鈷(Cobalt),元(yuan)素(su)符號Co,在化學(xue)周期表中排27號,是一種金屬元(yuan)素(su),質(zhi)地硬而脆(cui)。其熔(rong)點達到1500℃左右,沸點約3100℃,相對密度8.9g/cm3,摩氏硬度5—5.5。鈷有很多特(te)性,其在高溫(wen)下(xia)能夠保持較(jiao)高的(de)(de)強(qiang)度,并(bing)且具有較(jiao)低的(de)(de)導(dao)熱性和導(dao)電性以及較(jiao)強(qiang)的(de)(de)鐵(tie)磁性。
鈷為(wei)(wei)英語(yu)cobalt的音譯,德(de)文(wen)(wen)原型(xing)為(wei)(wei)Kobalt,源出希臘(la)語(yu)cobalos,意為(wei)(wei)礦(kuang)山。其德(de)文(wen)(wen)詞匯(hui)系指一個善于(yu)(yu)惡作劇的幽(you)靈(gnomes和goblins),在Saxony地方的德(de)國(guo)礦(kuang)工(gong)把這個術(shu)語(yu)應用(yong)于(yu)(yu)稱謂(wei)某些能傷害礦(kuang)工(gong)手足的礦(kuang)石,此術(shu)語(yu)便(bian)曾在歐(ou)洲(zhou)廣(guang)為(wei)(wei)使用(yong)。
鈷是生產耐熱合(he)金、硬質(zhi)合(he)金、防腐合(he)金、磁性合(he)金和各種鈷鹽的重要原料。鈷消(xiao)費中(zhong)約70%是金屬態鈷,主要用于超級耐熱合(he)金、工具鋼、硬質(zhi)合(he)金、磁性材料等方面。以(yi)化合(he)物形(xing)式(催化劑(ji)、干燥材料、試(shi)劑(ji)、陶瓷釉等)消(xiao)費量約25%,其余約5%。
鈷為英語(yu)cobalt的音譯(yi),德文(wen)原(yuan)型為Kobalt,源出(chu)希臘語(yu)cobalos,意(yi)為礦(kuang)(kuang)山。其德文(wen)詞匯系指一(yi)個善于(yu)惡作劇(ju)的幽靈(gnomes和(he)goblins),在(zai)Saxony地方的德國礦(kuang)(kuang)工把這(zhe)個術語(yu)應(ying)用(yong)于(yu)稱謂某些(xie)能傷(shang)害礦(kuang)(kuang)工手足(zu)的礦(kuang)(kuang)石(shi),此術語(yu)便(bian)曾(ceng)在(zai)歐洲廣為使用(yong)。這(zhe)類(lei)礦(kuang)(kuang)物(wu)后來被發現是砷鈷礦(kuang)(kuang)。
鈷(gu)的(de)化(hua)學和冶(ye)金學大(da)概是在(zai)16世紀中葉開始的(de),但早在(zai)前1450年的(de)埃及人(ren)和巴比倫人(ren)制(zhi)造的(de)陶器中已(yi)經用到鈷(gu)顏(yan)料。鈷(gu)鹽可使陶瓷(ci)釉(you)染上藍(lan)色(se),與鎳(nie)、鉻或錳化(hua)合物混配(pei)(pei),可以調配(pei)(pei)出由藍(lan)至綠(lv)的(de)所有色(se)調。中國在(zai)元朝(chao)(13世紀)也已(yi)懂(dong)得用鈷(gu)土礦作(zuo)顏(yan)料燒制(zhi)釉(you)下彩青(qing)花(hua)瓷(ci)器的(de)技(ji)藝(yi)。
1735年(nian),瑞典化學家(jia)Brandt發現(xian)了鈷元素(su)。
1780年,瑞典化學家Bergman詳細研究了鈷元素的性質。
19世(shi)紀(ji)中葉,開(kai)始出現把鈷(gu)電鍍到金(jin)屬上的(de)工作。
20世紀(ji)初(chu),把(ba)鈷應用于制合(he)金鋼和其它合(he)金等方面的工作興起。
1917年,Honda宣布(bu)發現(xian)了含鈷的(de)永磁合(he)金。
1935年(nian),永(yong)磁合金(jin)進一步得到發展,衍生出一系列(lie)鋁鎳鈷永(yong)磁材料(含Al,Ni,Fe,Co),后來又合成(cheng)出新(xin)型的(de)釤(shan)鈷永(yong)磁合金(jin),鈷已成(cheng)為一種重要(yao)的(de)戰略金(jin)屬。
鈷(gu)的(de)外貌和純(chun)鐵或鎳相似,硬(ying)度(du)(du)高(gao)于(yu)(yu)鐵,電解(jie)沉積出來的(de)鈷(gu)其(qi)(qi)硬(ying)度(du)(du)又高(gao)于(yu)(yu)高(gao)溫生產的(de)金屬鈷(gu)。鈷(gu)中含有少量碳時(shi)(最高(gao)達(da)0.3%)會增大(da)鈷(gu)金屬的(de)抗張強度(du)(du)和耐壓強度(du)(du),而不會影響其(qi)(qi)硬(ying)度(du)(du)。鈷(gu)可以機械(xie)加(jia)工(gong),但略有脆(cui)性。鈷(gu)的(de)物(wu)理性質不僅(jin)在極大(da)程度(du)(du)上依賴于(yu)(yu)鈷(gu)的(de)純(chun)度(du)(du),而且也依賴于(yu)(yu)存在的(de)異(yi)形(xing)變體(或異(yi)形(xing)變體混(hun)合物(wu)),關于(yu)(yu)鈷(gu)(即使其(qi)(qi)純(chun)度(du)(du)高(gao)于(yu)(yu)99.9%)已報道的(de)物(wu)理性質常會有不一致(zhi)的(de)數(shu)據,這(zhe)大(da)概只(zhi)能用鈷(gu)的(de)兩種(zhong)異(yi)構變體之間轉(zhuan)化速度(du)(du)很慢來加(jia)以解(jie)釋。
像鐵(tie)和鎳一(yi)樣,鈷(gu)是(shi)鐵(tie)磁(ci)(ci)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de),雖然(ran)鐵(tie)在鐵(tie)磁(ci)(ci)性元素(su)中具(ju)有最高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)化強度,而(er)(er)鈷(gu)卻是(shi)可以增大(da)此(ci)磁(ci)(ci)化強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)元素(su),純鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)化強度為21500Gs,而(er)(er)組成為65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金其(qi)磁(ci)(ci)化強度卻可最高(gao)達到24·300Gs。鈷(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更優(you)越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)性已知最高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)居里點(dian)1121℃,已發展出多種(zhong)(zhong)多樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特種(zhong)(zhong)專用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈷(gu)鋼和鈷(gu)合(he)金材料。
