鈷(Cobalt),元素(su)符(fu)號(hao)Co,在(zai)化(hua)學周期(qi)表中排27號(hao),是一種金屬元素(su),質地硬而脆。其熔點達到(dao)1500℃左右,沸(fei)點約3100℃,相對密(mi)度(du)8.9g/cm3,摩氏硬度(du)5—5.5。鈷有很多特性(xing)(xing)(xing),其在(zai)高溫下能(neng)夠保持(chi)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)強度(du),并(bing)且具有較(jiao)(jiao)低的(de)(de)導熱性(xing)(xing)(xing)和導電性(xing)(xing)(xing)以及較(jiao)(jiao)強的(de)(de)鐵磁性(xing)(xing)(xing)。
鈷為英語cobalt的(de)(de)音譯,德(de)文原型為Kobalt,源(yuan)出(chu)希臘語cobalos,意為礦(kuang)山。其德(de)文詞匯系指(zhi)一個善于惡作劇的(de)(de)幽靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方(fang)的(de)(de)德(de)國礦(kuang)工(gong)把這個術(shu)語應(ying)用于稱謂某些能傷害(hai)礦(kuang)工(gong)手足的(de)(de)礦(kuang)石(shi),此(ci)術(shu)語便曾在(zai)歐洲廣為使用。
鈷是生產耐(nai)熱合金(jin)(jin)、硬質合金(jin)(jin)、防腐合金(jin)(jin)、磁(ci)性合金(jin)(jin)和各種鈷鹽的(de)重要原料(liao)。鈷消(xiao)費中約70%是金(jin)(jin)屬態鈷,主要用于超級耐(nai)熱合金(jin)(jin)、工具鋼、硬質合金(jin)(jin)、磁(ci)性材料(liao)等(deng)方面(mian)。以(yi)化(hua)合物(wu)形式(催化(hua)劑(ji)、干(gan)燥材料(liao)、試(shi)劑(ji)、陶(tao)瓷(ci)釉(you)等(deng))消(xiao)費量約25%,其余(yu)約5%。
鈷為英語cobalt的(de)(de)音譯,德(de)文原型(xing)為Kobalt,源出希臘語cobalos,意為礦(kuang)山。其德(de)文詞匯系指一個善于(yu)惡作(zuo)劇的(de)(de)幽靈(ling)(gnomes和(he)goblins),在(zai)Saxony地方的(de)(de)德(de)國礦(kuang)工把這(zhe)個術(shu)語應用于(yu)稱謂某(mou)些能傷害礦(kuang)工手足(zu)的(de)(de)礦(kuang)石,此術(shu)語便曾在(zai)歐洲廣為使(shi)用。這(zhe)類(lei)礦(kuang)物(wu)后(hou)來被發現是砷(shen)鈷礦(kuang)。
鈷的(de)化(hua)學(xue)和冶金(jin)學(xue)大(da)概是(shi)在16世紀中(zhong)葉開(kai)始的(de),但早(zao)在前1450年的(de)埃及人(ren)和巴比(bi)倫人(ren)制造的(de)陶器(qi)中(zhong)已經(jing)用到鈷顏料。鈷鹽可使陶瓷釉染上藍色,與鎳、鉻或錳化(hua)合物混配(pei),可以調(diao)配(pei)出由(you)藍至綠的(de)所有色調(diao)。中(zhong)國在元朝(13世紀)也已懂得用鈷土礦作顏料燒制釉下(xia)彩青花瓷器(qi)的(de)技(ji)藝。
1735年,瑞典化學家Brandt發現了(le)鈷(gu)元素。
1780年,瑞(rui)典(dian)化學(xue)家Bergman詳細研(yan)究了鈷元素的(de)性質。
19世紀中(zhong)葉(xie),開(kai)始(shi)出現把(ba)鈷電鍍到金屬上的(de)工作。
20世紀初,把(ba)鈷應(ying)用(yong)于(yu)制合金鋼和其(qi)它合金等方面(mian)的工作興(xing)起。
1917年,Honda宣布發現了含鈷的永(yong)磁合(he)金。
1935年,永(yong)磁(ci)(ci)合(he)金(jin)進一步得到發展,衍生(sheng)出一系列鋁鎳鈷(gu)永(yong)磁(ci)(ci)材料(liao)(含Al,Ni,Fe,Co),后來又合(he)成(cheng)(cheng)出新(xin)型(xing)的(de)釤鈷(gu)永(yong)磁(ci)(ci)合(he)金(jin),鈷(gu)已成(cheng)(cheng)為一種重要的(de)戰略金(jin)屬。
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)外貌(mao)和(he)(he)純(chun)鐵(tie)(tie)或鎳相似,硬(ying)度(du)(du)(du)高(gao)于(yu)鐵(tie)(tie),電解沉積出來(lai)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)其(qi)硬(ying)度(du)(du)(du)又(you)高(gao)于(yu)高(gao)溫生產的(de)金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)中含有少量(liang)碳時(shi)(最高(gao)達0.3%)會增大鈷(gu)(gu)(gu)(gu)金屬的(de)抗張強度(du)(du)(du)和(he)(he)耐(nai)壓強度(du)(du)(du),而(er)不(bu)會影響其(qi)硬(ying)度(du)(du)(du)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)可(ke)以機械加工(gong),但(dan)略有脆性(xing)。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)物理性(xing)質不(bu)僅在極大程(cheng)度(du)(du)(du)上依賴(lai)于(yu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)純(chun)度(du)(du)(du),而(er)且也依賴(lai)于(yu)存在的(de)異(yi)(yi)形變體(或異(yi)(yi)形變體混合物),關于(yu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(即使(shi)其(qi)純(chun)度(du)(du)(du)高(gao)于(yu)99.9%)已(yi)報道的(de)物理性(xing)質常會有不(bu)一致(zhi)的(de)數據,這(zhe)大概只能用鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)兩種異(yi)(yi)構(gou)變體之間轉化速度(du)(du)(du)很慢來(lai)加以解釋。
像鐵和鎳一(yi)樣,鈷(gu)(gu)是鐵磁性的(de)(de)(de),雖然鐵在鐵磁性元素中具有最高(gao)(gao)的(de)(de)(de)磁化(hua)強(qiang)(qiang)度(du)(du),而鈷(gu)(gu)卻是可以增大(da)此磁化(hua)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)唯一(yi)元素,純鐵的(de)(de)(de)磁化(hua)強(qiang)(qiang)度(du)(du)為(wei)(wei)21500Gs,而組成(cheng)為(wei)(wei)65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)合(he)金其磁化(hua)強(qiang)(qiang)度(du)(du)卻可最高(gao)(gao)達(da)到24·300Gs。鈷(gu)(gu)的(de)(de)(de)更優越的(de)(de)(de)磁性已知最高(gao)(gao)的(de)(de)(de)居里點1121℃,已發展出多種(zhong)多樣的(de)(de)(de)特種(zhong)專用的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)鋼和鈷(gu)(gu)合(he)金材料(liao)。
