氣中可自燃,但大(da)塊(kuai)的(de)鈷(gu)(gu)金(jin)屬(shu)在(zai)低于(yu)300℃下,在(zai)空氣中仍(reng)是(shi)穩定(ding)的(de)。將鈷(gu)(gu)加(jia)熱到900℃時在(zai)表面上生成(cheng)的(de)氧化物外殼(ke)第(di)一層是(shi)Co?O?,靠近金(jin)屬(shu)的(de)第(di)二層是(shi)CoO;加(jia)熱至高于(yu)900℃時,Co?O?分解了,則氧化物外殼(ke)僅含(han)有CoO。在(zai)加(jia)熱下鈷(gu)(gu)可與許多非(fei)金(jin)屬(shu)反(fan)應(ying),例如可同鹵素(su)、硼、硫、磷、砷和銻等(deng)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中往(wang)往(wang)發光發熱。氟(fu)與鈷(gu)(gu)反(fan)應(ying)可生成(cheng)CoF?,但其它鹵素(su)僅能生成(cheng)Co(Ⅱ)鹵化物。
鈷在(zai)(zai)燒至赤(chi)熱時會被(bei)水蒸氣(qi)氧(yang)化(hua)成CoO,在(zai)(zai)470℃時與(yu)氨反(fan)應生(sheng)成Co?N,但這個化(hua)合物在(zai)(zai)600℃時分解。一氧(yang)化(hua)碳在(zai)(zai)200℃時和100atm下與(yu)微細鈷粉反(fan)應生(sheng)成羰合物Co?(CO)?,但在(zai)(zai)溫(wen)度高(gao)于225℃和常壓下則生(sheng)成碳化(hua)物Co?C。
鈷比鐵較能耐抗無機酸的侵蝕,這可以從標準電極(ji)電勢數據(ju)看出:Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷能溶解在稀鹽酸和稀硫酸中并放出氫氣。濃(nong)硝酸在室(shi)溫下能快速地與鈷反應,但在-10℃時可使鈷表面鈍(dun)化。氫氟酸和磷酸也能與鈷作(zuo)用,但鈷不與稀堿溶液反應。
氯化(hua)氫(qing)在450℃時(shi)與鈷(gu)反應(ying)(ying)生(sheng)成氯化(hua)鈷(gu)(Ⅱ);在400℃時(shi)將硫(liu)化(hua)氫(qing)通過(guo)于鈷(gu)粉(fen)之上可生(sheng)成Co?S?,但在700℃時(shi)則(ze)生(sheng)成CoS。二氧化(hua)碳在溫度高(gao)于700℃時(shi)與鈷(gu)發生(sheng)如下平(ping)衡反應(ying)(ying):
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的制備一般(ban)先用(yong)火法將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精礦(kuang)、砷鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精礦(kuang)、含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)化(hua)鎳精礦(kuang)、銅鈷(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)、鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)精礦(kuang)中(zhong)的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集或轉(zhuan)化(hua)為可溶性狀態(tai),然后再用(yong)濕(shi)法冶煉方法制成(cheng)氯化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye)或硫(liu)酸鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye),再用(yong)化(hua)學沉淀和萃取等方法進一步使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集和提純,最后得到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)合物或金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。
鈷礦(kuang)物的賦(fu)存狀(zhuang)態(tai)復雜(za),礦(kuang)石品(pin)位低,所以提取方法(fa)很多(duo)而且工藝復雜(za),回(hui)收率較低。鈷礦(kuang)的選(xuan)礦(kuang)對一般是將鈷礦(kuang)石通過(guo)手選(xuan)、重選(xuan)、泡沫浮(fu)選(xuan)可提取到含鈷15—25%的鈷精礦(kuang)。鈷精礦(kuang)冶煉方法(fa)主要(yao)有硫化鎳礦(kuang)冶煉和砷(shen)鈷礦(kuang)冶煉。
硫化鎳精礦(kuang)一般(ban)含鎳4—5%,含鈷(gu)0.1—0.3%。鎳的(de)火法熔煉(lian)過程中,由于(yu)(yu)鈷(gu)對(dui)氧(yang)和硫的(de)親合(he)力(li)介于(yu)(yu)鐵鎳之間(jian)在(zai)轉爐吹煉(lian)高冰鎳時,可控制(zhi)冰鎳中鐵的(de)氧(yang)化程度,使鈷(gu)富集于(yu)(yu)高冰鎳或富集于(yu)(yu)轉爐渣(zha),分別用(yong)下述方法提取(qu):
1、富集于高(gao)(gao)冰鎳(nie)(nie)(nie)中(zhong)的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),在鎳(nie)(nie)(nie)電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉過程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和鎳(nie)(nie)(nie)一(yi)(yi)(yi)起(qi)進(jin)(jin)入(ru)陽(yang)極(ji)液(ye)(ye)。在凈液(ye)(ye)除鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)過程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)以高(gao)(gao)價氫氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的形(xing)態(tai)進(jin)(jin)入(ru)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含(han)鎳(nie)(nie)(nie)25—30%。