鈷(gu)的(de)(de)化(hua)合(he)價為+2價和(he)(he)+3價。在常溫下不(bu)和(he)(he)水(shui)作(zuo)用,在潮濕的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)也很穩定。在空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)加(jia)熱(re)至300℃以上時(shi)氧化(hua)生(sheng)成CoO,在白熱(re)時(shi)燃(ran)燒(shao)成Co?O?。氫(qing)還原(yuan)法制成的(de)(de)細金屬(shu)鈷(gu)粉(fen)在空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)能自燃(ran)生(sheng)成氧化(hua)鈷(gu)。由(you)電極電勢看出,鈷(gu)是中(zhong)等活(huo)潑的(de)(de)金屬(shu)。其化(hua)學(xue)性質與鐵,鎳相似。高(gao)溫下發(fa)生(sheng)氧化(hua)作(zuo)用。加(jia)熱(re)時(shi),鈷(gu)與氧,硫,氯,溴等發(fa)生(sheng)劇(ju)烈反應(ying),生(sheng)成相應(ying)化(hua)合(he)物。鈷(gu)可(ke)溶于稀酸(suan)中(zhong),在發(fa)煙硝酸(suan)中(zhong)因生(sheng)成一層氧化(hua)膜而被鈍(dun)化(hua)。鈷(gu)會緩慢(man)地(di)被氫(qing)氟酸(suan),氨水(shui)和(he)(he)氫(qing)氧化(hua)鈉(na)浸(jin)蝕。鈷(gu)是兩性金屬(shu)。
鈷(gu)即(ji)使在(zai)高溫下(xia)也很少(shao)吸氫,氮在(zai)1200℃的高溫下(xia)也基本(ben)上不溶(rong)于鈷(gu)。微細分散的鈷(gu)粉在(zai)空氣(qi)中(zhong)可(ke)自燃(ran),但大塊的鈷(gu)金(jin)屬在(zai)低于300℃下(xia),在(zai)空氣(qi)中(zhong)仍是穩定(ding)的。將鈷(gu)加(jia)熱(re)到900℃時(shi)在(zai)表(biao)面上生成(cheng)的氧化物(wu)外(wai)殼第一(yi)層(ceng)是Co?O?,靠近金(jin)屬的第二層(ceng)是CoO;加(jia)熱(re)至(zhi)高于900℃時(shi),Co?O?分解了,則氧化物(wu)外(wai)殼僅(jin)含有(you)CoO。在(zai)加(jia)熱(re)下(xia)鈷(gu)可(ke)與許多非金(jin)屬反應(ying),例如可(ke)同鹵素、硼(peng)、硫、磷、砷和銻等反應(ying),反應(ying)中(zhong)往往發(fa)光發(fa)熱(re)。氟(fu)與鈷(gu)反應(ying)可(ke)生成(cheng)CoF?,但其它鹵素僅(jin)能生成(cheng)Co(Ⅱ)鹵化物(wu)。
鈷(gu)在(zai)(zai)燒至(zhi)赤熱時會被(bei)水(shui)蒸氣氧化(hua)成(cheng)CoO,在(zai)(zai)470℃時與(yu)氨反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)Co?N,但這個化(hua)合(he)物在(zai)(zai)600℃時分解。一氧化(hua)碳(tan)在(zai)(zai)200℃時和100atm下與(yu)微細鈷(gu)粉反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)羰(tang)合(he)物Co?(CO)?,但在(zai)(zai)溫度(du)高于(yu)225℃和常(chang)壓下則生(sheng)成(cheng)碳(tan)化(hua)物Co?C。
鈷(gu)(gu)比鐵(tie)較能耐抗無機酸(suan)的侵蝕,這可以(yi)從標準電極電勢數據看出:Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷(gu)(gu)能溶(rong)解在(zai)稀(xi)鹽酸(suan)和稀(xi)硫(liu)酸(suan)中(zhong)并(bing)放出氫氣。濃硝(xiao)酸(suan)在(zai)室溫下能快速地與鈷(gu)(gu)反(fan)(fan)應,但(dan)在(zai)-10℃時可使鈷(gu)(gu)表面鈍化(hua)。氫氟酸(suan)和磷酸(suan)也能與鈷(gu)(gu)作用,但(dan)鈷(gu)(gu)不與稀(xi)堿溶(rong)液反(fan)(fan)應。
氯(lv)化(hua)氫(qing)在(zai)450℃時(shi)(shi)(shi)與(yu)鈷(gu)反應生(sheng)成氯(lv)化(hua)鈷(gu)(Ⅱ);在(zai)400℃時(shi)(shi)(shi)將硫(liu)化(hua)氫(qing)通過于(yu)鈷(gu)粉之上可生(sheng)成Co?S?,但在(zai)700℃時(shi)(shi)(shi)則生(sheng)成CoS。二氧化(hua)碳在(zai)溫(wen)度高于(yu)700℃時(shi)(shi)(shi)與(yu)鈷(gu)發生(sheng)如下平衡反應:
鈷(gu)的制備一(yi)(yi)般先(xian)用(yong)(yong)火法(fa)將鈷(gu)精礦、砷鈷(gu)精礦、含鈷(gu)硫(liu)化(hua)鎳精礦、銅鈷(gu)礦、鈷(gu)硫(liu)精礦中的鈷(gu)富集或轉化(hua)為可溶(rong)(rong)性狀(zhuang)態,然后再用(yong)(yong)濕法(fa)冶煉方(fang)法(fa)制成氯化(hua)鈷(gu)溶(rong)(rong)液或硫(liu)酸(suan)鈷(gu)溶(rong)(rong)液,再用(yong)(yong)化(hua)學沉淀和萃取等方(fang)法(fa)進一(yi)(yi)步(bu)使鈷(gu)富集和提純,最后得到鈷(gu)化(hua)合物或金屬鈷(gu)。
鈷(gu)(gu)礦(kuang)物的(de)(de)賦(fu)存狀態復雜,礦(kuang)石品(pin)位(wei)低,所以提取方法很多而且(qie)工藝復雜,回收率較低。鈷(gu)(gu)礦(kuang)的(de)(de)選礦(kuang)對一般是將鈷(gu)(gu)礦(kuang)石通過(guo)手(shou)選、重選、泡沫浮選可(ke)提取到含鈷(gu)(gu)15—25%的(de)(de)鈷(gu)(gu)精礦(kuang)。鈷(gu)(gu)精礦(kuang)冶(ye)煉方法主(zhu)要有硫化鎳礦(kuang)冶(ye)煉和砷鈷(gu)(gu)礦(kuang)冶(ye)煉。
硫化鎳精礦一般含(han)鎳4—5%,含(han)鈷0.1—0.3%。鎳的火法熔煉過(guo)程(cheng)(cheng)中,由于(yu)(yu)鈷對氧和(he)硫的親合力(li)介(jie)于(yu)(yu)鐵鎳之間在(zai)轉(zhuan)爐吹煉高冰鎳時,可控制冰鎳中鐵的氧化程(cheng)(cheng)度,使(shi)鈷富(fu)集(ji)于(yu)(yu)高冰鎳或富(fu)集(ji)于(yu)(yu)轉(zhuan)爐渣,分別(bie)用下述方法提(ti)取:
1、富集于高(gao)冰鎳(nie)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),在(zai)鎳(nie)電解(jie)精(jing)煉過程中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和鎳(nie)一(yi)起進(jin)入(ru)陽極液(ye)(ye)。在(zai)凈液(ye)(ye)除(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)過程中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)以高(gao)價氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)形態進(jin)入(ru)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含鎳(nie)25—30%。從(cong)此種(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)方法(fa)是:將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)加(jia)入(ru)硫(liu)酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),通(tong)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)使之溶(rong)(rong)解(jie),制(zhi)得含硫(liu)酸(suan)鎳(nie)、硫(liu)酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和少量(liang)銅(tong)、鐵、砷、銻等雜質(zhi)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye);再用(yong)活性鎳(nie)粉置換除(chu)去(qu)(qu)銅(tong);通(tong)空(kong)氣,氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)水解(jie)除(chu)去(qu)(qu)鐵,通(tong)氯氣氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),加(jia)蘇(su)打(da)中(zhong)(zhong)(zhong)和沉淀(dian)(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),若所得氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含鎳(nie)較高(gao),可(ke)再次溶(rong)(rong)解(jie)、沉淀(dian)(dian)分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie),使其含鎳(nie)小(xiao)于1%;經煅(duan)燒制(zhi)得氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)出售,也(ye)可(ke)將氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)制(zhi)成(cheng)粗金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),經電解(jie)精(jing)煉得電解(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。加(jia)拿大和蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)廠(chang)都用(yong)此法(fa)回收鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)(de)(de)(de)工廠(chang)也(ye)有類(lei)似作(zuo)法(fa)。從(cong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)另一(yi)種(zhong)方法(fa)是以亞硫(liu)酸(suan)鈉作(zuo)還原劑(ji),將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)溶(rong)(rong)解(jie)于硫(liu)酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),得到(dao)含硫(liu)酸(suan)鎳(nie)、硫(liu)酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和少量(liang)銅(tong)、鐵、錳、鋅等雜質(zhi)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),而后用(yong)黃鈉鐵礬法(fa)除(chu)去(qu)(qu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵,用(yong)烷基(ji)磷酸(suan)類(lei)如:二(2-乙(yi)基(ji)己(ji)基(ji))磷酸(suan)(D-2-EHPA)或其他(ta)烷基(ji)磷酸(suan)酯(zhi)類(lei)萃取劑(ji)萃取其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)、鐵、錳、鋅等,并分離鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)。萃取過程中(zhong)(zhong)(zhong)獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)氯化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),用(yong)氟化(hua)(hua)(hua)銨除(chu)鈣、鎂后,再用(yong)草酸(suan)銨沉淀(dian)(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。所得草酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在(zai)450℃下煅(duan)燒,得到(dao)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,可(ke)作(zuo)為最終產(chan)品,也(ye)可(ke)用(yong)氫還原法(fa)制(zhi)取金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。
2、富集于煉鎳轉爐(lu)渣中的鈷(gu)(gu)(gu),在還(huan)原硫化熔煉過程(cheng)中,與鎳一起(qi)轉入鈷(gu)(gu)(gu)冰(bing)銅。轉爐(lu)渣成(cheng)分一般為:鈷(gu)(gu)(gu)0.25—0.35%,鎳1—1.5%;鈷(gu)(gu)(gu)冰(bing)銅成(cheng)分一般為:鈷(gu)(gu)(gu)1—1.5%,鎳5—13%。鈷(gu)(gu)(gu)冰(bing)銅可(ke)(ke)以直接浸(jin)取(常壓(ya)或(huo)加壓(ya)酸浸(jin)),也可(ke)(ke)以將鈷(gu)(gu)(gu)冰(bing)銅焙燒成(cheng)可(ke)(ke)溶性化合物后再酸浸(jin)。浸(jin)出液可(ke)(ke)按鈷(gu)(gu)(gu)渣提鈷(gu)(gu)(gu)工藝流程(cheng)處理。