鈷(gu)(gu)的(de)化(hua)(hua)合價為+2價和+3價。在常溫下不和水作(zuo)用(yong),在潮(chao)濕的(de)空(kong)氣中(zhong)(zhong)(zhong)也很穩定。在空(kong)氣中(zhong)(zhong)(zhong)加熱(re)(re)(re)至300℃以上時氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)成CoO,在白熱(re)(re)(re)時燃(ran)燒(shao)成Co?O?。氫還原(yuan)法制成的(de)細金(jin)屬鈷(gu)(gu)粉在空(kong)氣中(zhong)(zhong)(zhong)能(neng)自(zi)燃(ran)生(sheng)(sheng)成氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)。由電(dian)極電(dian)勢看出(chu),鈷(gu)(gu)是(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)等活潑的(de)金(jin)屬。其化(hua)(hua)學性質與鐵(tie),鎳相(xiang)似。高溫下發(fa)生(sheng)(sheng)氧(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)。加熱(re)(re)(re)時,鈷(gu)(gu)與氧(yang),硫,氯,溴等發(fa)生(sheng)(sheng)劇烈反應(ying),生(sheng)(sheng)成相(xiang)應(ying)化(hua)(hua)合物(wu)。鈷(gu)(gu)可溶于稀酸中(zhong)(zhong)(zhong),在發(fa)煙硝酸中(zhong)(zhong)(zhong)因生(sheng)(sheng)成一層氧(yang)化(hua)(hua)膜而被鈍化(hua)(hua)。鈷(gu)(gu)會緩慢地(di)被氫氟酸,氨水和氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉浸(jin)蝕。鈷(gu)(gu)是(shi)兩性金(jin)屬。
鈷(gu)即使在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下也(ye)很少(shao)吸氫(qing),氮在(zai)1200℃的(de)高(gao)(gao)溫(wen)下也(ye)基本上不溶于(yu)(yu)鈷(gu)。微細分散的(de)鈷(gu)粉在(zai)空氣(qi)中(zhong)可(ke)自燃,但大塊(kuai)的(de)鈷(gu)金屬在(zai)低于(yu)(yu)300℃下,在(zai)空氣(qi)中(zhong)仍是穩定的(de)。將鈷(gu)加(jia)(jia)熱到900℃時(shi)(shi)在(zai)表面上生(sheng)成的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)外(wai)殼第一層(ceng)是Co?O?,靠近金屬的(de)第二層(ceng)是CoO;加(jia)(jia)熱至高(gao)(gao)于(yu)(yu)900℃時(shi)(shi),Co?O?分解了,則氧(yang)化(hua)物(wu)外(wai)殼僅(jin)含有CoO。在(zai)加(jia)(jia)熱下鈷(gu)可(ke)與許多非金屬反(fan)應(ying),例如(ru)可(ke)同鹵素、硼、硫(liu)、磷(lin)、砷和銻等反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)中(zhong)往往發(fa)光發(fa)熱。氟與鈷(gu)反(fan)應(ying)可(ke)生(sheng)成CoF?,但其它鹵素僅(jin)能生(sheng)成Co(Ⅱ)鹵化(hua)物(wu)。
鈷在(zai)燒至(zhi)赤熱時會(hui)被(bei)水蒸(zheng)氣氧化(hua)成(cheng)CoO,在(zai)470℃時與(yu)氨反應生成(cheng)Co?N,但(dan)這個化(hua)合物在(zai)600℃時分解(jie)。一(yi)氧化(hua)碳(tan)在(zai)200℃時和(he)100atm下與(yu)微細(xi)鈷粉反應生成(cheng)羰合物Co?(CO)?,但(dan)在(zai)溫度高于225℃和(he)常壓下則生成(cheng)碳(tan)化(hua)物Co?C。
鈷(gu)(gu)比鐵較能(neng)耐抗無機(ji)酸的侵蝕,這可(ke)以從標準電極電勢數據看出(chu):Co/Co2+E°=一0.27V;Fe/Fe2+E°=一0.44V。鈷(gu)(gu)能(neng)溶解在稀鹽酸和稀硫酸中(zhong)并放出(chu)氫氣。濃硝酸在室溫(wen)下能(neng)快速地與鈷(gu)(gu)反應,但在-10℃時可(ke)使(shi)鈷(gu)(gu)表(biao)面鈍(dun)化。氫氟酸和磷酸也能(neng)與鈷(gu)(gu)作(zuo)用(yong),但鈷(gu)(gu)不與稀堿(jian)溶液反應。
氯(lv)化(hua)氫在(zai)450℃時與鈷反(fan)應生(sheng)成氯(lv)化(hua)鈷(Ⅱ);在(zai)400℃時將硫化(hua)氫通過于鈷粉之(zhi)上可生(sheng)成Co?S?,但在(zai)700℃時則(ze)生(sheng)成CoS。二(er)氧化(hua)碳(tan)在(zai)溫度高(gao)于700℃時與鈷發生(sheng)如下平衡反(fan)應:
鈷(gu)(gu)(gu)的制備一般先用(yong)火法將鈷(gu)(gu)(gu)精(jing)礦、砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)精(jing)礦、含鈷(gu)(gu)(gu)硫化鎳(nie)精(jing)礦、銅鈷(gu)(gu)(gu)礦、鈷(gu)(gu)(gu)硫精(jing)礦中的鈷(gu)(gu)(gu)富集(ji)或轉化為可溶(rong)(rong)性狀(zhuang)態(tai),然(ran)后(hou)再用(yong)濕法冶(ye)煉方(fang)法制成氯化鈷(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye)或硫酸(suan)鈷(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)液(ye),再用(yong)化學沉(chen)淀(dian)和萃取等方(fang)法進一步使鈷(gu)(gu)(gu)富集(ji)和提純,最后(hou)得到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)化合物或金(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)。
鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)的(de)賦存狀態復(fu)雜(za),礦(kuang)(kuang)石(shi)品位(wei)低,所(suo)以提取(qu)方法很多而(er)且(qie)工藝(yi)復(fu)雜(za),回收率(lv)較低。鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)的(de)選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)對一(yi)般是(shi)將鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)石(shi)通過手選(xuan)(xuan)、重(zhong)選(xuan)(xuan)、泡沫浮(fu)選(xuan)(xuan)可提取(qu)到含鈷(gu)(gu)15—25%的(de)鈷(gu)(gu)精(jing)礦(kuang)(kuang)。鈷(gu)(gu)精(jing)礦(kuang)(kuang)冶煉(lian)(lian)方法主要有硫化(hua)鎳礦(kuang)(kuang)冶煉(lian)(lian)和砷鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)冶煉(lian)(lian)。
