鈷(Cobalt),元素符號Co,在(zai)化學(xue)周期表(biao)中排27號,是一種金屬元素,質地(di)硬而(er)脆。其(qi)熔點達到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(you)很多(duo)特性,其(qi)在(zai)高溫(wen)下(xia)能夠保持較高的(de)(de)強(qiang)度(du),并(bing)且具有(you)較低(di)的(de)(de)導熱性和導電性以及較強(qiang)的(de)(de)鐵(tie)磁(ci)性。
鈷(gu)為英語(yu)cobalt的(de)音譯,德(de)文原型(xing)為Kobalt,源出(chu)希臘語(yu)cobalos,意為礦山(shan)。其德(de)文詞匯系指一個善于(yu)惡作劇的(de)幽(you)靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方的(de)德(de)國礦工把這個術語(yu)應用(yong)于(yu)稱謂某(mou)些能傷(shang)害礦工手(shou)足的(de)礦石,此術語(yu)便(bian)曾(ceng)在(zai)歐洲廣為使(shi)用(yong)。
鈷(gu)是生產耐熱(re)合(he)(he)金(jin)、硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)、防腐(fu)合(he)(he)金(jin)、磁性合(he)(he)金(jin)和(he)各(ge)種(zhong)鈷(gu)鹽的重要原料(liao)。鈷(gu)消費中約70%是金(jin)屬(shu)態鈷(gu),主要用(yong)于(yu)超級(ji)耐熱(re)合(he)(he)金(jin)、工具鋼、硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)、磁性材料(liao)等方面。以化合(he)(he)物形式(催化劑、干燥材料(liao)、試劑、陶瓷釉等)消費量約25%,其余約5%。
鈷(gu)(gu)為(wei)(wei)英語(yu)cobalt的(de)音譯(yi),德文原型為(wei)(wei)Kobalt,源出(chu)希臘語(yu)cobalos,意為(wei)(wei)礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)。其德文詞匯系指一個善(shan)于惡(e)作劇的(de)幽靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方的(de)德國(guo)礦(kuang)(kuang)(kuang)工把這個術語(yu)應用于稱謂(wei)某(mou)些能傷害礦(kuang)(kuang)(kuang)工手足的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)石,此術語(yu)便曾(ceng)在(zai)歐洲廣(guang)為(wei)(wei)使(shi)用。這類礦(kuang)(kuang)(kuang)物后來被發(fa)現(xian)是砷鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)。
鈷(gu)的(de)(de)(de)化學和冶金學大(da)概是在16世紀中(zhong)(zhong)葉開始(shi)的(de)(de)(de),但早(zao)在前1450年的(de)(de)(de)埃及(ji)人(ren)和巴(ba)比倫(lun)人(ren)制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)陶器中(zhong)(zhong)已經用到(dao)鈷(gu)顏(yan)料(liao)。鈷(gu)鹽可使陶瓷釉染上(shang)藍色,與鎳、鉻或錳(meng)化合(he)物(wu)混配(pei)(pei),可以調(diao)配(pei)(pei)出由藍至綠的(de)(de)(de)所有(you)色調(diao)。中(zhong)(zhong)國在元朝(13世紀)也(ye)已懂得用鈷(gu)土礦作(zuo)顏(yan)料(liao)燒(shao)制(zhi)釉下(xia)彩青花瓷器的(de)(de)(de)技藝。
1735年,瑞典化(hua)學家Brandt發(fa)現(xian)了鈷(gu)元素。
1780年,瑞典(dian)化學家(jia)Bergman詳細研究了鈷元(yuan)素的(de)性質。
19世紀中葉,開始出現把鈷電(dian)鍍到金(jin)屬(shu)上的(de)工(gong)作。
20世紀初,把鈷應用于制合(he)金(jin)鋼和其(qi)它合(he)金(jin)等方面(mian)的(de)工作興(xing)起。
1917年,Honda宣布發現了含鈷(gu)的(de)永磁合金。
1935年,永磁(ci)(ci)合(he)金進一步得到發展,衍生出一系列鋁(lv)鎳(nie)鈷(gu)永磁(ci)(ci)材料(含Al,Ni,Fe,Co),后來(lai)又合(he)成出新型的(de)釤鈷(gu)永磁(ci)(ci)合(he)金,鈷(gu)已成為一種重要的(de)戰略金屬。
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)外貌和純(chun)(chun)鐵或鎳相似,硬度(du)(du)(du)高于(yu)鐵,電解沉積出來的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)其硬度(du)(du)(du)又高于(yu)高溫(wen)生產的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)中含有(you)少量碳時(最高達0.3%)會(hui)增大(da)(da)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)抗張強度(du)(du)(du)和耐壓強度(du)(du)(du),而(er)不會(hui)影響其硬度(du)(du)(du)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)可(ke)以(yi)(yi)機械加工,但略有(you)脆(cui)性(xing)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)性(xing)質(zhi)不僅(jin)在極大(da)(da)程度(du)(du)(du)上依(yi)賴(lai)于(yu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)(du),而(er)且也依(yi)賴(lai)于(yu)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)異(yi)形(xing)變體(ti)(或異(yi)形(xing)變體(ti)混合物(wu)(wu)),關于(yu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(即使其純(chun)(chun)度(du)(du)(du)高于(yu)99.9%)已報(bao)道的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)性(xing)質(zhi)常會(hui)有(you)不一致(zhi)的(de)(de)(de)(de)數據,這(zhe)大(da)(da)概只能用鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)兩種異(yi)構變體(ti)之間轉化速度(du)(du)(du)很慢來加以(yi)(yi)解釋(shi)。