加拿大舍利(li)特(te)高(gao)(gao)(gao)(gao)爾(er)(er)頓公司(Sherritt Gordon MinesLtd)用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)氨浸法(fa)處(chu)理硫(liu)化(hua)(hua)鎳(nie)精礦(kuang)和高(gao)(gao)(gao)(gao)冰鎳(nie)時,鈷(gu)(gu)留(liu)于鎳(nie)的(de)(de)氫(qing)還原尾(wei)液(ye)中,通硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)于尾(wei)液(ye),得硫(liu)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)和硫(liu)化(hua)(hua)鎳(nie)的(de)(de)混(hun)合沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)。此混(hun)合物(wu)用(yong)硫(liu)酸(suan)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)浸出(chu)、凈化(hua)(hua)除雜質(zhi)后,通氧、加氨、加壓(ya),使(shi)(shi)二價鈷(gu)(gu)氧化(hua)(hua)成(cheng)可(ke)溶(rong)性的(de)(de),而鎳(nie)則以鎳(nie)銨硫(liu)酸(suan)鹽形態(tai)沉(chen)(chen)淀(dian)出(chu)來(lai),實(shi)現鎳(nie)鈷(gu)(gu)分離,溶(rong)液(ye)用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)氫(qing)還原產出(chu)鈷(gu)(gu)粉(fen),也可(ke)用(yong)萃取法(fa)凈液(ye)、分離出(chu)鎳(nie)后電積(ji)得電鈷(gu)(gu)。含鈷(gu)(gu)黃(huang)鐵礦(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)世界上(shang)從含鈷(gu)(gu)黃(huang)鐵礦(kuang)中提(ti)鈷(gu)(gu)較有(you)代表性的(de)(de)工廠(chang)是芬蘭科(ke)科(ke)拉(la)鈷(gu)(gu)廠(chang)(Kok-kola Cobalt Plant),精礦(kuang)焙燒(shao)脫硫(liu)后,再(zai)配以部分精礦(kuang)在流(liu)態(tai)化(hua)(hua)爐內進(jin)行硫(liu)酸(suan)化(hua)(hua)焙燒(shao),再(zai)經浸出(chu)、濃密(mi)、洗滌,浸出(chu)液(ye)通硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)使(shi)(shi)鈷(gu)(gu)呈硫(liu)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉(chen)(chen)淀(dian)。再(zai)利(li)用(yong)上(shang)述(shu)舍利(li)特(te)高(gao)(gao)(gao)(gao)爾(er)(er)頓的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)浸出(chu)法(fa)和高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)氫(qing)還原法(fa)生產鈷(gu)(gu)粉(fen)。
中國含(han)鈷(gu)(gu)黃鐵(tie)(tie)礦(kuang)的(de)鈷(gu)(gu)品(pin)位較(jiao)低,僅為(wei)0.02—0.09%。浮選產出的(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)含(han)鈷(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)30—35%,鐵(tie)(tie)35—40%。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)在流態化(hua)(hua)焙燒(shao)爐內(nei)于580—620℃下進(jin)行(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)焙燒(shao),使(shi)鈷(gu)(gu)、鎳、銅等金(jin)(jin)屬(shu)轉化(hua)(hua)為(wei)可溶性的(de)鹽(yan)類。焙砂(sha)用(yong)水或稀(xi)硫(liu)(liu)酸(suan)浸出,用(yong)氯(lv)酸(suan)鈉將浸出液中的(de)鐵(tie)(tie)氧(yang)化(hua)(hua)成高價(jia)鐵(tie)(tie)后,用(yong)脂肪酸(suan)鈉依次萃(cui)取(qu)鐵(tie)(tie)和銅。然(ran)后,通入(ru)氯(lv)氣使(shi)鈷(gu)(gu)氧(yang)化(hua)(hua),加堿水解生成高價(jia)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉淀,而與(yu)鎳分(fen)離。在反射爐內(nei)使(shi)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)脫水、燒(shao)結,燒(shao)結塊配(pei)(pei)以石油焦和石灰石在三相(xiang)電(dian)弧爐內(nei)還原(yuan)熔煉成粗金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)澆鑄成陽極,進(jin)行(xing)隔膜電(dian)解,得到純度較(jiao)高的(de)金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)也可先經900—950℃氧(yang)化(hua)(hua)焙燒(shao),再配(pei)(pei)以氯(lv)化(hua)(hua)鈉或氯(lv)化(hua)(hua)鈣以及少(shao)量的(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦(kuang)于680℃下進(jin)行(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)氯(lv)化(hua)(hua)焙燒(shao)。焙砂(sha)按上述流程(cheng)提鈷(gu)(gu)。