從(cong)此種(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的一(yi)(yi)(yi)種(zhong)方法(fa)是(shi):將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣加入(ru)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong),通(tong)二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)使之溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie),制得(de)(de)(de)含(han)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和少(shao)量銅(tong)(tong)、鐵(tie)、砷、銻等雜質的溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye);再用活性鎳(nie)(nie)(nie)粉置(zhi)換除去銅(tong)(tong);通(tong)空氣,氧化(hua)(hua)(hua)水解(jie)(jie)除去鐵(tie),通(tong)氯氣氧化(hua)(hua)(hua),加蘇打中(zhong)和沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),若所得(de)(de)(de)氫氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)鎳(nie)(nie)(nie)較高(gao)(gao),可(ke)再次溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)、沉淀(dian)分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie),使其含(han)鎳(nie)(nie)(nie)小于1%;經煅(duan)燒(shao)(shao)制得(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)出售,也(ye)可(ke)將(jiang)氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)制成粗金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),經電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉得(de)(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。加拿大(da)和蘇聯的鎳(nie)(nie)(nie)廠都用此法(fa)回(hui)收鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國的工(gong)廠也(ye)有類似作(zuo)法(fa)。從(cong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的另一(yi)(yi)(yi)種(zhong)方法(fa)是(shi)以亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)作(zuo)還原(yuan)劑,將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)于硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong),得(de)(de)(de)到(dao)含(han)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和少(shao)量銅(tong)(tong)、鐵(tie)、錳(meng)、鋅等雜質的溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),而后(hou)用黃鈉(na)鐵(tie)礬法(fa)除去溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的鐵(tie),用烷基磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)類如:二(2-乙基己(ji)基)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(D-2-EHPA)或(huo)其他烷基磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯類萃取(qu)(qu)劑萃取(qu)(qu)其中(zhong)的銅(tong)(tong)、鐵(tie)、錳(meng)、鋅等,并分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie)。萃取(qu)(qu)過程中(zhong)獲得(de)(de)(de)的氯化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),用氟化(hua)(hua)(hua)銨除鈣、鎂后(hou),再用草(cao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。所得(de)(de)(de)草(cao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在450℃下煅(duan)燒(shao)(shao),得(de)(de)(de)到(dao)的氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,可(ke)作(zuo)為最終產品,也(ye)可(ke)用氫還原(yuan)法(fa)制取(qu)(qu)金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。
2、富集(ji)于煉(lian)鎳(nie)轉(zhuan)爐渣中的鈷(gu)(gu),在還(huan)原硫化熔(rong)煉(lian)過程中,與鎳(nie)一(yi)起轉(zhuan)入(ru)鈷(gu)(gu)冰(bing)銅(tong)。轉(zhuan)爐渣成(cheng)分一(yi)般為:鈷(gu)(gu)0.25—0.35%,鎳(nie)1—1.5%;鈷(gu)(gu)冰(bing)銅(tong)成(cheng)分一(yi)般為:鈷(gu)(gu)1—1.5%,鎳(nie)5—13%。鈷(gu)(gu)冰(bing)銅(tong)可以直接浸取(常壓或加壓酸浸),也可以將鈷(gu)(gu)冰(bing)銅(tong)焙燒成(cheng)可溶性(xing)化合物后再酸浸。浸出(chu)液可按鈷(gu)(gu)渣提(ti)鈷(gu)(gu)工藝流程處理。