像鐵(tie)(tie)和鎳一(yi)(yi)樣,鈷(gu)是(shi)鐵(tie)(tie)磁(ci)性的(de)(de)(de),雖然鐵(tie)(tie)在鐵(tie)(tie)磁(ci)性元(yuan)(yuan)素中(zhong)具有最高的(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)(hua)強度,而鈷(gu)卻(que)是(shi)可以增大此(ci)磁(ci)化(hua)(hua)強度的(de)(de)(de)唯(wei)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素,純鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)(hua)強度為21500Gs,而組成為65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)合(he)金其磁(ci)化(hua)(hua)強度卻(que)可最高達(da)到24·300Gs。鈷(gu)的(de)(de)(de)更優越的(de)(de)(de)磁(ci)性已(yi)知最高的(de)(de)(de)居里點1121℃,已(yi)發展出多(duo)種多(duo)樣的(de)(de)(de)特(te)種專用的(de)(de)(de)鈷(gu)鋼和鈷(gu)合(he)金材料。
鈷(gu)(gu)(gu)的(de)化(hua)(hua)(hua)合價為+2價和(he)+3價。在常(chang)溫下不和(he)水作用,在潮(chao)濕的(de)空氣(qi)中(zhong)(zhong)也很穩(wen)定。在空氣(qi)中(zhong)(zhong)加熱(re)至300℃以上時氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)CoO,在白熱(re)時燃燒成(cheng)Co?O?。氫還原法制(zhi)成(cheng)的(de)細金(jin)屬(shu)(shu)鈷(gu)(gu)(gu)粉在空氣(qi)中(zhong)(zhong)能自燃生(sheng)成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)。由電(dian)極(ji)電(dian)勢(shi)看(kan)出,鈷(gu)(gu)(gu)是(shi)中(zhong)(zhong)等活(huo)潑的(de)金(jin)屬(shu)(shu)。其(qi)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)質與鐵,鎳相(xiang)似。高溫下發生(sheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)作用。加熱(re)時,鈷(gu)(gu)(gu)與氧(yang)(yang),硫,氯,溴等發生(sheng)劇烈(lie)反應,生(sheng)成(cheng)相(xiang)應化(hua)(hua)(hua)合物。鈷(gu)(gu)(gu)可溶于稀酸中(zhong)(zhong),在發煙硝酸中(zhong)(zhong)因生(sheng)成(cheng)一層氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜而被(bei)鈍化(hua)(hua)(hua)。鈷(gu)(gu)(gu)會緩慢地被(bei)氫氟(fu)酸,氨水和(he)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉浸蝕。鈷(gu)(gu)(gu)是(shi)兩(liang)性(xing)金(jin)屬(shu)(shu)。
鈷(gu)即使在(zai)高溫下(xia)也(ye)很少(shao)吸(xi)氫,氮在(zai)1200℃的高溫下(xia)也(ye)基(ji)本(ben)上不溶于鈷(gu)。微(wei)細分散的鈷(gu)粉在(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)自燃,但大塊的鈷(gu)金屬在(zai)低于300℃下(xia),在(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)仍是穩定的。將鈷(gu)加熱到900℃時在(zai)表面上生成的氧化物外殼第一層是Co?O?,靠近金屬的第二層是CoO;加熱至高于900℃時,Co?O?分解了(le),則氧化物外殼僅含(han)有(you)CoO。在(zai)加熱下(xia)鈷(gu)可(ke)(ke)與(yu)許(xu)多(duo)非金屬反(fan)應(ying),例如可(ke)(ke)同(tong)鹵(lu)素、硼、硫、磷、砷(shen)和(he)銻(ti)等反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)發光發熱。氟與(yu)鈷(gu)反(fan)應(ying)可(ke)(ke)生成CoF?,但其它鹵(lu)素僅能生成Co(Ⅱ)鹵(lu)化物。
鈷在(zai)(zai)燒至(zhi)赤熱時會被水蒸氣氧(yang)(yang)化(hua)成CoO,在(zai)(zai)470℃時與氨反應生成Co?N,但這個(ge)化(hua)合物在(zai)(zai)600℃時分解。一氧(yang)(yang)化(hua)碳在(zai)(zai)200℃時和100atm下與微細鈷粉反應生成羰合物Co?(CO)?,但在(zai)(zai)溫(wen)度(du)高(gao)于225℃和常壓下則生成碳化(hua)物Co?C。
鈷(gu)比鐵較能耐抗無(wu)機酸(suan)(suan)的侵(qin)蝕,這可(ke)(ke)以(yi)從標準電(dian)極(ji)電(dian)勢數據看出:Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷(gu)能溶解(jie)在稀(xi)鹽酸(suan)(suan)和(he)稀(xi)硫酸(suan)(suan)中(zhong)并放(fang)出氫氣。濃硝酸(suan)(suan)在室溫(wen)下能快速地與鈷(gu)反(fan)應,但(dan)在-10℃時可(ke)(ke)使(shi)鈷(gu)表面(mian)鈍化(hua)。氫氟酸(suan)(suan)和(he)磷酸(suan)(suan)也能與鈷(gu)作用,但(dan)鈷(gu)不與稀(xi)堿溶液反(fan)應。
氯(lv)化(hua)(hua)(hua)氫在(zai)(zai)450℃時(shi)與(yu)鈷反(fan)應生(sheng)成氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈷(Ⅱ);在(zai)(zai)400℃時(shi)將硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫通過于(yu)(yu)鈷粉之上可生(sheng)成Co?S?,但在(zai)(zai)700℃時(shi)則生(sheng)成CoS。二(er)氧化(hua)(hua)(hua)碳在(zai)(zai)溫度高于(yu)(yu)700℃時(shi)與(yu)鈷發生(sheng)如下平衡(heng)反(fan)應:
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的制備一般(ban)先用(yong)火法(fa)(fa)將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦、砷鈷(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦、含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫化(hua)鎳精(jing)(jing)礦、銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)礦、鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫精(jing)(jing)礦中的鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集或(huo)(huo)轉(zhuan)化(hua)為可溶(rong)(rong)性狀態,然后(hou)再用(yong)濕(shi)法(fa)(fa)冶煉(lian)方(fang)法(fa)(fa)制成氯化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液或(huo)(huo)硫酸鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液,再用(yong)化(hua)學沉淀和萃(cui)取等方(fang)法(fa)(fa)進一步使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)富集和提純(chun),最后(hou)得到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)化(hua)合物(wu)或(huo)(huo)金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。