砷(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)得(de)(de)到含(han)鈷(gu)(gu)10—20%的(de)(de)精礦(kuang)(kuang),其中(zhong)含(han)砷(shen)20—50%。處(chu)理砷(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)方(fang)法主要有兩種(zhong),一種(zhong)是先用(yong)(yong)火(huo)法熔煉產(chan)出砷(shen)冰(bing)(bing)(bing)鈷(gu)(gu),再(zai)用(yong)(yong)濕法提(ti)鈷(gu)(gu)。另一種(zhong)是用(yong)(yong)加(jia)壓(ya)浸(jin)(jin)出法制得(de)(de)含(han)鈷(gu)(gu)溶液(ye),再(zai)從(cong)中(zhong)提(ti)取鈷(gu)(gu)。中(zhong)國采(cai)用(yong)(yong)前者(zhe):將精礦(kuang)(kuang)配(pei)(pei)以焦(jiao)炭(tan)和(he)熔劑(ji)在反射(she)爐(lu)或電爐(lu)內(nei)熔煉,使部分砷(shen)呈三氧(yang)化二砷(shen)揮發,產(chan)出砷(shen)冰(bing)(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(舊稱黃渣)。如原料含(han)硫(liu)高,還(huan)產(chan)出部分鈷(gu)(gu)冰(bing)(bing)(bing)銅。砷(shen)冰(bing)(bing)(bing)鈷(gu)(gu)和(he)鈷(gu)(gu)冰(bing)(bing)(bing)銅磨細后焙(bei)燒,進(jin)(jin)一步脫砷(shen)和(he)硫(liu);焙(bei)砂用(yong)(yong)稀硫(liu)酸(suan)浸(jin)(jin)出,用(yong)(yong)次氯酸(suan)鈉氧(yang)化浸(jin)(jin)出液(ye)中(zhong)的(de)(de)鐵,再(zai)用(yong)(yong)蘇打調整pH為(wei)3—3.5,使鐵成為(wei)氧(yang)化鐵和(he)砷(shen)酸(suan)鐵沉(chen)淀。濾液(ye)用(yong)(yong)鐵屑置換除銅后,用(yong)(yong)次氯酸(suan)鈉使鈷(gu)(gu)氧(yang)化,加(jia)堿(jian)水解(jie)生成高價氫(qing)氧(yang)化鈷(gu)(gu)沉(chen)淀而與鎳(nie)分離。所得(de)(de)氫(qing)氧(yang)化鈷(gu)(gu)在反射(she)爐(lu)內(nei)于1000~1200℃下(xia)煅燒,獲(huo)得(de)(de)氧(yang)化鈷(gu)(gu),并使其中(zhong)的(de)(de)堿(jian)式硫(liu)酸(suan)鹽分解(jie),將硫(liu)除去(qu)。然后配(pei)(pei)入(ru)木炭(tan),在回轉窯內(nei)于1000℃左右還(huan)原成金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)粉。也可(ke)將氫(qing)氧(yang)化鈷(gu)(gu)熔煉成粗金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu),再(zai)進(jin)(jin)行電解(jie)得(de)(de)電鈷(gu)(gu)。焙(bei)砂的(de)(de)浸(jin)(jin)出液(ye)也可(ke)和(he)前述硫(liu)化鎳(nie)礦(kuang)(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)一樣,采(cai)用(yong)(yong)萃取法凈液(ye)分離提(ti)鈷(gu)(gu)。
加壓酸浸(jin)(jin)法(fa)(fa)處理砷(shen)鈷(gu)(gu)(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)稀硫酸漿化,用(yong)高(gao)(gao)(gao)壓釜(fu)浸(jin)(jin)出(chu)(chu),操作壓力35公(gong)斤力/厘(li)米2,溫(wen)度(du)(du)190℃,浸(jin)(jin)出(chu)(chu)時間3~4小時,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)率(lv)95—97%。浸(jin)(jin)出(chu)(chu)液(ye)(ye)除(chu)砷(shen)、鐵、銅(tong)(tong)(tong)(tong)、鈣等雜質后(hou),加入(ru)液(ye)(ye)氨,使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨絡合物(wu),在(zai)高(gao)(gao)(gao)壓釜(fu)內,用(yong)氫(qing)還原(yuan)得到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen),操作壓力50—55公(gong)斤力/厘(li)米2,溫(wen)度(du)(du)190℃。此法(fa)(fa)流程簡單,回收率(lv)高(gao)(gao)(gao),勞動條件好(hao)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊爾的(de)(de)(de)(de)盧伊盧廠(chang)(Luilu CobaltPlant)是世界上處理銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠(chang)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)獲(huo)得氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和(he)硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品(pin)位(wei)為:銅(tong)(tong)(tong)(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品(pin)位(wei)為:銅(tong)(tong)(tong)(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首先將(jiang)硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)在(zai)流態(tai)化焙(bei)燒爐內進行(xing)硫酸化焙(bei)燒,然后(hou)將(jiang)焙(bei)砂和(he)氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一起用(yong)銅(tong)(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)解廢(fei)(fei)液(ye)(ye)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)。氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主(zhu)要呈三價氧(yang)化物(wu)形態(tai),在(zai)硫酸中(zhong)(zhong)溶解度(du)(du)很小,但(dan)在(zai)銅(tong)(tong)(tong)(tong)電(dian)(dian)解廢(fei)(fei)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)可(ke)由其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)亞鐵離子將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還原(yuan),溶于電(dian)(dian)解廢(fei)(fei)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong),Co?