加(jia)拿大舍利(li)特(te)(te)高(gao)(gao)爾頓(dun)(dun)公(gong)司(Sherritt Gordon MinesLtd)用(yong)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氨浸(jin)法(fa)處理硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)精礦(kuang)(kuang)和高(gao)(gao)冰鎳(nie)(nie)時,鈷(gu)留于(yu)鎳(nie)(nie)的(de)(de)氫(qing)還(huan)原(yuan)尾液(ye)中(zhong),通硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)于(yu)尾液(ye),得硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)的(de)(de)混合沉(chen)淀物。此混合物用(yong)硫(liu)(liu)酸高(gao)(gao)壓(ya)(ya)浸(jin)出(chu)、凈化(hua)(hua)(hua)除(chu)雜質(zhi)后(hou),通氧、加(jia)氨、加(jia)壓(ya)(ya),使二價鈷(gu)氧化(hua)(hua)(hua)成可溶性(xing)的(de)(de),而鎳(nie)(nie)則以鎳(nie)(nie)銨硫(liu)(liu)酸鹽形態沉(chen)淀出(chu)來,實現鎳(nie)(nie)鈷(gu)分離,溶液(ye)用(yong)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氫(qing)還(huan)原(yuan)產出(chu)鈷(gu)粉,也可用(yong)萃取法(fa)凈液(ye)、分離出(chu)鎳(nie)(nie)后(hou)電積得電鈷(gu)。含(han)鈷(gu)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)提鈷(gu)世界上從含(han)鈷(gu)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)中(zhong)提鈷(gu)較有代表(biao)性(xing)的(de)(de)工廠是芬蘭科(ke)科(ke)拉鈷(gu)廠(Kok-kola Cobalt Plant),精礦(kuang)(kuang)焙燒(shao)脫硫(liu)(liu)后(hou),再(zai)(zai)配以部分精礦(kuang)(kuang)在流(liu)態化(hua)(hua)(hua)爐內進行硫(liu)(liu)酸化(hua)(hua)(hua)焙燒(shao),再(zai)(zai)經(jing)浸(jin)出(chu)、濃密、洗滌(di),浸(jin)出(chu)液(ye)通硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)使鈷(gu)呈硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)沉(chen)淀。再(zai)(zai)利(li)用(yong)上述舍利(li)特(te)(te)高(gao)(gao)爾頓(dun)(dun)的(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)浸(jin)出(chu)法(fa)和高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氫(qing)還(huan)原(yuan)法(fa)生產鈷(gu)粉。
中(zhong)國含鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵礦的(de)鈷(gu)(gu)(gu)品位較(jiao)低,僅為0.02—0.09%。浮選產出(chu)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦含鈷(gu)(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)(liu)30—35%,鐵35—40%。鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦在(zai)流(liu)態化(hua)(hua)(hua)焙燒(shao)爐(lu)內于580—620℃下進行硫(liu)(liu)(liu)酸化(hua)(hua)(hua)焙燒(shao),使鈷(gu)(gu)(gu)、鎳(nie)、銅(tong)等金(jin)(jin)屬轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為可溶(rong)性的(de)鹽類。焙砂用(yong)水或(huo)稀硫(liu)(liu)(liu)酸浸(jin)出(chu),用(yong)氯(lv)酸鈉(na)將浸(jin)出(chu)液中(zhong)的(de)鐵氧(yang)化(hua)(hua)(hua)成高(gao)(gao)價(jia)鐵后,用(yong)脂(zhi)肪酸鈉(na)依次萃取鐵和(he)銅(tong)。然后,通入氯(lv)氣使鈷(gu)(gu)(gu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua),加(jia)堿水解生成高(gao)(gao)價(jia)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)沉(chen)淀,而與鎳(nie)分(fen)離。在(zai)反射爐(lu)內使氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)脫水、燒(shao)結(jie)(jie),燒(shao)結(jie)(jie)塊配(pei)以石油焦和(he)石灰石在(zai)三相電(dian)(dian)弧爐(lu)內還原熔煉成粗金(jin)(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)(gu)澆鑄成陽極,進行隔膜(mo)電(dian)(dian)解,得到純(chun)度較(jiao)高(gao)(gao)的(de)金(jin)(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦也可先(xian)經900—950℃氧(yang)化(hua)(hua)(hua)焙燒(shao),再(zai)配(pei)以氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)或(huo)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈣(gai)以及少量(liang)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦于680℃下進行硫(liu)(liu)(liu)酸化(hua)(hua)(hua)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)焙燒(shao)。焙砂按上述(shu)流(liu)程提鈷(gu)(gu)(gu)。
砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)經選礦(kuang)得到含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的精礦(kuang),其中(zhong)含砷(shen)20—50%。處理砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)的方法(fa)(fa)主(zhu)要有兩(liang)種,一種是先(xian)用(yong)(yong)(yong)(yong)火法(fa)(fa)熔(rong)煉產出(chu)(chu)(chu)砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再用(yong)(yong)(yong)(yong)濕法(fa)(fa)提(ti)(ti)(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一種是用(yong)(yong)(yong)(yong)加(jia)壓浸(jin)出(chu)(chu)(chu)法(fa)(fa)制得含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)液(ye),再從中(zhong)提(ti)(ti)(ti)取鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國采用(yong)(yong)(yong)(yong)前(qian)者(zhe):將(jiang)精礦(kuang)配以焦炭(tan)和(he)熔(rong)劑在(zai)反(fan)射爐(lu)或電爐(lu)內(nei)熔(rong)煉,使部分(fen)砷(shen)呈(cheng)三氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二砷(shen)揮發,產出(chu)(chu)(chu)砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊(jiu)稱(cheng)黃渣(zha))。如原料(liao)含硫(liu)(liu)高(gao),還(huan)產出(chu)(chu)(chu)部分(fen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅(tong)。砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅(tong)磨細后焙燒,進一步脫(tuo)砷(shen)和(he)硫(liu)(liu);焙砂(sha)用(yong)(yong)(yong)(yong)稀硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)浸(jin)出(chu)(chu)(chu),用(yong)(yong)(yong)(yong)次(ci)氯酸(suan)(suan)鈉(na)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液(ye)中(zhong)的鐵(tie)(tie),再用(yong)(yong)(yong)(yong)蘇打調(diao)整(zheng)pH為3—3.5,使鐵(tie)(tie)成(cheng)為氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)和(he)砷(shen)酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)沉(chen)淀。濾液(ye)用(yong)(yong)(yong)(yong)鐵(tie)(tie)屑置換除銅(tong)后,用(yong)(yong)(yong)(yong)次(ci)氯酸(suan)(suan)鈉(na)使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua),加(jia)堿(jian)水解(jie)生成(cheng)高(gao)價氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉(chen)淀而與鎳分(fen)離。所得氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在(zai)反(fan)射爐(lu)內(nei)于1000~1200℃下煅(duan)燒,獲得氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并使其中(zhong)的堿(jian)式硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽分(fen)解(jie),將(jiang)硫(liu)(liu)除去(qu)。然后配入木炭(tan),在(zai)回轉窯(yao)內(nei)于1000℃左右(you)還(huan)原成(cheng)金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)。