鈷(gu)(gu)礦(kuang)物(wu)的(de)賦存狀態(tai)復(fu)雜(za),礦(kuang)石(shi)品位低,所以(yi)提取(qu)方法(fa)很多(duo)而且工藝復(fu)雜(za),回收率(lv)較低。鈷(gu)(gu)礦(kuang)的(de)選(xuan)礦(kuang)對一般(ban)是(shi)將(jiang)鈷(gu)(gu)礦(kuang)石(shi)通過手選(xuan)、重選(xuan)、泡沫浮選(xuan)可提取(qu)到含(han)鈷(gu)(gu)15—25%的(de)鈷(gu)(gu)精礦(kuang)。鈷(gu)(gu)精礦(kuang)冶(ye)煉方法(fa)主要有硫化鎳礦(kuang)冶(ye)煉和砷鈷(gu)(gu)礦(kuang)冶(ye)煉。
硫化(hua)鎳(nie)精礦一般含(han)鎳(nie)4—5%,含(han)鈷(gu)0.1—0.3%。鎳(nie)的火法熔煉過程中,由于(yu)鈷(gu)對氧和硫的親(qin)合力介于(yu)鐵鎳(nie)之(zhi)間在轉爐(lu)(lu)吹(chui)煉高(gao)冰鎳(nie)時,可控制冰鎳(nie)中鐵的氧化(hua)程度,使鈷(gu)富(fu)集(ji)于(yu)高(gao)冰鎳(nie)或富(fu)集(ji)于(yu)轉爐(lu)(lu)渣,分別用下述方法提取(qu):
1、富集(ji)于(yu)高冰鎳(nie)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu),在鎳(nie)電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鎳(nie)一(yi)(yi)起進(jin)入(ru)陽極(ji)液(ye)(ye)。在凈液(ye)(ye)除(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)以高價(jia)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)形態進(jin)入(ru)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含鎳(nie)25—30%。從(cong)(cong)此(ci)種鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種方法是:將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)加入(ru)硫(liu)酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),通(tong)二氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)使之溶(rong)(rong)解(jie)(jie),制得(de)含硫(liu)酸(suan)鎳(nie)、硫(liu)酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少(shao)量銅、鐵(tie)、砷(shen)、銻(ti)等雜質的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye);再用(yong)活性鎳(nie)粉(fen)置(zhi)換除(chu)去銅;通(tong)空(kong)氣,氧(yang)化(hua)(hua)水解(jie)(jie)除(chu)去鐵(tie),通(tong)氯(lv)氣氧(yang)化(hua)(hua),加蘇打中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)沉(chen)淀鈷(gu)(gu)(gu)(gu),若所得(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)含鎳(nie)較高,可(ke)(ke)再次溶(rong)(rong)解(jie)(jie)、沉(chen)淀分離(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie),使其(qi)含鎳(nie)小于(yu)1%;經(jing)煅燒制得(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)出售,也(ye)可(ke)(ke)將(jiang)氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)制成粗金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu),經(jing)電(dian)解(jie)(jie)精(jing)煉得(de)電(dian)解(jie)(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。加拿(na)大(da)和(he)蘇聯的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)廠(chang)都用(yong)此(ci)法回收(shou)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)(de)(de)(de)工廠(chang)也(ye)有(you)類似作法。從(cong)(cong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)種方法是以亞硫(liu)酸(suan)鈉作還(huan)原劑,將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)于(yu)硫(liu)酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),得(de)到含硫(liu)酸(suan)鎳(nie)、硫(liu)酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少(shao)量銅、鐵(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等雜質的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),而后用(yong)黃鈉鐵(tie)礬法除(chu)去溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie),用(yong)烷基磷酸(suan)類如:二(2-乙基己(ji)基)磷酸(suan)(D-2-EHPA)或其(qi)他烷基磷酸(suan)酯類萃取(qu)劑萃取(qu)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅、鐵(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等,并分離(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)。萃取(qu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),用(yong)氟化(hua)(hua)銨除(chu)鈣(gai)、鎂后,再用(yong)草(cao)酸(suan)銨沉(chen)淀鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。所得(de)草(cao)酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)在450℃下煅燒,得(de)到的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen),可(ke)(ke)作為最終產品,也(ye)可(ke)(ke)用(yong)氫還(huan)原法制取(qu)金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)。