硫化鎳(nie)(nie)(nie)精礦一般含(han)鎳(nie)(nie)(nie)4—5%,含(han)鈷0.1—0.3%。鎳(nie)(nie)(nie)的火法熔煉(lian)過程(cheng)中,由于(yu)鈷對氧(yang)和硫的親合力(li)介于(yu)鐵(tie)鎳(nie)(nie)(nie)之間(jian)在轉爐吹煉(lian)高冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)時,可(ke)控制冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)中鐵(tie)的氧(yang)化程(cheng)度,使鈷富集(ji)于(yu)高冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)或(huo)富集(ji)于(yu)轉爐渣,分別用下述(shu)方法提取:
1、富(fu)集于(yu)高冰鎳(nie)(nie)中(zhong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),在(zai)鎳(nie)(nie)電解精煉過(guo)程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鎳(nie)(nie)一(yi)起進(jin)入陽(yang)極(ji)液(ye)。在(zai)凈液(ye)除(chu)(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)過(guo)程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)以高價氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)形態進(jin)入鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)含(han)(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含(han)(han)鎳(nie)(nie)25—30%。從此種(zhong)(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)方法是:將(jiang)(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)加(jia)入硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)中(zhong),通二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)硫(liu)使之溶解,制(zhi)(zhi)得含(han)(han)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少量銅、鐵(tie)(tie)、砷、銻等雜(za)質的(de)(de)溶液(ye);再用活(huo)性鎳(nie)(nie)粉置換除(chu)(chu)去銅;通空氣,氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)水解除(chu)(chu)去鐵(tie)(tie),通氯(lv)氣氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua),加(jia)蘇(su)打中(zhong)和(he)沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),若所得氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)(han)鎳(nie)(nie)較高,可再次溶解、沉淀(dian)分(fen)離(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie),使其(qi)含(han)(han)鎳(nie)(nie)小(xiao)于(yu)1%;經煅燒制(zhi)(zhi)得氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)出售(shou),也可將(jiang)(jiang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)制(zhi)(zhi)成粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),經電解精煉得電解鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。加(jia)拿(na)大和(he)蘇(su)聯的(de)(de)鎳(nie)(nie)廠都用此法回(hui)收(shou)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國的(de)(de)工廠也有類似作法。從鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)另一(yi)種(zhong)(zhong)方法是以亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉作還(huan)原劑(ji),將(jiang)(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)溶解于(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)中(zhong),得到含(han)(han)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少量銅、鐵(tie)(tie)、錳、鋅等雜(za)質的(de)(de)溶液(ye),而(er)后用黃鈉鐵(tie)(tie)礬法除(chu)(chu)去溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie),用烷(wan)基磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)類如:二(er)(2-乙基己基)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(D-2-EHPA)或(huo)其(qi)他烷(wan)基磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯類萃取(qu)劑(ji)萃取(qu)其(qi)中(zhong)的(de)(de)銅、鐵(tie)(tie)、錳、鋅等,并分(fen)離(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)。萃取(qu)過(guo)程中(zhong)獲得的(de)(de)氯(lv)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye),用氟化(hua)銨除(chu)(chu)鈣、鎂后,再用草酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。所得草酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在(zai)450℃下煅燒,得到的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,可作為最終產品,也可用氫(qing)還(huan)原法制(zhi)(zhi)取(qu)金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。