(不溶性)Fe?→Co?(可(ke)溶性)Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)率(lv)可(ke)達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)液(ye)(ye)用(yong)電(dian)(dian)解法(fa)(fa)析(xi)出(chu)(chu)銅(tong)(tong)(tong)(tong),而(er)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)其他金屬雜質留在(zai)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)。除(chu)雜質后(hou),將(jiang)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用(yong)石灰乳(ru)沉淀(dian)為氫(qing)氧(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再溶于硫酸中(zhong)(zhong),得到(dao)高(gao)(gao)(gao)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)硫酸鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye)(ye),最(zui)(zui)后(hou)用(yong)不溶陽極(ji)電(dian)(dian)積金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制造電(dian)(dian)池(chi)(chi)設備(bei)是(shi)(shi)鈷(gu)(gu)最重要的用途(tu),使用量(liang)占到全(quan)部鈷(gu)(gu)使用量(liang)的40%。鈷(gu)(gu)主要用來制作鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)的鈷(gu)(gu)酸鋰(li)(li),鎳氫電(dian)(dian)池(chi)(chi)的氧化亞鈷(gu)(gu)等(deng)。含鈷(gu)(gu)材(cai)料是(shi)(shi)穩定(ding)的鋰(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)正極材(cai)料,是(shi)(shi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的核心(xin)之一,具有能量(liang)密(mi)度(du)高和環保安全(quan)性高的特點。
三元(yuan)鋰(li)電池是指使用鎳(nie)鈷(gu)錳或者鎳(nie)鈷(gu)鋁(lv)酸鹽等三元(yuan)材料為(wei)電池正極的鋰(li)電池。相對于傳統鋰(li)電池,三元(yuan)鋰(li)電池具有綜合性能和低成本的雙(shuang)重優勢(shi)。
鈷(gu)常(chang)被(bei)添加到(dao)鋼或者其他合(he)金當中(zhong)(zhong),可以明顯提高合(he)金的(de)(de)堅硬程度(du)、耐(nai)磨程度(du)、抗(kang)沖擊(ji)性能(neng)和韌性。該合(he)金常(chang)常(chang)被(bei)熔焊(han)到(dao)其他材料的(de)(de)表面,能(neng)夠明顯延(yan)長(chang)零件的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命。大約有20%的(de)(de)鈷(gu)被(bei)用(yong)來制造這種超級合(he)金。含鈷(gu)合(he)金常(chang)被(bei)用(yong)來制造噴氣式飛機渦輪發動機的(de)(de)風扇扇葉,火箭和燃氣機輪等設備的(de)(de)耐(nai)熱(re)部件等。生活中(zhong)(zhong)的(de)(de)含鈷(gu)鋼刀的(de)(de)耐(nai)磨性和切割性能(neng)也更(geng)加突(tu)出(chu)。
鈷(gu)是一(yi)種(zhong)被(bei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化之后(hou)就能長期保持磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)的(de)(de)金(jin)屬。鈷(gu)的(de)(de)這種(zhong)優越磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing),使之被(bei)大(da)量(liang)應用于制(zhi)造高性(xing)能磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)材料(liao)。這種(zhong)用途的(de)(de)鈷(gu)使用量(liang)大(da)概(gai)占到總使用量(liang)的(de)(de)5%左右。高鈷(gu)含(han)量(liang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)鋼(gang)比(bi)一(yi)般磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)鋼(gang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力密(mi)度更高,而(er)且(qie)在高溫條件(jian)下這種(zhong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)也(ye)不會輕易喪(sang)失。大(da)型的(de)(de)永久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體大(da)多為含(han)鈷(gu)合金(jin),其中常用的(de)(de)是一(yi)種(zhong)叫作阿爾尼克的(de)(de)合金(jin)材料(liao),是由(you)鈷(gu)、鎳、鋁制(zhi)造的(de)(de)堅硬合金(jin)。
鈷(gu)被(bei)用作顏料(liao)的(de)(de)(de)歷史在西方可(ke)以追溯到古(gu)埃及時期。在埃及法老圖坦卡(ka)蒙的(de)(de)(de)墓穴(xue)中有一小塊玻(bo)(bo)璃器物,后(hou)來檢測其(qi)深(shen)藍色(se)是(shi)因為存在鈷(gu)的(de)(de)(de)緣故。古(gu)希臘人和古(gu)羅馬(ma)人曾(ceng)利(li)用鈷(gu)化合物制(zhi)造有色(se)玻(bo)(bo)璃,這(zhe)種(zhong)(zhong)玻(bo)(bo)璃會表現出(chu)美麗的(de)(de)(de)深(shen)藍色(se)。而在中國,鈷(gu)及其(qi)化合物也(ye)有悠久的(de)(de)(de)顏料(liao)使用史。唐(tang)朝著(zhu)名的(de)(de)(de)唐(tang)三彩,元代(dai)的(de)(de)(de)青花瓷(ci),明代(dai)的(de)(de)(de)景(jing)泰藍無不與(yu)含鈷(gu)的(de)(de)(de)釉(you)料(liao)有關,而這(zhe)種(zhong)(zhong)鈷(gu)顏料(liao)制(zhi)造出(chu)的(de)(de)(de)藍色(se)不僅著(zhu)色(se)率強、發色(se)鮮艷而且呈色(se)穩定、歷久彌新。