2、富(fu)集于煉鎳(nie)轉爐(lu)渣中(zhong)的(de)鈷(gu),在還原硫(liu)化熔煉過程(cheng)中(zhong),與鎳(nie)一(yi)起轉入鈷(gu)冰銅。轉爐(lu)渣成(cheng)(cheng)分(fen)一(yi)般為:鈷(gu)0.25—0.35%,鎳(nie)1—1.5%;鈷(gu)冰銅成(cheng)(cheng)分(fen)一(yi)般為:鈷(gu)1—1.5%,鎳(nie)5—13%。鈷(gu)冰銅可以(yi)直(zhi)接浸取(常壓或加壓酸(suan)浸),也可以(yi)將鈷(gu)冰銅焙(bei)燒成(cheng)(cheng)可溶性化合物后再酸(suan)浸。浸出液(ye)可按鈷(gu)渣提鈷(gu)工藝流程(cheng)處理。
加(jia)拿大舍利(li)特高爾頓公司(Sherritt Gordon MinesLtd)用高壓(ya)氨浸(jin)法處理(li)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)(nie)精礦(kuang)和高冰鎳(nie)(nie)(nie)時(shi),鈷留于(yu)鎳(nie)(nie)(nie)的氫(qing)還(huan)(huan)原(yuan)尾液(ye)中(zhong),通(tong)(tong)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)于(yu)尾液(ye),得硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)(nie)的混合(he)(he)沉淀(dian)(dian)物(wu)。此混合(he)(he)物(wu)用硫(liu)(liu)酸(suan)高壓(ya)浸(jin)出(chu)(chu)、凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)除雜質(zhi)后(hou),通(tong)(tong)氧、加(jia)氨、加(jia)壓(ya),使二價鈷氧化(hua)(hua)(hua)(hua)成可(ke)(ke)溶(rong)性的,而鎳(nie)(nie)(nie)則以鎳(nie)(nie)(nie)銨硫(liu)(liu)酸(suan)鹽形(xing)態沉淀(dian)(dian)出(chu)(chu)來,實現鎳(nie)(nie)(nie)鈷分(fen)離(li),溶(rong)液(ye)用高壓(ya)氫(qing)還(huan)(huan)原(yuan)產(chan)出(chu)(chu)鈷粉(fen),也可(ke)(ke)用萃取法凈(jing)液(ye)、分(fen)離(li)出(chu)(chu)鎳(nie)(nie)(nie)后(hou)電(dian)積得電(dian)鈷。含鈷黃(huang)(huang)鐵礦(kuang)提(ti)鈷世界上從含鈷黃(huang)(huang)鐵礦(kuang)中(zhong)提(ti)鈷較有代表(biao)性的工(gong)廠是芬蘭科科拉鈷廠(Kok-kola Cobalt Plant),精礦(kuang)焙燒脫硫(liu)(liu)后(hou),再配以部分(fen)精礦(kuang)在流態化(hua)(hua)(hua)(hua)爐內進行(xing)硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)焙燒,再經浸(jin)出(chu)(chu)、濃(nong)密、洗滌,浸(jin)出(chu)(chu)液(ye)通(tong)(tong)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)使鈷呈硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷沉淀(dian)(dian)。再利(li)用上述舍利(li)特高爾頓的高壓(ya)浸(jin)出(chu)(chu)法和高壓(ya)氫(qing)還(huan)(huan)原(yuan)法生產(chan)鈷粉(fen)。
中(zhong)國含(han)鈷(gu)黃鐵礦的(de)鈷(gu)品位較低,僅為0.02—0.09%。浮選產出的(de)鈷(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦含(han)鈷(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)30—35%,鐵35—40%。鈷(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦在(zai)流態化(hua)(hua)焙燒(shao)爐(lu)內(nei)于580—620℃下進行硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)焙燒(shao),使鈷(gu)、鎳、銅等(deng)金(jin)(jin)屬轉化(hua)(hua)為可溶性的(de)鹽類。焙砂用水(shui)或稀硫(liu)(liu)酸(suan)浸出,用氯(lv)(lv)酸(suan)鈉(na)將浸出液中(zhong)的(de)鐵氧化(hua)(hua)成高價(jia)鐵后,用脂肪酸(suan)鈉(na)依次萃取鐵和銅。然后,通入氯(lv)(lv)氣使鈷(gu)氧化(hua)(hua),加堿水(shui)解(jie)生成高價(jia)氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)沉淀(dian),而與鎳分離。在(zai)反射(she)爐(lu)內(nei)使氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)脫(tuo)水(shui)、燒(shao)結,燒(shao)結塊配(pei)以(yi)石(shi)油焦和石(shi)灰石(shi)在(zai)三相電弧(hu)爐(lu)內(nei)還原(yuan)熔煉成粗金(jin)(jin)屬鈷(gu)。粗鈷(gu)澆鑄成陽極,進行隔膜電解(jie),得(de)到純度較高的(de)金(jin)(jin)屬鈷(gu)。鈷(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦也可先經900—950℃氧化(hua)(hua)焙燒(shao),再配(pei)以(yi)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈉(na)或氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈣以(yi)及少(shao)量的(de)鈷(gu)硫(liu)(liu)精(jing)礦于680℃下進行硫(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)焙燒(shao)。焙砂按上(shang)述流程提鈷(gu)。
砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)經選礦(kuang)得(de)(de)到含(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的(de)精礦(kuang),其(qi)中(zhong)含(han)(han)砷(shen)(shen)20—50%。處理砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)的(de)方法主要(yao)有兩種,一(yi)種是先用(yong)火法熔煉(lian)產出(chu)(chu)(chu)砷(shen)(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)用(yong)濕法提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一(yi)種是用(yong)加壓浸(jin)出(chu)(chu)(chu)法制(zhi)得(de)(de)含(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液,再(zai)從中(zhong)提(ti)取鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國采(cai)用(yong)前者:將(jiang)精礦(kuang)配以焦炭和(he)熔劑(ji)在反(fan)射爐或(huo)電爐內熔煉(lian),使部分(fen)砷(shen)(shen)呈三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化二砷(shen)(shen)揮發,產出(chu)(chu)(chu)砷(shen)(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊稱黃(huang)渣(zha))。如原料含(han)(han)硫(liu)高(gao),還產出(chu)(chu)(chu)部分(fen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅(tong)(tong)。砷(shen)(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅(tong)(tong)磨細后焙燒(shao),進(jin)一(yi)步脫砷(shen)(shen)和(he)硫(liu);焙砂(sha)用(yong)稀硫(liu)酸(suan)浸(jin)出(chu)(chu)(chu),用(yong)次氯酸(suan)鈉(na)(na)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液中(zhong)的(de)鐵(tie)(tie),再(zai)用(yong)蘇打調整pH為3—3.5,使鐵(tie)(tie)成為氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鐵(tie)(tie)和(he)砷(shen)(shen)酸(suan)鐵(tie)(tie)沉淀(dian)。濾液用(yong)鐵(tie)(tie)屑(xie)置換除(chu)銅(tong)(tong)后,用(yong)次氯酸(suan)鈉(na)(na)使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化,加堿水解生成高(gao)價氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀(dian)而與(yu)鎳分(fen)離(li)。所得(de)(de)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在反(fan)射爐內于(yu)1000~1200℃下煅燒(shao),獲得(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并使其(qi)中(zhong)的(de)堿式硫(liu)酸(suan)鹽分(fen)解,將(jiang)硫(liu)除(chu)去。然后配入木(mu)炭,在回轉(zhuan)窯(yao)內于(yu)1000℃左右(you)還原成金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。也可將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔煉(lian)成粗金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)進(jin)行電解得(de)(de)電鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂(sha)的(de)浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液也可和(he)前述硫(liu)化鎳礦(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一(yi)樣,采(cai)用(yong)萃取法凈液分(fen)離(li)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)法處(chu)理砷(shen)鈷精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)是(shi)將精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)用(yong)稀硫酸(suan)(suan)漿化,用(yong)高壓(ya)釜浸(jin)(jin)出(chu),操作(zuo)壓(ya)力(li)(li)35公斤力(li)(li)/厘(li)米2,溫度(du)(du)190℃,浸(jin)(jin)出(chu)時間3~4小時,鈷的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)95—97%。浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)(ye)除(chu)砷(shen)、鐵(tie)、銅、鈣(gai)等(deng)雜(za)質(zhi)后,加入液(ye)(ye)氨,使鈷形(xing)成鈷氨絡合物,在(zai)高壓(ya)釜內,用(yong)氫還原(yuan)得(de)到鈷粉(fen),操作(zuo)壓(ya)力(li)(li)50—55公斤力(li)(li)/厘(li)米2,溫度(du)(du)190℃。此法流程簡單,回(hui)收率(lv)高,勞(lao)動條件(jian)好。銅鈷礦(kuang)(kuang)提鈷扎伊(yi)爾的(de)(de)盧伊(yi)盧廠(Luilu CobaltPlant)是(shi)世(shi)界上處(chu)理銅鈷礦(kuang)(kuang)最大的(de)(de)鈷廠。銅鈷礦(kuang)(kuang)經(jing)選礦(kuang)(kuang)獲得(de)氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)和(he)硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)。氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)品(pin)位為:銅25%,鈷1.5%;硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)品(pin)位為:銅45%,鈷2.5%。首先將硫化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)在(zai)流態化焙燒(shao)爐內進行硫酸(suan)(suan)化焙燒(shao),然(ran)后將焙砂和(he)氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)一起用(yong)銅電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢液(ye)(ye)浸(jin)(jin)出(chu)。