2、富集于煉(lian)鎳轉爐(lu)渣中的鈷,在還原硫化(hua)熔(rong)煉(lian)過程中,與鎳一起轉入(ru)鈷冰銅(tong)。轉爐(lu)渣成(cheng)(cheng)分(fen)一般為:鈷0.25—0.35%,鎳1—1.5%;鈷冰銅(tong)成(cheng)(cheng)分(fen)一般為:鈷1—1.5%,鎳5—13%。鈷冰銅(tong)可以(yi)直接(jie)浸(jin)(jin)(jin)取(常(chang)壓或加壓酸(suan)浸(jin)(jin)(jin)),也可以(yi)將(jiang)鈷冰銅(tong)焙(bei)燒成(cheng)(cheng)可溶性化(hua)合物后再(zai)酸(suan)浸(jin)(jin)(jin)。浸(jin)(jin)(jin)出液可按鈷渣提鈷工藝(yi)流程處理。
加(jia)拿大舍(she)利特高(gao)(gao)(gao)爾頓(dun)公(gong)司(Sherritt Gordon MinesLtd)用高(gao)(gao)(gao)壓氨浸(jin)法處理(li)硫(liu)化(hua)鎳(nie)精(jing)礦和(he)高(gao)(gao)(gao)冰鎳(nie)時,鈷(gu)(gu)(gu)留(liu)于鎳(nie)的氫還原尾液(ye)(ye)中,通硫(liu)化(hua)氫于尾液(ye)(ye),得(de)硫(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)和(he)硫(liu)化(hua)鎳(nie)的混合沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)。此混合物(wu)用硫(liu)酸高(gao)(gao)(gao)壓浸(jin)出(chu)(chu)(chu)、凈化(hua)除雜質后,通氧(yang)、加(jia)氨、加(jia)壓,使(shi)二價鈷(gu)(gu)(gu)氧(yang)化(hua)成可溶性的,而鎳(nie)則以鎳(nie)銨硫(liu)酸鹽形態沉(chen)(chen)淀(dian)出(chu)(chu)(chu)來,實現鎳(nie)鈷(gu)(gu)(gu)分(fen)離(li),溶液(ye)(ye)用高(gao)(gao)(gao)壓氫還原產(chan)出(chu)(chu)(chu)鈷(gu)(gu)(gu)粉,也(ye)可用萃取法凈液(ye)(ye)、分(fen)離(li)出(chu)(chu)(chu)鎳(nie)后電積得(de)電鈷(gu)(gu)(gu)。含鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵(tie)礦提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)世界(jie)上從(cong)含鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵(tie)礦中提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)較有代表(biao)性的工(gong)廠(chang)是芬蘭(lan)科(ke)(ke)科(ke)(ke)拉鈷(gu)(gu)(gu)廠(chang)(Kok-kola Cobalt Plant),精(jing)礦焙燒脫硫(liu)后,再配(pei)以部分(fen)精(jing)礦在(zai)流(liu)態化(hua)爐內進行硫(liu)酸化(hua)焙燒,再經浸(jin)出(chu)(chu)(chu)、濃密、洗滌,浸(jin)出(chu)(chu)(chu)液(ye)(ye)通硫(liu)化(hua)氫使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)呈硫(liu)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)沉(chen)(chen)淀(dian)。再利用上述舍(she)利特高(gao)(gao)(gao)爾頓(dun)的高(gao)(gao)(gao)壓浸(jin)出(chu)(chu)(chu)法和(he)高(gao)(gao)(gao)壓氫還原法生(sheng)產(chan)鈷(gu)(gu)(gu)粉。
中國(guo)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)黃鐵礦的鈷(gu)(gu)(gu)品位較低,僅(jin)為0.02—0.09%。浮選產出(chu)的鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦含(han)鈷(gu)(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)30—35%,鐵35—40%。鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦在(zai)流(liu)態化(hua)(hua)焙燒(shao)(shao)爐內(nei)于580—620℃下(xia)進行(xing)硫(liu)酸(suan)化(hua)(hua)焙燒(shao)(shao),使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)、鎳(nie)、銅等金屬(shu)轉化(hua)(hua)為可溶性的鹽類(lei)。焙砂用(yong)水(shui)或稀(xi)硫(liu)酸(suan)浸出(chu),用(yong)氯(lv)酸(suan)鈉(na)(na)將(jiang)浸出(chu)液中的鐵氧化(hua)(hua)成(cheng)高價鐵后,用(yong)脂(zhi)肪(fang)酸(suan)鈉(na)(na)依次(ci)萃(cui)取鐵和銅。然后,通入(ru)氯(lv)氣(qi)使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)氧化(hua)(hua),加堿水(shui)解(jie)生成(cheng)高價氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)沉淀,而與鎳(nie)分離。在(zai)反射爐內(nei)使(shi)氫氧化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)脫水(shui)、燒(shao)(shao)結,燒(shao)(shao)結塊配(pei)以(yi)(yi)石油焦(jiao)和石灰石在(zai)三相電弧(hu)爐內(nei)還原熔(rong)煉成(cheng)粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)(gu)澆鑄(zhu)成(cheng)陽極,進行(xing)隔(ge)膜(mo)電解(jie),得(de)到純(chun)度較高的金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦也可先經(jing)900—950℃氧化(hua)(hua)焙燒(shao)(shao),再配(pei)以(yi)(yi)氯(lv)化(hua)(hua)鈉(na)(na)或氯(lv)化(hua)(hua)鈣以(yi)(yi)及少量的鈷(gu)(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦于680℃下(xia)進行(xing)硫(liu)酸(suan)化(hua)(hua)氯(lv)化(hua)(hua)焙燒(shao)(shao)。焙砂按上述流(liu)程提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)。
砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)經選礦(kuang)(kuang)得(de)(de)到(dao)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的(de)精礦(kuang)(kuang),其中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)砷(shen)20—50%。處理砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)的(de)方法主要有(you)兩(liang)種,一(yi)種是(shi)先用(yong)(yong)火法熔(rong)煉產(chan)出(chu)砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)用(yong)(yong)濕法提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一(yi)種是(shi)用(yong)(yong)加壓浸(jin)(jin)出(chu)法制得(de)(de)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye),再(zai)從中(zhong)(zhong)(zhong)提(ti)取鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)采用(yong)(yong)前者:將(jiang)(jiang)精礦(kuang)(kuang)配(pei)以焦炭(tan)和熔(rong)劑在反射爐(lu)(lu)(lu)或電(dian)爐(lu)(lu)(lu)內熔(rong)煉,使部(bu)分(fen)砷(shen)呈三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)二砷(shen)揮發,產(chan)出(chu)砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊稱黃渣(zha))。如原(yuan)料含(han)硫(liu)高,還(huan)(huan)產(chan)出(chu)部(bu)分(fen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅。砷(shen)冰鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰銅磨細(xi)后焙燒,進一(yi)步(bu)脫(tuo)砷(shen)和硫(liu);焙砂用(yong)(yong)稀硫(liu)酸浸(jin)(jin)出(chu),用(yong)(yong)次氯酸鈉氧(yang)(yang)化(hua)(hua)浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie),再(zai)用(yong)(yong)蘇打調整pH為3—3.5,使鐵(tie)成為氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)和砷(shen)酸鐵(tie)沉淀(dian)。濾液(ye)用(yong)(yong)鐵(tie)屑置換除銅后,用(yong)(yong)次氯酸鈉使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua),加堿水解(jie)生成高價氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀(dian)而與鎳分(fen)離(li)。所得(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在反射爐(lu)(lu)(lu)內于1000~1200℃下(xia)煅燒,獲(huo)得(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并使其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)堿式硫(liu)酸鹽分(fen)解(jie),將(jiang)(jiang)硫(liu)除去。然(ran)后配(pei)入木炭(tan),在回轉(zhuan)窯內于1000℃左右還(huan)(huan)原(yuan)成金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。也可將(jiang)(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔(rong)煉成粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)進行電(dian)解(jie)得(de)(de)電(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂的(de)浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)也可和前述硫(liu)化(hua)(hua)鎳礦(kuang)(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一(yi)樣,采用(yong)(yong)萃取法凈液(ye)分(fen)離(li)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)酸浸(jin)法處(chu)理砷鈷(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)是將(jiang)(jiang)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)用(yong)(yong)稀硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸漿化(hua),用(yong)(yong)高壓(ya)釜浸(jin)出,操(cao)作壓(ya)力(li)35公斤力(li)/厘(li)米(mi)2,溫度190℃,浸(jin)出時(shi)間3~4小時(shi),鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)浸(jin)出率(lv)95—97%。浸(jin)出液(ye)除砷、鐵(tie)、銅(tong)(tong)(tong)、鈣等雜(za)質后(hou),加入液(ye)氨,使鈷(gu)(gu)(gu)形(xing)成鈷(gu)(gu)(gu)氨絡合物,在(zai)(zai)高壓(ya)釜內,用(yong)(yong)氫還原得(de)(de)到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)粉,操(cao)作壓(ya)力(li)50—55公斤力(li)/厘(li)米(mi)2,溫度190℃。此法流程簡單,回收率(lv)高,勞動條件(jian)好(hao)。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)礦(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)扎(zha)伊爾的(de)(de)(de)盧伊盧廠(Luilu CobaltPlant)是世界上處(chu)理銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)礦(kuang)最大的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)廠。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)礦(kuang)經選礦(kuang)獲得(de)(de)氧化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)和(he)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)。