鈷藍化(hua)(hua)學成分為(wei)鋁酸(suan)鈷,是鋁和氧化(hua)(hua)鈷反應生成的(de)(de)一種顏(yan)料,表(biao)現(xian)為(wei)藍色(se)(se)或藍綠色(se)(se)調,被大量作為(wei)陶瓷、琺瑯、玻璃等許多材(cai)料的(de)(de)著色(se)(se)劑(ji)使用(yong)。日(ri)常生活中(zhong)見到的(de)(de)食(shi)品(pin)用(yong)硅(gui)膠干燥劑(ji)中(zhong)就加入了氧化(hua)(hua)鈷,無水時表(biao)現(xian)為(wei)藍色(se)(se),在吸取空氣中(zhong)的(de)(de)水后變為(wei)粉紅色(se)(se)。
鈷紫(zi)顏(yan)(yan)料(liao)也常被用于陶瓷、玻璃等的顏(yan)(yan)料(liao),其(qi)成分為磷(lin)酸鈷,為一種(zhong)特(te)殊(shu)的紫(zi)色顏(yan)(yan)料(liao)。鈷黑顏(yan)(yan)料(liao)有(you)鐵(tie)鈷黑和(he)鐵(tie)鈷鉻黑兩(liang)種(zhong),主要用于陶瓷坯(pi)體和(he)釉料(liao)的著色,是由多種(zhong)金屬氧化物經過高溫固(gu)相反應而生(sheng)成的高性(xing)能無機顏(yan)(yan)料(liao),具有(you)環(huan)保無毒的優(you)點(dian)。
鈷在醫療領(ling)域也有多方(fang)面的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong),鈷-60放射性同位(wei)素(su)(su)被用(yong)來(lai)治療人(ren)體的(de)(de)皮膚病和惡性腫瘤;維(wei)生素(su)(su)B12(鈷胺素(su)(su))中鈷的(de)(de)含量更是(shi)高(gao)達(da)4.5%;鈷被用(yong)于制造人(ren)工(gong)(gong)髖關節和膝關節以及牙料填充劑。具有放射性的(de)(de)鈷同位(wei)素(su)(su)還(huan)被廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)于輻照(zhao)食品加(jia)工(gong)(gong)行業(ye),通(tong)過這種輻照(zhao)技術可(ke)以殺死(si)有害(hai)的(de)(de)細菌。
鈷在地殼中(zhong)的(de)平均含(han)量為0.001%(質(zhi)量),海洋中(zhong)鈷總(zong)量約23億噸,自然界(jie)已(yi)(yi)知含(han)鈷礦(kuang)(kuang)物近百種,但沒有(you)單獨的(de)鈷礦(kuang)(kuang)物,大多伴(ban)生(sheng)于鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀、錳、等(deng)硫(liu)化物礦(kuang)(kuang)床中(zhong),且含(han)鈷量較低。全(quan)世(shi)界(jie)已(yi)(yi)探明鈷金(jin)(jin)屬(shu)儲(chu)(chu)量148萬(wan)(wan)噸,中(zhong)國(guo)已(yi)(yi)探明鈷金(jin)(jin)屬(shu)儲(chu)(chu)量僅47萬(wan)(wan)噸。分布于全(quan)國(guo)24個省(區(qu)),其中(zhong)主要有(you)甘肅(su)、青海、山東(dong)、云南、湖北、青海、河北和山西。這七個省的(de)合(he)計儲(chu)(chu)量占全(quan)國(guo)總(zong)保有(you)儲(chu)(chu)量的(de)71%,其中(zhong)以(yi)(yi)甘肅(su)儲(chu)(chu)量最多,占全(quan)國(guo)的(de)28%。此外,安(an)徽、四川、新疆等(deng)省(區(qu))也有(you)一定的(de)儲(chu)(chu)量。世(shi)界(jie)鈷產量1986年達到(dao)頂峰3萬(wan)(wan)噸,以(yi)(yi)后不斷下(xia)降,到(dao)1989年只有(you)2.5萬(wan)(wan)噸左(zuo)右(you)。扎(zha)伊(yi)爾和贊比亞是最大的(de)鈷生(sheng)產國(guo),其產量約占世(shi)界(jie)總(zong)產量的(de)70%。
自然界(jie)中(zhong)已發現的鈷礦物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)含鈷礦物(wu)(wu)(wu)(wu)共百余種,分(fen)屬于單質、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、磷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硅磷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、銻化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硫(liu)(liu)(liu)銻化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、碲化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硒(xi)(xi)碲化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硒(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)含水(shui)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)酸鹽(yan)、碳酸鹽(yan)以及硅酸鹽(yan)等(deng)14大類(lei)。其中(zhong)以硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)最多,主要的鈷礦物(wu)(wu)(wu)(wu)為:硫(liu)(liu)(liu)鈷礦(Co?S?)、纖維柱石(CuCo?S?)、輝砷(shen)鈷礦(CoAsS)、砷(shen)鈷礦(CoAs?)、鈷華(3CoO·As?O?·8H?O)等(deng)。