氧(yang)化精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鈷主要呈三價氧(yang)化物形(xing)態,在(zai)硫酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)很小,但在(zai)銅電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)可由其中(zhong)(zhong)的(de)(de)亞鐵(tie)離子將鈷還原(yuan),溶(rong)(rong)(rong)于電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)廢液(ye)(ye)中(zhong)(zhong),Co?(不溶(rong)(rong)(rong)性(xing))Fe?→Co?(可溶(rong)(rong)(rong)性(xing))Fe?。鈷的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)可達95—96%。含鈷和(he)銅的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)(ye)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法析出(chu)銅,而(er)鈷和(he)其他金(jin)屬(shu)雜(za)質(zhi)留在(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)。除(chu)雜(za)質(zhi)后,將溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鈷用(yong)石灰乳沉(chen)淀(dian)為氫氧(yang)化鈷,再溶(rong)(rong)(rong)于硫酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong),得(de)到高濃度(du)(du)的(de)(de)硫酸(suan)(suan)鈷溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),最后用(yong)不溶(rong)(rong)(rong)陽極電(dian)(dian)(dian)(dian)積(ji)金(jin)屬(shu)鈷。
制造電(dian)(dian)池(chi)(chi)設備是鈷(gu)最重要的用途(tu),使(shi)用量占到(dao)全部鈷(gu)使(shi)用量的40%。鈷(gu)主要用來制作鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)的鈷(gu)酸鋰,鎳氫電(dian)(dian)池(chi)(chi)的氧化亞鈷(gu)等。含(han)鈷(gu)材料是穩定的鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)正極材料,是電(dian)(dian)池(chi)(chi)的核(he)心之一(yi),具有能量密度(du)高和環(huan)保安全性高的特點。
三元鋰(li)(li)電(dian)池(chi)是指(zhi)使(shi)用鎳鈷錳或(huo)者鎳鈷鋁酸鹽等三元材(cai)料(liao)為電(dian)池(chi)正極的鋰(li)(li)電(dian)池(chi)。相對于(yu)傳統(tong)鋰(li)(li)電(dian)池(chi),三元鋰(li)(li)電(dian)池(chi)具有綜合性(xing)能和低成本(ben)的雙(shuang)重優(you)勢。
鈷(gu)(gu)常(chang)(chang)(chang)被(bei)(bei)添(tian)加到(dao)鋼(gang)(gang)或(huo)者其他(ta)合(he)金(jin)當中,可以(yi)明顯提(ti)高(gao)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)堅硬程(cheng)度、耐磨程(cheng)度、抗沖擊性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)韌性(xing)。該合(he)金(jin)常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)被(bei)(bei)熔焊到(dao)其他(ta)材料的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian),能(neng)(neng)夠(gou)明顯延長零件的(de)(de)(de)(de)使用壽命。大約有(you)20%的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)被(bei)(bei)用來(lai)制(zhi)造(zao)這(zhe)種超級合(he)金(jin)。含鈷(gu)(gu)合(he)金(jin)常(chang)(chang)(chang)被(bei)(bei)用來(lai)制(zhi)造(zao)噴氣式飛機(ji)渦輪發動機(ji)的(de)(de)(de)(de)風扇扇葉,火箭和(he)(he)(he)燃氣機(ji)輪等(deng)設備的(de)(de)(de)(de)耐熱部件等(deng)。生活中的(de)(de)(de)(de)含鈷(gu)(gu)鋼(gang)(gang)刀的(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)和(he)(he)(he)切割性(xing)能(neng)(neng)也更加突(tu)出。
鈷是一(yi)種被(bei)磁(ci)(ci)(ci)化之后就能長期保持磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)金(jin)屬。鈷的(de)(de)(de)這種優越磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing),使之被(bei)大(da)量(liang)應用(yong)于制造(zao)高性(xing)(xing)能磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)材(cai)料。這種用(yong)途的(de)(de)(de)鈷使用(yong)量(liang)大(da)概(gai)占到總(zong)使用(yong)量(liang)的(de)(de)(de)5%左右。高鈷含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)鋼比一(yi)般磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)鋼的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)力(li)密度更高,而(er)且在高溫條件(jian)下(xia)這種磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)也不(bu)會輕易(yi)喪失。大(da)型的(de)(de)(de)永(yong)久磁(ci)(ci)(ci)體大(da)多為(wei)含(han)(han)鈷合(he)金(jin),其中(zhong)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)是一(yi)種叫作(zuo)阿爾(er)尼(ni)克的(de)(de)(de)合(he)金(jin)材(cai)料,是由鈷、鎳(nie)、鋁制造(zao)的(de)(de)(de)堅硬合(he)金(jin)。