也(ye)可將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔(rong)煉成(cheng)粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再進行電解(jie)得電鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂(sha)的浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液(ye)也(ye)可和(he)前(qian)述硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鎳礦(kuang)提(ti)(ti)(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一樣,采用(yong)(yong)(yong)(yong)萃取法(fa)(fa)凈(jing)液(ye)分(fen)離提(ti)(ti)(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)(ya)酸(suan)(suan)浸(jin)法處理砷鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是將精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)用稀(xi)硫(liu)酸(suan)(suan)漿化(hua)(hua)(hua),用高(gao)(gao)壓(ya)(ya)釜浸(jin)出,操(cao)作(zuo)壓(ya)(ya)力35公斤力/厘米2,溫(wen)度(du)190℃,浸(jin)出時(shi)間(jian)3~4小時(shi),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的浸(jin)出率95—97%。浸(jin)出液除砷、鐵、銅(tong)(tong)(tong)、鈣(gai)等雜(za)(za)質(zhi)(zhi)后(hou),加入液氨,使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形(xing)(xing)成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨絡合物,在(zai)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)釜內(nei),用氫還原(yuan)(yuan)得(de)到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,操(cao)作(zuo)壓(ya)(ya)力50—55公斤力/厘米2,溫(wen)度(du)190℃。此法流(liu)程(cheng)簡單,回收率高(gao)(gao),勞動條件好。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊爾的盧(lu)伊盧(lu)廠(chang)(Luilu CobaltPlant)是世界上處理銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)最大的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠(chang)。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)獲(huo)得(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和(he)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品位為:銅(tong)(tong)(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品位為:銅(tong)(tong)(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首(shou)先將硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)在(zai)流(liu)態化(hua)(hua)(hua)焙燒爐(lu)內(nei)進行硫(liu)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)焙燒,然后(hou)將焙砂和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一起(qi)用銅(tong)(tong)(tong)電(dian)解(jie)(jie)廢液浸(jin)出。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主(zhu)要呈三(san)價氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物形(xing)(xing)態,在(zai)硫(liu)酸(suan)(suan)中溶(rong)解(jie)(jie)度(du)很小,但在(zai)銅(tong)(tong)(tong)電(dian)解(jie)(jie)廢液中可由其中的亞鐵離子將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還原(yuan)(yuan),溶(rong)于(yu)電(dian)解(jie)(jie)廢液中,Co?(不溶(rong)性)Fe?→Co?(可溶(rong)性)Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的浸(jin)出率可達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)銅(tong)(tong)(tong)的浸(jin)出液用電(dian)解(jie)(jie)法析出銅(tong)(tong)(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)其他金屬(shu)(shu)雜(za)(za)質(zhi)(zhi)留在(zai)溶(rong)液中。除雜(za)(za)質(zhi)(zhi)后(hou),將溶(rong)液中的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用石灰(hui)乳沉(chen)淀為氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再溶(rong)于(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)中,得(de)到高(gao)(gao)濃(nong)度(du)的硫(liu)酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)液,最后(hou)用不溶(rong)陽極(ji)電(dian)積金屬(shu)(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制(zhi)造電(dian)池(chi)(chi)設備是(shi)鈷(gu)(gu)最重要的用(yong)(yong)途,使(shi)用(yong)(yong)量(liang)占(zhan)到(dao)全部鈷(gu)(gu)使(shi)用(yong)(yong)量(liang)的40%。鈷(gu)(gu)主(zhu)要用(yong)(yong)來制(zhi)作鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)(chi)的鈷(gu)(gu)酸鋰(li),鎳氫電(dian)池(chi)(chi)的氧(yang)化亞(ya)鈷(gu)(gu)等。含鈷(gu)(gu)材料(liao)是(shi)穩定的鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)正(zheng)極材料(liao),是(shi)電(dian)池(chi)(chi)的核心之一,具(ju)有能量(liang)密度高(gao)和環保(bao)安全性高(gao)的特點。