2004年(nian)(nian)(nian),世界鈷(gu)(gu)(gu)開采量為(wei)(wei)(wei)5.24萬噸(dun)(dun)(dun),其中,剛(gang)果(guo)開采1.6萬噸(dun)(dun)(dun),贊(zan)比亞1萬噸(dun)(dun)(dun),澳大(da)利亞6700噸(dun)(dun)(dun),加拿大(da)5200噸(dun)(dun)(dun),俄羅斯4700噸(dun)(dun)(dun)。中國已(yi)探明的鈷(gu)(gu)(gu)儲量最大(da)的是(shi)甘肅金(jin)川(chuan)硫化(hua)(hua)鎳(nie)礦中伴生(sheng)(sheng)的鈷(gu)(gu)(gu)。云(yun)南的硅酸鎳(nie)礦以及四川(chuan)、山東、湖北、山西、廣東等地的黃鐵礦中也含有鈷(gu)(gu)(gu)。中國鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)屬(shu)資(zi)(zi)源量約為(wei)(wei)(wei)140萬噸(dun)(dun)(dun),絕(jue)大(da)多(duo)數為(wei)(wei)(wei)伴生(sheng)(sheng)資(zi)(zi)源,單獨的鈷(gu)(gu)(gu)礦床極少(shao)。中國鈷(gu)(gu)(gu)礦品位較低(di),均作為(wei)(wei)(wei)礦山副產(chan)(chan)(chan)(chan)品回收,生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)過程中由于品位低(di)、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工藝復雜,因此金(jin)屬(shu)回收率低(di)、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)成本高。1996年(nian)(nian)(nian)中國鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)屬(shu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量(鈷(gu)(gu)(gu)含量)229噸(dun)(dun)(dun),鈷(gu)(gu)(gu)硫精礦產(chan)(chan)(chan)(chan)量(鈷(gu)(gu)(gu)含量)192噸(dun)(dun)(dun),氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)638噸(dun)(dun)(dun)。2005年(nian)(nian)(nian)前后中國鈷(gu)(gu)(gu)的年(nian)(nian)(nian)消費量穩(wen)定在1200噸(dun)(dun)(dun)左右,國內(nei)(nei)鈷(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量包(bao)括(kuo)氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)折算為(wei)(wei)(wei)鈷(gu)(gu)(gu)每年(nian)(nian)(nian)總計約600—700噸(dun)(dun)(dun),國內(nei)(nei)鈷(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量尚不能(neng)滿(man)足(zu)國內(nei)(nei)需求,每年(nian)(nian)(nian)約有半數需進口。
鈷塵(chen)可(ke)引起“硬質合金(jin)病(bing)”("硬金(jin)屬病(bing)"),表現(xian)為過敏性(xing)哮喘,呼吸困難、干咳、偶有化學(xue)性(xing)肺(fei)炎(yan)(間(jian)質性(xing)肺(fei)炎(yan)),肺(fei)水腫。脫(tuo)離接觸后癥狀緩解。CoO也可(ke)引起哮喘。
鈷對(dui)皮(pi)膚(fu)的影響(xiang)主要為(wei)過(guo)敏性(xing)或刺(ci)激性(xing)皮(pi)炎(yan)。外露皮(pi)膚(fu)出現紅(hong)斑,有輕微搔癢,常見于手、腕、前臂等部(bu)位和(he)皮(pi)膚(fu)皺(zhou)折(zhe)處,多于夏季發(fa)病,患(huan)者多為(wei)接(jie)觸鈷的新工(gong)人,在上(shang)述皮(pi)膚(fu)病患(huan)者中,皮(pi)試陽性(xing)可證明對(dui)鈷過(guo)敏。
吸入醋酸鈷粉塵(chen)可引起急性(xing)化學性(xing)胃(wei)炎癥狀,有惡心、嘔吐、上腹部劇痛,后可有嘔血(xue)及便血(xue)。
誤(wu)服鈷(gu)鹽(yan),應洗胃;溶(rong)液濺入(ru)眼,用清(qing)水(shui)或生理鹽(yan)水(shui)沖洗至少(shao)15分鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱(guang)氨酸可降低鈷毒性(xing),可試(shi)用。皮炎可用乙酸和尿素霜軟(ruan)膏(gao)涂抹局部。化學性(xing)肺炎和肺水腫(zhong)患者應采用糖皮質激素治療。
經(jing)常(chang)注射鈷(gu)(gu)制(zhi)劑(ji)或暴露于過量的(de)(de)原始鈷(gu)(gu)環境中(zhong),可引起鈷(gu)(gu)中(zhong)毒(du)(du)。兒童對鈷(gu)(gu)的(de)(de)毒(du)(du)性敏感,應避免使用每(mei)千克體重超(chao)過1mg的(de)(de)劑(ji)量。在缺乏維生素B12和蛋白質以及攝入酒精時,毒(du)(du)性會(hui)(hui)增加,這在酗酒者中(zhong)常(chang)見。有(you)些鈷(gu)(gu)化合物可能會(hui)(hui)致癌(ai)。
少量(liang)的鈷(gu)鹽對許多種(zhong)類的生命體都是必須(xu)的,這其中也包括(kuo)人類。維生素B12的中心(xin)離(li)子就是鈷(gu),在(zai)土壤中缺乏鈷(gu)的地區,食草動物會發(fa)育(yu)不(bu)良。
鈷(gu)(gu)是(shi)中等活潑的金屬元素,有二價(jia)(jia)和(he)(he)(he)三(san)價(jia)(jia)二種(zhong)化(hua)合價(jia)(jia)。鈷(gu)(gu)可經消化(hua)道和(he)(he)(he)呼吸道進入人(ren)(ren)體,一般成(cheng)年人(ren)(ren)體內(nei)含鈷(gu)(gu)量為1.1—1.5mg。在血漿中無機(ji)鈷(gu)(gu)附著在白蛋白上,它(ta)(ta)最(zui)初貯存于(yu)肝和(he)(he)(he)腎,然后貯存于(yu)骨、脾、胰、小腸(chang)以及其(qi)(qi)它(ta)(ta)組(zu)織(zhi)。體內(nei)鈷(gu)(gu)14%分(fen)布(bu)于(yu)骨骼,43%分(fen)布(bu)于(yu)肌肉(rou)組(zu)織(zhi),43%分(fen)布(bu)于(yu)其(qi)(qi)它(ta)(ta)軟組(zu)織(zhi)中。
應(ying)按照(GB13690-1992)易燃易爆(bao)危險品(pin)規定辦理,夏季(ji)應(ying)早晚運(yun)(yun)輸,防止(zhi)陽(yang)光(guang)曝曬,搬運(yun)(yun)中不(bu)得過度(du)撞擊、震(zhen)蕩(dang)、不(bu)得與固化(hua)劑(ji)同車運(yun)(yun)輸。儲存于密閉容器內,存放(fang)在陰涼、通風(feng)的庫房(fang)。應(ying)與氧化(hua)劑(ji)、酸類分(fen)開存放(fang),切(qie)忌混儲。
2017年10月27日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公(gong)布的(de)致癌物清(qing)(qing)單初步整理(li)參(can)考,鈷和鈷化合(he)物在2B類致癌物清(qing)(qing)單中。