鈷(gu)被(bei)用作(zuo)顏(yan)(yan)料的(de)(de)歷史(shi)在西方可以追溯到古埃及(ji)時(shi)期。在埃及(ji)法(fa)老圖坦卡(ka)蒙的(de)(de)墓穴中有(you)一小(xiao)塊(kuai)玻(bo)璃(li)器物(wu),后(hou)來檢(jian)測(ce)其深(shen)藍(lan)色(se)是因為(wei)存在鈷(gu)的(de)(de)緣(yuan)故。古希(xi)臘人(ren)和古羅馬(ma)人(ren)曾利用鈷(gu)化合物(wu)制造有(you)色(se)玻(bo)璃(li),這種玻(bo)璃(li)會表現出(chu)美麗的(de)(de)深(shen)藍(lan)色(se)。而在中國,鈷(gu)及(ji)其化合物(wu)也有(you)悠久的(de)(de)顏(yan)(yan)料使(shi)用史(shi)。唐朝著名(ming)的(de)(de)唐三彩(cai),元(yuan)代的(de)(de)青花瓷,明代的(de)(de)景(jing)泰藍(lan)無不(bu)與含鈷(gu)的(de)(de)釉料有(you)關,而這種鈷(gu)顏(yan)(yan)料制造出(chu)的(de)(de)藍(lan)色(se)不(bu)僅著色(se)率強(qiang)、發色(se)鮮艷而且呈色(se)穩定、歷久彌(mi)新。
鈷(gu)(gu)藍(lan)(lan)化學成分為(wei)鋁(lv)酸鈷(gu)(gu),是鋁(lv)和氧化鈷(gu)(gu)反應生成的(de)一種顏料,表(biao)現為(wei)藍(lan)(lan)色或(huo)藍(lan)(lan)綠色調(diao),被大量作(zuo)為(wei)陶瓷(ci)、琺瑯、玻(bo)璃等許多材料的(de)著色劑(ji)使用。日常(chang)生活中見(jian)到(dao)的(de)食品用硅膠(jiao)干燥(zao)劑(ji)中就加入(ru)了氧化鈷(gu)(gu),無水(shui)(shui)時表(biao)現為(wei)藍(lan)(lan)色,在吸(xi)取空氣中的(de)水(shui)(shui)后(hou)變為(wei)粉紅(hong)色。
鈷(gu)紫顏(yan)(yan)料(liao)也常被用于陶瓷、玻璃(li)等的顏(yan)(yan)料(liao),其(qi)成(cheng)分為(wei)磷酸鈷(gu),為(wei)一種(zhong)特殊的紫色顏(yan)(yan)料(liao)。鈷(gu)黑顏(yan)(yan)料(liao)有(you)鐵鈷(gu)黑和鐵鈷(gu)鉻黑兩種(zhong),主要(yao)用于陶瓷坯體和釉料(liao)的著色,是(shi)由多種(zhong)金屬(shu)氧化物(wu)經過高(gao)溫固相反應而(er)生成(cheng)的高(gao)性能無機顏(yan)(yan)料(liao),具有(you)環(huan)保無毒的優點。
鈷(gu)在(zai)醫療領域(yu)也有多方面的(de)應(ying)用,鈷(gu)-60放(fang)(fang)射性(xing)(xing)同位(wei)素被用來治療人體的(de)皮膚病和惡性(xing)(xing)腫瘤;維生(sheng)素B12(鈷(gu)胺素)中(zhong)鈷(gu)的(de)含(han)量更(geng)是高(gao)達4.5%;鈷(gu)被用于制造人工(gong)(gong)髖關節(jie)和膝關節(jie)以及牙(ya)料(liao)填充(chong)劑。具(ju)有放(fang)(fang)射性(xing)(xing)的(de)鈷(gu)同位(wei)素還被廣泛應(ying)用于輻(fu)(fu)照(zhao)食品加工(gong)(gong)行業,通過這種(zhong)輻(fu)(fu)照(zhao)技術可(ke)以殺死有害的(de)細菌。
鈷(gu)在地殼中的(de)平均(jun)含量(liang)(liang)(liang)為0.001%(質(zhi)量(liang)(liang)(liang)),海洋(yang)中鈷(gu)總量(liang)(liang)(liang)約23億噸(dun),自然界已(yi)(yi)知含鈷(gu)礦(kuang)物近百種,但沒有單獨的(de)鈷(gu)礦(kuang)物,大多伴生于鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀(yin)、錳、等(deng)硫化物礦(kuang)床中,且含鈷(gu)量(liang)(liang)(liang)較低。全(quan)世界已(yi)(yi)探(tan)明鈷(gu)金屬儲(chu)量(liang)(liang)(liang)148萬(wan)噸(dun),中國已(yi)(yi)探(tan)明鈷(gu)金屬儲(chu)量(liang)(liang)(liang)僅47萬(wan)噸(dun)。分布于全(quan)國24個省(區),其中主要有甘肅、青海、山東(dong)、云南(nan)、湖北、青海、河北和山西。這(zhe)七(qi)個省的(de)合計(ji)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)占全(quan)國總保有儲(chu)量(liang)(liang)(liang)的(de)71%,其中以(yi)甘肅儲(chu)量(liang)(liang)(liang)最(zui)多,占全(quan)國的(de)28%。此外,安徽、四川、新疆等(deng)省(區)也有一定的(de)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)。世界鈷(gu)產量(liang)(liang)(liang)1986年(nian)達到(dao)頂(ding)峰3萬(wan)噸(dun),以(yi)后不斷下(xia)降,到(dao)1989年(nian)只有2.5萬(wan)噸(dun)左右(you)。扎伊爾(er)和贊比亞是最(zui)大的(de)鈷(gu)生產國,其產量(liang)(liang)(liang)約占世界總產量(liang)(liang)(liang)的(de)70%。
自然界(jie)中已發現的(de)鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)含(han)鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)共(gong)百余種(zhong),分屬于單(dan)質(zhi)、碳化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、磷化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硅磷化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)(liu)(liu)銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、碲化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硒(xi)碲化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)含(han)水氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)酸(suan)鹽(yan)、碳酸(suan)鹽(yan)以及硅酸(suan)鹽(yan)等14大類。其中以硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)最多,主要的(de)鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)為(wei):硫(liu)(liu)(liu)鈷(gu)礦(kuang)(Co?S?)、纖維(wei)柱石(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(nian),世界鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)開(kai)采(cai)量(liang)(liang)為(wei)(wei)5.24萬噸(dun),其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong),剛果開(kai)采(cai)1.6萬噸(dun),贊比亞1萬噸(dun),澳大利亞6700噸(dun),加拿大5200噸(dun),俄(e)羅斯4700噸(dun)。