三元鋰(li)電池(chi)(chi)是指使用(yong)鎳鈷錳或者鎳鈷鋁(lv)酸鹽等三元材料為電池(chi)(chi)正極的(de)鋰(li)電池(chi)(chi)。相對(dui)于傳統(tong)鋰(li)電池(chi)(chi),三元鋰(li)電池(chi)(chi)具有綜合性能(neng)和(he)低成本(ben)的(de)雙(shuang)重優勢。
鈷常(chang)被(bei)添(tian)加到鋼(gang)或者其他(ta)(ta)合(he)金(jin)當中,可以明顯(xian)提高合(he)金(jin)的(de)(de)堅硬程(cheng)度、耐磨程(cheng)度、抗(kang)沖(chong)擊性能和(he)(he)韌性。該合(he)金(jin)常(chang)常(chang)被(bei)熔焊到其他(ta)(ta)材料的(de)(de)表面,能夠明顯(xian)延長(chang)零件的(de)(de)使用(yong)壽命。大約有(you)20%的(de)(de)鈷被(bei)用(yong)來(lai)制(zhi)造這種超(chao)級合(he)金(jin)。含鈷合(he)金(jin)常(chang)被(bei)用(yong)來(lai)制(zhi)造噴氣式飛機渦輪發動(dong)機的(de)(de)風扇扇葉,火箭和(he)(he)燃氣機輪等設(she)備的(de)(de)耐熱部件等。生活中的(de)(de)含鈷鋼(gang)刀的(de)(de)耐磨性和(he)(he)切割(ge)性能也更加突出。
鈷是(shi)一種(zhong)被(bei)磁(ci)(ci)化之后(hou)就(jiu)能長期(qi)保持磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)的(de)金(jin)屬。鈷的(de)這(zhe)種(zhong)優越磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing),使(shi)之被(bei)大量應用(yong)(yong)(yong)于(yu)制造(zao)高(gao)性(xing)(xing)(xing)能磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)材料。這(zhe)種(zhong)用(yong)(yong)(yong)途的(de)鈷使(shi)用(yong)(yong)(yong)量大概(gai)占到總(zong)使(shi)用(yong)(yong)(yong)量的(de)5%左(zuo)右。高(gao)鈷含量的(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼比一般磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼的(de)磁(ci)(ci)力密度更高(gao),而且在高(gao)溫條件(jian)下這(zhe)種(zhong)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)也不會輕易喪失。大型的(de)永久(jiu)磁(ci)(ci)體大多為含鈷合(he)金(jin),其中常(chang)用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)一種(zhong)叫作(zuo)阿爾尼(ni)克的(de)合(he)金(jin)材料,是(shi)由鈷、鎳、鋁制造(zao)的(de)堅硬合(he)金(jin)。
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)被用作顏(yan)(yan)料的(de)歷史(shi)在(zai)西方可以追(zhui)溯到古(gu)(gu)埃及時期。在(zai)埃及法老(lao)圖坦卡蒙的(de)墓穴(xue)中(zhong)有(you)一小(xiao)塊(kuai)玻璃(li)器物(wu),后來檢(jian)測(ce)其(qi)深藍色是(shi)因(yin)為存在(zai)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)緣故。古(gu)(gu)希臘人(ren)和古(gu)(gu)羅馬人(ren)曾利(li)用鈷(gu)(gu)(gu)(gu)化合(he)(he)物(wu)制(zhi)造有(you)色玻璃(li),這種(zhong)玻璃(li)會表現出美麗的(de)深藍色。而(er)在(zai)中(zhong)國,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)及其(qi)化合(he)(he)物(wu)也(ye)有(you)悠久(jiu)(jiu)的(de)顏(yan)(yan)料使用史(shi)。唐朝著名的(de)唐三(san)彩,元代(dai)的(de)青花(hua)瓷,明代(dai)的(de)景(jing)泰藍無(wu)不與含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)釉料有(you)關,而(er)這種(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)顏(yan)(yan)料制(zhi)造出的(de)藍色不僅著色率強、發色鮮艷而(er)且呈(cheng)色穩定、歷久(jiu)(jiu)彌新。
鈷藍(lan)化(hua)學成分為(wei)鋁(lv)酸鈷,是(shi)鋁(lv)和氧化(hua)鈷反應生(sheng)成的(de)一種顏(yan)料(liao),表(biao)現為(wei)藍(lan)色(se)(se)或藍(lan)綠色(se)(se)調(diao),被大量作為(wei)陶瓷、琺(fa)瑯、玻璃等許多材料(liao)的(de)著色(se)(se)劑(ji)使(shi)用(yong)。日常生(sheng)活中見(jian)到的(de)食(shi)品用(yong)硅膠干燥(zao)劑(ji)中就加入了氧化(hua)鈷,無水時表(biao)現為(wei)藍(lan)色(se)(se),在(zai)吸取空氣中的(de)水后變為(wei)粉(fen)紅色(se)(se)。