氧化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)品位(wei)為(wei)(wei):銅(tong)(tong)(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)1.5%;硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)品位(wei)為(wei)(wei):銅(tong)(tong)(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)2.5%。首先將(jiang)(jiang)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)在(zai)(zai)流態化(hua)焙燒爐內進行硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸化(hua)焙燒,然后(hou)將(jiang)(jiang)焙砂和(he)氧化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)一起用(yong)(yong)銅(tong)(tong)(tong)電(dian)解(jie)廢液(ye)浸(jin)出。氧化(hua)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)中(zhong)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)主要呈三價氧化(hua)物形(xing)態,在(zai)(zai)硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸中(zhong)溶解(jie)度很(hen)小,但在(zai)(zai)銅(tong)(tong)(tong)電(dian)解(jie)廢液(ye)中(zhong)可(ke)由其中(zhong)的(de)(de)(de)亞鐵(tie)離子將(jiang)(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)還原,溶于電(dian)解(jie)廢液(ye)中(zhong),Co?(不(bu)溶性)Fe?→Co?(可(ke)溶性)Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)浸(jin)出率(lv)可(ke)達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)和(he)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)浸(jin)出液(ye)用(yong)(yong)電(dian)解(jie)法析出銅(tong)(tong)(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)和(he)其他(ta)金屬雜(za)質留在(zai)(zai)溶液(ye)中(zhong)。除雜(za)質后(hou),將(jiang)(jiang)溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)用(yong)(yong)石灰(hui)乳沉(chen)淀為(wei)(wei)氫氧化(hua)鈷(gu)(gu)(gu),再溶于硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸中(zhong),得(de)(de)到(dao)高濃度的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸鈷(gu)(gu)(gu)溶液(ye),最后(hou)用(yong)(yong)不(bu)溶陽極電(dian)積金屬鈷(gu)(gu)(gu)。
制造(zao)電池(chi)設備是(shi)鈷(gu)(gu)最重要(yao)的(de)用(yong)途,使(shi)用(yong)量占到全部鈷(gu)(gu)使(shi)用(yong)量的(de)40%。鈷(gu)(gu)主要(yao)用(yong)來制作鋰(li)離子(zi)電池(chi)的(de)鈷(gu)(gu)酸鋰(li),鎳氫電池(chi)的(de)氧化亞(ya)鈷(gu)(gu)等。含鈷(gu)(gu)材料(liao)是(shi)穩定的(de)鋰(li)電池(chi)正極(ji)材料(liao),是(shi)電池(chi)的(de)核(he)心(xin)之一,具(ju)有能量密度高和環保安全性高的(de)特(te)點。
三(san)元(yuan)鋰(li)電(dian)池是指使用鎳(nie)鈷(gu)(gu)錳或者鎳(nie)鈷(gu)(gu)鋁酸鹽等(deng)三(san)元(yuan)材料為電(dian)池正極的(de)鋰(li)電(dian)池。相對于(yu)傳統(tong)鋰(li)電(dian)池,三(san)元(yuan)鋰(li)電(dian)池具有綜合性(xing)能和低(di)成本的(de)雙重優勢。
鈷常(chang)(chang)被(bei)添加到鋼或者其(qi)他(ta)合(he)金(jin)(jin)當中,可以明(ming)顯提高合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)堅硬程(cheng)(cheng)度、耐(nai)磨程(cheng)(cheng)度、抗(kang)沖擊性(xing)(xing)能(neng)和韌性(xing)(xing)。該合(he)金(jin)(jin)常(chang)(chang)常(chang)(chang)被(bei)熔焊到其(qi)他(ta)材料(liao)的(de)(de)表(biao)面(mian),能(neng)夠明(ming)顯延(yan)長零件的(de)(de)使用(yong)壽命。大約(yue)有20%的(de)(de)鈷被(bei)用(yong)來制(zhi)(zhi)造(zao)這種超級合(he)金(jin)(jin)。含鈷合(he)金(jin)(jin)常(chang)(chang)被(bei)用(yong)來制(zhi)(zhi)造(zao)噴氣(qi)式飛機渦輪發(fa)動機的(de)(de)風扇扇葉,火(huo)箭(jian)和燃氣(qi)機輪等設備的(de)(de)耐(nai)熱部件等。生(sheng)活中的(de)(de)含鈷鋼刀的(de)(de)耐(nai)磨性(xing)(xing)和切割性(xing)(xing)能(neng)也更加突(tu)出。
鈷是(shi)一(yi)種被磁(ci)化(hua)之(zhi)后(hou)就能(neng)(neng)長期保持磁(ci)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)金屬。鈷的(de)(de)(de)這種優越磁(ci)性(xing)(xing)(xing),使之(zhi)被大(da)(da)量應用于制造高(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)。這種用途的(de)(de)(de)鈷使用量大(da)(da)概占到總使用量的(de)(de)(de)5%左右。高(gao)鈷含(han)量的(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼(gang)比一(yi)般磁(ci)性(xing)(xing)(xing)鋼(gang)的(de)(de)(de)磁(ci)力密度更高(gao),而且在高(gao)溫(wen)條件下(xia)這種磁(ci)性(xing)(xing)(xing)也(ye)不會輕易喪失(shi)。大(da)(da)型的(de)(de)(de)永久磁(ci)體(ti)大(da)(da)多為(wei)含(han)鈷合金,其中常用的(de)(de)(de)是(shi)一(yi)種叫作(zuo)阿爾尼克的(de)(de)(de)合金材料(liao),是(shi)由鈷、鎳、鋁制造的(de)(de)(de)堅硬合金。
