鈷金屬 - 屬性，生產和應用

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鈷是一種有光澤的脆性金屬，用於生產強度高，耐腐蝕和耐熱的合金，永磁體和硬金屬。

銀色鈷金屬是脆性的，具有高熔點，因其耐磨性和在高溫下保持其強度的能力而受到重視。

它是三種天然存在的磁性金屬之一（鐵和鎳是另外兩種），並且在比其他金屬更高的溫度（2012°F，1100°C）下保持其磁性。換句話說，鈷具有居里點最高的所有金屬。鈷也具有有價值的催化性能

鈷這個詞可以追溯到16世紀的德國術語“ 狗頭人” ，意思是妖精或魔鬼。 狗頭人曾被用來描述鈷礦石，它們在冶煉其含銀量時，會釋放出有毒的三氧化二砷。

鈷的最早應用是用於陶器，玻璃和釉料的藍色染料。用鈷化合物染色的埃及和巴比倫陶器可以追溯到公元前1450年

1735年，瑞典化學家格奧爾格·布蘭特率先將這種元素與銅礦分離開來。他證明了藍色色素來源於鈷，而不是煉金術家最初認為的砷或鉍。

在其分離後，鈷金屬很少見，很少使用，直到20世紀。

1900年後不久，美國汽車企業家Elwood Haynes開發了一種新的耐腐蝕合金，他稱之為stellite。 1907年獲得專利，stellite合金含有高鈷和鉻含量，完全無磁性。

20世紀40年代鈷的另一個重要發展是生產鋁鎳鎳鈷（AlNiCo）磁體。 AlNiCo磁體是電磁體的第一個替代品。 1970年，釤鈷磁體的發展進一步改變了這一行業，這種磁體提供了以前無法實現的磁體能量密度。

鈷的工業重要性導致倫敦金屬交易所（LME）在2010年推出鈷期貨合約。

自然產生鈷的紅土鎳礦和鎳銅硫化物礦床，因此最常被提取為鎳和銅的副產品。根據鈷開發研究所的資料，約有48％的鈷生產源自鎳礦，37％來自銅礦，15％來自原生鈷生產。

鈷的主要礦石是輝鈷礦，erythrite，glaucodot和方鈷礦。

用於生產精煉鈷金屬的提取技術取決於進料是否為（1）硫化銅鈷礦，（2）鈷 - 硫化鎳精礦，（3）砷化物礦石或（4）鎳 - 紅土礦礦石：

在由含鈷的硫化銅製造銅陰極之後，鈷和其他雜質留在廢電解質上。使用石灰除去雜質（鐵，鎳，銅，鋅）並以氫氧化物形式沉澱鈷。然後在使用電解法將鈷金屬粉碎並脫氣以生產純淨的商業級金屬之前，可以從中精煉鈷金屬。

含鈷硫化鎳礦採用Sherritt工藝處理，以Sherrit Gordon礦業有限公司（現為Sherritt International）命名。在這個過程中，含有少於1％鈷的硫化物濃縮物在氨溶液中高溫浸出。銅和鎳兩者都在一系列化學還原過程中被除去，只留下鎳和鈷硫化物。在加入鈷粉作為晶種以在氫氣氣氛中沉澱鈷之前，用空氣，硫酸和氨進行的加壓浸出回收更多的鎳。
砷化物礦石經過烘烤除去大部分砷氧化物。然後用鹽酸和氯或硫酸處理礦石，以形成純化的浸出溶液。通過電解精煉或碳酸鹽沉澱回收該鈷。

根據美國地質調查局（USGS）的估計，2010年全球鈷礦產量為88,000噸。在此期間，最大的鈷礦石生產國為剛果民主共和國（45,000噸），贊比亞（11,000）和中國（6,200 ）。

鈷精煉通常發生在最初生產礦石或鈷精礦的國家之外。 2010年，產量最高的國家為中國（33,000噸），芬蘭（9,300）和讚比亞（5,000）。最大的精煉鈷生產商包括OM Group，Sherritt International，Xstrata Nickel和金川集團。

超級合金，如stellite，是鈷金屬的最大消費者，約佔需求量的20％。主要由鐵，鈷和鎳製成，但含有少量其他金屬（包括鉻，鎢，鋁和鈦），這些高性能合金耐高溫，耐腐蝕和耐磨，並用於製造渦輪葉片噴氣式發動機，硬面機器部件，排氣閥和槍管。

鈷的另一重要用途是耐磨合金（如Vitallium），可用於骨科和牙科植入物以及假肢臀部和膝蓋。

其中使用鈷作為粘合材料的硬質合金消耗大約12％的鈷。這些包括用於切割應用和採礦工具的硬質合金和金剛石工具。

鈷也用於生產永磁體，如前面提到的AlNiCo和釤鈷磁體。磁體佔鈷金屬需求量的7％，用於磁記錄介質，電動機以及發電機。

儘管鈷金屬有很多用途，鈷的主要應用領域是化學領域，佔全球總需求量的一半左右。鈷化學品用於可充電電池的金屬陰極，以及石化催化劑，陶瓷顏料和玻璃消色劑。

_{資料來源：}

_{年輕的Roland S. Cobalt 。} _{紐約：Reinhold出版公司1948年。}

_{Davis，Joseph R. ASM專業手冊：鎳，鈷及其合金。} _{ASM International：2000。}

_{達頓商品有限公司：鈷市場回顧2009 。}

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