鈷(gu)紫顏(yan)(yan)料(liao)也常(chang)被(bei)用于陶瓷、玻璃等的(de)顏(yan)(yan)料(liao),其成(cheng)分為磷酸鈷(gu),為一種特殊的(de)紫色(se)顏(yan)(yan)料(liao)。鈷(gu)黑(hei)顏(yan)(yan)料(liao)有鐵鈷(gu)黑(hei)和鐵鈷(gu)鉻(ge)黑(hei)兩種,主要用于陶瓷坯體和釉(you)料(liao)的(de)著色(se),是由多種金屬氧化物(wu)經(jing)過高溫(wen)固相反應而生成(cheng)的(de)高性(xing)能無(wu)機(ji)顏(yan)(yan)料(liao),具有環保無(wu)毒的(de)優點。
鈷在醫療領域也有(you)多方面的(de)(de)應用(yong),鈷-60放(fang)射(she)性同(tong)位素(su)被用(yong)來治療人(ren)體的(de)(de)皮膚病和(he)(he)惡性腫瘤;維生素(su)B12(鈷胺素(su))中鈷的(de)(de)含(han)量更是高達4.5%;鈷被用(yong)于(yu)制造人(ren)工(gong)髖關節(jie)和(he)(he)膝關節(jie)以及牙料填充劑。具有(you)放(fang)射(she)性的(de)(de)鈷同(tong)位素(su)還被廣泛應用(yong)于(yu)輻照食品加(jia)工(gong)行業,通(tong)過這種輻照技術可以殺死有(you)害的(de)(de)細(xi)菌。
鈷(gu)(gu)在地殼中的平均含量(liang)為0.001%(質量(liang)),海(hai)洋中鈷(gu)(gu)總量(liang)約(yue)23億噸(dun)(dun),自(zi)然界已(yi)知含鈷(gu)(gu)礦物(wu)近百(bai)種(zhong),但沒有(you)單獨的鈷(gu)(gu)礦物(wu),大多(duo)伴生于(yu)鎳、銅、鐵(tie)、鉛、鋅、銀、錳(meng)、等(deng)硫化(hua)物(wu)礦床中,且含鈷(gu)(gu)量(liang)較(jiao)低。全世(shi)(shi)界已(yi)探明鈷(gu)(gu)金屬儲量(liang)148萬(wan)噸(dun)(dun),中國(guo)已(yi)探明鈷(gu)(gu)金屬儲量(liang)僅47萬(wan)噸(dun)(dun)。分布于(yu)全國(guo)24個(ge)省(區(qu)),其(qi)中主要有(you)甘肅、青海(hai)、山東、云(yun)南(nan)、湖北、青海(hai)、河北和山西(xi)。這七個(ge)省的合計儲量(liang)占(zhan)(zhan)全國(guo)總保(bao)有(you)儲量(liang)的71%,其(qi)中以(yi)甘肅儲量(liang)最多(duo),占(zhan)(zhan)全國(guo)的28%。此(ci)外,安徽、四川、新疆(jiang)等(deng)省(區(qu))也有(you)一定的儲量(liang)。世(shi)(shi)界鈷(gu)(gu)產量(liang)1986年達到(dao)頂峰3萬(wan)噸(dun)(dun),以(yi)后(hou)不斷下(xia)降(jiang),到(dao)1989年只有(you)2.5萬(wan)噸(dun)(dun)左右(you)。扎伊爾和贊(zan)比(bi)亞是最大的鈷(gu)(gu)生產國(guo),其(qi)產量(liang)約(yue)占(zhan)(zhan)世(shi)(shi)界總產量(liang)的70%。
自然(ran)界中已發現的(de)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和(he)含鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)共百(bai)余種,分(fen)屬(shu)于單質、碳化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、磷化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)硅磷化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)硫(liu)砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)硫(liu)銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、碲(di)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)硒(xi)碲(di)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)含水(shui)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、砷(shen)(shen)酸鹽、碳酸鹽以(yi)及硅酸鹽等(deng)14大類。其中以(yi)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)硫(liu)砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)最(zui)多,主要(yao)的(de)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)為:硫(liu)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(Co?S?)、纖維柱石(CuCo?S?)、輝砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAsS)、砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAs?)、鈷(gu)(gu)華(3CoO·As?O?·8H?O)等(deng)。
2004年(nian)(nian),世界鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)開(kai)采量(liang)(liang)(liang)為5.24萬噸(dun),其中(zhong),剛果(guo)開(kai)采1.6萬噸(dun),贊比亞1萬噸(dun),澳大(da)利亞6700噸(dun),加拿大(da)5200噸(dun),俄羅斯4700噸(dun)。中(zhong)國(guo)(guo)已探明的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)儲量(liang)(liang)(liang)最(zui)大(da)的(de)(de)是甘肅金川硫化鎳礦(kuang)中(zhong)伴生(sheng)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。