鈷被用(yong)作顏料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)歷史在西方(fang)可以追溯到古(gu)埃及(ji)時期。在埃及(ji)法(fa)老圖坦(tan)卡蒙的(de)(de)(de)墓穴(xue)中(zhong)有一小(xiao)塊玻璃器物,后來(lai)檢(jian)測其深(shen)藍(lan)色(se)(se)是(shi)因為存在鈷的(de)(de)(de)緣故。古(gu)希(xi)臘人(ren)和古(gu)羅馬人(ren)曾利用(yong)鈷化合物制(zhi)造有色(se)(se)玻璃,這種玻璃會表現出美(mei)麗的(de)(de)(de)深(shen)藍(lan)色(se)(se)。而在中(zhong)國,鈷及(ji)其化合物也有悠久的(de)(de)(de)顏料(liao)(liao)(liao)使(shi)用(yong)史。唐朝著(zhu)(zhu)名的(de)(de)(de)唐三彩(cai),元代的(de)(de)(de)青(qing)花瓷(ci),明(ming)代的(de)(de)(de)景(jing)泰(tai)藍(lan)無不(bu)與(yu)含鈷的(de)(de)(de)釉(you)料(liao)(liao)(liao)有關(guan),而這種鈷顏料(liao)(liao)(liao)制(zhi)造出的(de)(de)(de)藍(lan)色(se)(se)不(bu)僅著(zhu)(zhu)色(se)(se)率強(qiang)、發色(se)(se)鮮艷而且呈色(se)(se)穩定(ding)、歷久彌新。
鈷藍化學(xue)成(cheng)(cheng)分為鋁(lv)酸鈷,是鋁(lv)和氧化鈷反應(ying)生成(cheng)(cheng)的一種(zhong)顏料,表(biao)現為藍色(se)或藍綠色(se)調,被大量(liang)作為陶瓷、琺瑯、玻璃等許多材料的著色(se)劑使用。日常生活中(zhong)見到的食品用硅膠干燥劑中(zhong)就加入了氧化鈷,無(wu)水時表(biao)現為藍色(se),在(zai)吸(xi)取(qu)空氣中(zhong)的水后(hou)變為粉紅色(se)。
鈷(gu)紫(zi)顏(yan)料(liao)(liao)也常(chang)被(bei)用(yong)于(yu)陶瓷、玻璃等的(de)顏(yan)料(liao)(liao),其(qi)成分為(wei)磷酸鈷(gu),為(wei)一種特(te)殊的(de)紫(zi)色顏(yan)料(liao)(liao)。鈷(gu)黑顏(yan)料(liao)(liao)有鐵鈷(gu)黑和(he)鐵鈷(gu)鉻(ge)黑兩種,主要用(yong)于(yu)陶瓷坯體和(he)釉料(liao)(liao)的(de)著(zhu)色,是由多(duo)種金(jin)屬氧(yang)化物(wu)經過高(gao)溫固相反應(ying)而生成的(de)高(gao)性能無機顏(yan)料(liao)(liao),具有環(huan)保無毒的(de)優(you)點(dian)。
鈷在醫療(liao)領域也(ye)有多方面的(de)應用,鈷-60放射性同(tong)位(wei)素(su)(su)被(bei)用來(lai)治療(liao)人體的(de)皮膚病和(he)惡性腫瘤;維生(sheng)素(su)(su)B12(鈷胺素(su)(su))中鈷的(de)含量更是(shi)高達4.5%;鈷被(bei)用于制造(zao)人工(gong)髖關節和(he)膝關節以及牙料(liao)填充劑。具有放射性的(de)鈷同(tong)位(wei)素(su)(su)還被(bei)廣(guang)泛應用于輻(fu)照食品加工(gong)行(xing)業,通(tong)過(guo)這(zhe)種輻(fu)照技(ji)術(shu)可(ke)以殺死有害的(de)細菌。
鈷(gu)(gu)(gu)在地殼中的(de)(de)平均含(han)量為(wei)0.001%(質(zhi)量),海洋中鈷(gu)(gu)(gu)總(zong)量約23億噸(dun)(dun),自然界已知含(han)鈷(gu)(gu)(gu)礦物(wu)近百種,但沒有單獨的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)礦物(wu),大(da)多(duo)(duo)伴(ban)生(sheng)于鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀、錳、等硫(liu)化(hua)物(wu)礦床中,且(qie)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)量較低。全世(shi)界已探明鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)屬(shu)儲量148萬(wan)噸(dun)(dun),中國已探明鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)屬(shu)儲量僅47萬(wan)噸(dun)(dun)。分(fen)布于全國24個(ge)省(區),其中主要有甘肅、青海、山(shan)東、云(yun)南、湖北、青海、河北和山(shan)西(xi)。這七個(ge)省的(de)(de)合計儲量占(zhan)全國總(zong)保有儲量的(de)(de)71%,其中以(yi)甘肅儲量最(zui)多(duo)(duo),占(zhan)全國的(de)(de)28%。此(ci)外,安徽、四川、新疆等省(區)也(ye)有一定的(de)(de)儲量。世(shi)界鈷(gu)(gu)(gu)產量1986年(nian)達到頂峰3萬(wan)噸(dun)(dun),以(yi)后(hou)不(bu)斷下降,到1989年(nian)只有2.5萬(wan)噸(dun)(dun)左右。扎伊爾和贊比(bi)亞是最(zui)大(da)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)生(sheng)產國,其產量約占(zhan)世(shi)界總(zong)產量的(de)(de)70%。
自(zi)然(ran)界中(zhong)已發現的鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和含(han)鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)共百余種,分(fen)屬于單質、碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、磷化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硅(gui)(gui)磷化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、銻(ti)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硫(liu)(liu)(liu)銻(ti)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、碲化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硒(xi)碲化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硒(xi)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和含(han)水氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)酸鹽、碳酸鹽以及(ji)硅(gui)(gui)酸鹽等14大類。