中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)已探明的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)儲量(liang)(liang)最大的(de)(de)是甘肅金川(chuan)硫(liu)化鎳礦中(zhong)(zhong)(zhong)伴生(sheng)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。云南的(de)(de)硅(gui)酸鎳礦以及四川(chuan)、山東(dong)、湖北、山西、廣東(dong)等(deng)地的(de)(de)黃鐵礦中(zhong)(zhong)(zhong)也(ye)含(han)(han)有鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬(shu)資源(yuan)量(liang)(liang)約(yue)為(wei)(wei)140萬噸(dun),絕(jue)大多數為(wei)(wei)伴生(sheng)資源(yuan),單獨的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦床(chuang)極少。中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦品位較低,均作為(wei)(wei)礦山副(fu)產(chan)(chan)品回收,生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)由(you)于品位低、生(sheng)產(chan)(chan)工藝復雜(za),因(yin)此(ci)金屬(shu)回收率低、生(sheng)產(chan)(chan)成本高。1996年(nian)中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬(shu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)(han)量(liang)(liang))229噸(dun),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)硫(liu)精(jing)礦產(chan)(chan)量(liang)(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)(han)量(liang)(liang))192噸(dun),氧(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)638噸(dun)。2005年(nian)前后中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)年(nian)消(xiao)費量(liang)(liang)穩定在1200噸(dun)左右,國(guo)(guo)(guo)內(nei)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)包括氧(yang)(yang)化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)折算(suan)為(wei)(wei)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)每(mei)年(nian)總計約(yue)600—700噸(dun),國(guo)(guo)(guo)內(nei)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)(liang)尚不能滿(man)足國(guo)(guo)(guo)內(nei)需求(qiu),每(mei)年(nian)約(yue)有半數需進(jin)口。
鈷(gu)塵可引起“硬(ying)質(zhi)合金病(bing)”("硬(ying)金屬病(bing)"),表(biao)現為過(guo)敏性(xing)哮(xiao)喘,呼吸困難、干咳、偶有化學性(xing)肺炎(間質(zhi)性(xing)肺炎),肺水腫。脫離(li)接觸后(hou)癥狀緩解。CoO也可引起哮(xiao)喘。
鈷對皮(pi)膚(fu)的影響主(zhu)要為過敏(min)(min)性或刺激性皮(pi)炎(yan)。外露皮(pi)膚(fu)出現(xian)紅斑,有(you)輕微搔(sao)癢,常見于手、腕、前臂等部位和皮(pi)膚(fu)皺(zhou)折處,多于夏季發病(bing),患者(zhe)(zhe)多為接觸鈷的新工人,在上述皮(pi)膚(fu)病(bing)患者(zhe)(zhe)中,皮(pi)試陽性可證(zheng)明對鈷過敏(min)(min)。
吸入醋酸鈷粉塵(chen)可引起急(ji)性化學(xue)性胃炎癥狀(zhuang),有(you)惡心(xin)、嘔(ou)吐、上(shang)腹部劇痛,后(hou)可有(you)嘔(ou)血及(ji)便血。
誤服鈷鹽,應(ying)洗胃;溶液(ye)濺入眼(yan),用清水或生理鹽水沖(chong)洗至(zhi)少15分(fen)鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱氨酸可降(jiang)低(di)鈷毒性,可試用。皮炎可用乙酸和尿素霜(shuang)軟膏涂抹局(ju)部。化學性肺(fei)炎和肺(fei)水腫患者應采用糖(tang)皮質激素治療。
經常注(zhu)射鈷(gu)(gu)制劑或暴露于過(guo)量(liang)的(de)原始鈷(gu)(gu)環境中(zhong),可引起鈷(gu)(gu)中(zhong)毒。兒童(tong)對鈷(gu)(gu)的(de)毒性敏(min)感,應(ying)避免使用每(mei)千克體重(zhong)超過(guo)1mg的(de)劑量(liang)。在(zai)缺(que)乏維生素(su)B12和蛋(dan)白質以(yi)及攝入(ru)酒精時,毒性會增(zeng)加,這在(zai)酗酒者中(zhong)常見(jian)。有些鈷(gu)(gu)化合物(wu)可能(neng)會致癌。
少量的鈷鹽對(dui)許多(duo)種類的生命體都是(shi)必須的,這其中(zhong)也包括人類。維生素B12的中(zhong)心(xin)離子就是(shi)鈷,在土(tu)壤中(zhong)缺乏鈷的地區,食草(cao)動物會發育不良。
鈷是(shi)中(zhong)等活潑的金(jin)屬元素,有二(er)價和三價二(er)種(zhong)化合價。鈷可經消(xiao)化道和呼吸道進(jin)入人(ren)體,一般成(cheng)年人(ren)體內(nei)含鈷量為1.1—1.5mg。在血漿中(zhong)無機(ji)鈷附(fu)著在白蛋白上,它(ta)(ta)最初貯存(cun)(cun)于(yu)肝和腎,然(ran)后貯存(cun)(cun)于(yu)骨(gu)、脾(pi)、胰、小腸以及(ji)其(qi)它(ta)(ta)組(zu)織(zhi)。體內(nei)鈷14%分布于(yu)骨(gu)骼,43%分布于(yu)肌肉組(zu)織(zhi),43%分布于(yu)其(qi)它(ta)(ta)軟(ruan)組(zu)織(zhi)中(zhong)。
應(ying)按照(GB13690-1992)易燃易爆危險品規定(ding)辦理(li),夏季應(ying)早晚運(yun)輸,防止(zhi)陽光曝(pu)曬,搬運(yun)中(zhong)不得過度撞擊、震蕩、不得與(yu)固化劑(ji)同(tong)車運(yun)輸。儲存(cun)于(yu)密閉容器(qi)內,存(cun)放在陰涼、通(tong)風的(de)庫房(fang)。應(ying)與(yu)氧化劑(ji)、酸類分開存(cun)放,切忌混儲。
2017年10月27日,世(shi)界(jie)衛(wei)生組織國際(ji)癌(ai)(ai)(ai)癥研究機構公布(bu)的致癌(ai)(ai)(ai)物清(qing)單初步(bu)整(zheng)理(li)參考,鈷和鈷化合物在(zai)2B類致癌(ai)(ai)(ai)物清(qing)單中。