云南的(de)(de)硅(gui)酸鎳礦(kuang)以(yi)及四川、山(shan)東、湖北、山(shan)西、廣東等地的(de)(de)黃鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)也含(han)有(you)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬資(zi)源(yuan)量(liang)(liang)(liang)約為140萬噸(dun),絕大(da)多數為伴生(sheng)資(zi)源(yuan),單獨的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)床極少。中(zhong)國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)品(pin)位(wei)較(jiao)低(di)(di),均(jun)作為礦(kuang)山(shan)副產(chan)(chan)品(pin)回(hui)收,生(sheng)產(chan)(chan)過程中(zhong)由于(yu)品(pin)位(wei)低(di)(di)、生(sheng)產(chan)(chan)工藝復雜,因此金屬回(hui)收率低(di)(di)、生(sheng)產(chan)(chan)成本高。1996年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang)(liang))229噸(dun),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫精(jing)礦(kuang)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)量(liang)(liang)(liang))192噸(dun),氧(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)638噸(dun)。2005年(nian)(nian)前后中(zhong)國(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)年(nian)(nian)消費量(liang)(liang)(liang)穩(wen)定在1200噸(dun)左右,國(guo)(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)包括(kuo)氧(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)折(zhe)算(suan)為鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)每年(nian)(nian)總(zong)計(ji)約600—700噸(dun),國(guo)(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)尚不能滿足(zu)國(guo)(guo)內需求,每年(nian)(nian)約有(you)半數需進口(kou)。
鈷(gu)塵(chen)可引起“硬質合金病”("硬金屬病"),表現為過敏性哮(xiao)喘,呼吸困(kun)難、干咳(ke)、偶有(you)化學(xue)性肺(fei)(fei)炎(間質性肺(fei)(fei)炎),肺(fei)(fei)水腫。脫離接觸后癥狀(zhuang)緩解(jie)。CoO也可引起哮(xiao)喘。
鈷對(dui)(dui)皮(pi)膚(fu)的(de)影(ying)響主要為(wei)過敏性或刺激性皮(pi)炎。外露皮(pi)膚(fu)出現紅斑,有輕微搔癢,常見于手、腕、前臂等部(bu)位和皮(pi)膚(fu)皺折處,多于夏季發(fa)病(bing),患者多為(wei)接觸鈷的(de)新工人,在上述皮(pi)膚(fu)病(bing)患者中,皮(pi)試陽性可證(zheng)明(ming)對(dui)(dui)鈷過敏。
吸入(ru)醋酸鈷粉(fen)塵可引起急性化學(xue)性胃炎癥狀,有惡(e)心、嘔吐、上腹部劇痛,后可有嘔血(xue)及便血(xue)。
誤服鈷鹽,應(ying)洗(xi)胃;溶液濺(jian)入眼,用清水(shui)或生理鹽水(shui)沖洗(xi)至少15分鐘(zhong)。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱(guang)氨酸可(ke)降(jiang)低(di)鈷毒性(xing),可(ke)試用(yong)。皮炎可(ke)用(yong)乙酸和(he)尿素(su)霜(shuang)軟膏涂抹局部。化學性(xing)肺炎和(he)肺水腫患者應采用(yong)糖(tang)皮質激素(su)治療(liao)。
經(jing)常注(zhu)射鈷(gu)制劑或(huo)暴露于過量的原始(shi)鈷(gu)環(huan)境中,可(ke)引起鈷(gu)中毒(du)。兒童對鈷(gu)的毒(du)性敏感,應避免(mian)使用每千克體重超過1mg的劑量。在缺乏(fa)維生素B12和蛋白質以及攝(she)入酒精時,毒(du)性會(hui)增(zeng)加(jia),這在酗(xu)酒者(zhe)中常見(jian)。有(you)些鈷(gu)化(hua)合(he)物可(ke)能會(hui)致癌。
少量的(de)鈷(gu)鹽對許多種類的(de)生(sheng)命體都是必須(xu)的(de),這其中也包括人類。維生(sheng)素B12的(de)中心離子就是鈷(gu),在土(tu)壤中缺乏鈷(gu)的(de)地區,食草(cao)動物會(hui)發育不良。
鈷是中等活潑的金屬元素,有二價和三價二種化(hua)合價。鈷可(ke)經消化(hua)道和呼吸道進入(ru)人(ren)體,一般成年人(ren)體內(nei)含鈷量為(wei)1.1—1.5mg。在(zai)血(xue)漿(jiang)中無機鈷附著(zhu)在(zai)白蛋(dan)白上,它最初(chu)貯(zhu)存于肝和腎(shen),然后(hou)貯(zhu)存于骨(gu)、脾、胰、小(xiao)腸以及(ji)其它組(zu)(zu)織。體內(nei)鈷14%分(fen)布于骨(gu)骼(ge),43%分(fen)布于肌肉組(zu)(zu)織,43%分(fen)布于其它軟組(zu)(zu)織中。
應按照(GB13690-1992)易燃易爆危險品規(gui)定辦理,夏(xia)季應早晚運(yun)輸,防止陽(yang)光曝(pu)曬,搬運(yun)中不(bu)得(de)過度撞擊、震(zhen)蕩、不(bu)得(de)與(yu)固化劑同車運(yun)輸。儲(chu)存(cun)于密閉容(rong)器內(nei),存(cun)放在陰涼、通風的庫(ku)房。應與(yu)氧化劑、酸類分開(kai)存(cun)放,切忌混(hun)儲(chu)。
2017年10月(yue)27日,世界(jie)衛(wei)生組織國際癌(ai)癥研究機構(gou)公布的致(zhi)癌(ai)物(wu)(wu)清單(dan)初步整(zheng)理(li)參(can)考(kao),鈷和鈷化合物(wu)(wu)在2B類(lei)致(zhi)癌(ai)物(wu)(wu)清單(dan)中(zhong)。