其中(zhong)以硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)最多,主要(yao)的鈷(gu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)為: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)(nian)(nian),世界(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)開(kai)采量(liang)為(wei)(wei)5.24萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),其中(zhong),剛果開(kai)采1.6萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),贊比亞(ya)1萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),澳大(da)利亞(ya)6700噸(dun)(dun)(dun),加拿大(da)5200噸(dun)(dun)(dun),俄羅斯4700噸(dun)(dun)(dun)。中(zhong)國(guo)已(yi)探明(ming)的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)儲(chu)量(liang)最大(da)的(de)是甘肅金(jin)川硫化鎳礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)伴(ban)生的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。云南的(de)硅酸鎳礦(kuang)(kuang)(kuang)以及(ji)四川、山(shan)東、湖北、山(shan)西、廣東等地(di)的(de)黃鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)也含有(you)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)金(jin)屬資源(yuan)量(liang)約(yue)(yue)為(wei)(wei)140萬(wan)噸(dun)(dun)(dun),絕大(da)多數為(wei)(wei)伴(ban)生資源(yuan),單獨的(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)床極少(shao)。中(zhong)國(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)品(pin)(pin)(pin)位(wei)較低(di),均作為(wei)(wei)礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)副(fu)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)回收(shou),生產(chan)(chan)過程(cheng)中(zhong)由(you)于品(pin)(pin)(pin)位(wei)低(di)、生產(chan)(chan)工藝復雜,因(yin)此金(jin)屬回收(shou)率(lv)低(di)、生產(chan)(chan)成本高。1996年(nian)(nian)(nian)中(zhong)國(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)金(jin)屬產(chan)(chan)量(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)含量(liang))229噸(dun)(dun)(dun),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)硫精礦(kuang)(kuang)(kuang)產(chan)(chan)量(liang)(鈷(gu)(gu)(gu)(gu)含量(liang))192噸(dun)(dun)(dun),氧化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)638噸(dun)(dun)(dun)。2005年(nian)(nian)(nian)前后中(zhong)國(guo)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)年(nian)(nian)(nian)消費量(liang)穩(wen)定(ding)在1200噸(dun)(dun)(dun)左右,國(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)包括(kuo)氧化鈷(gu)(gu)(gu)(gu)折算為(wei)(wei)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)每(mei)年(nian)(nian)(nian)總計約(yue)(yue)600—700噸(dun)(dun)(dun),國(guo)內鈷(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)(chan)量(liang)尚不能(neng)滿(man)足國(guo)內需(xu)求,每(mei)年(nian)(nian)(nian)約(yue)(yue)有(you)半數需(xu)進口。
鈷塵(chen)可引起(qi)“硬質合金病(bing)(bing)”("硬金屬(shu)病(bing)(bing)"),表現(xian)為過(guo)敏性(xing)(xing)哮(xiao)喘(chuan),呼吸(xi)困難、干咳、偶(ou)有化(hua)學性(xing)(xing)肺(fei)(fei)炎(間質性(xing)(xing)肺(fei)(fei)炎),肺(fei)(fei)水腫。脫離接觸后癥(zheng)狀緩解。CoO也可引起(qi)哮(xiao)喘(chuan)。
鈷對皮膚(fu)的影響主要為(wei)(wei)過敏(min)性或刺(ci)激性皮炎。外露皮膚(fu)出現紅斑,有輕微搔癢,常見(jian)于手、腕、前臂等(deng)部位(wei)和皮膚(fu)皺折處,多于夏季發(fa)病(bing)(bing),患(huan)者多為(wei)(wei)接(jie)觸鈷的新工人,在上述(shu)皮膚(fu)病(bing)(bing)患(huan)者中,皮試陽(yang)性可證明對鈷過敏(min)。
吸入醋酸(suan)鈷(gu)粉(fen)塵可引起急性化學性胃炎(yan)癥狀(zhuang),有惡心、嘔吐、上腹部(bu)劇痛,后可有嘔血及便血。
誤(wu)服鈷鹽,應洗胃;溶液濺入眼,用清水(shui)或生理鹽水(shui)沖洗至少(shao)15分鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半(ban)胱氨酸可降低鈷毒性,可試(shi)用。皮(pi)炎可用乙酸和尿素(su)(su)霜軟(ruan)膏涂抹局部。化學(xue)性肺(fei)炎和肺(fei)水腫患者應采用糖皮(pi)質激素(su)(su)治療。
經常注射鈷(gu)(gu)(gu)制(zhi)劑(ji)或(huo)暴露(lu)于(yu)過量的原始鈷(gu)(gu)(gu)環境中(zhong)(zhong),可(ke)引起鈷(gu)(gu)(gu)中(zhong)(zhong)毒(du)。兒童(tong)對鈷(gu)(gu)(gu)的毒(du)性敏感,應(ying)避免(mian)使用每(mei)千克(ke)體重超(chao)過1mg的劑(ji)量。在(zai)缺乏維生(sheng)素B12和(he)蛋白質(zhi)以及攝入酒精時(shi),毒(du)性會增加(jia),這(zhe)在(zai)酗酒者中(zhong)(zhong)常見(jian)。有些鈷(gu)(gu)(gu)化(hua)合物(wu)可(ke)能(neng)會致癌。
少量的鈷(gu)鹽(yan)對許多種(zhong)類的生(sheng)(sheng)命體都是必須的,這其(qi)中也包括人類。維生(sheng)(sheng)素B12的中心離子(zi)就是鈷(gu),在土(tu)壤中缺乏(fa)鈷(gu)的地區,食草動物(wu)會發(fa)育不良。
鈷(gu)(gu)是(shi)中等(deng)活(huo)潑的金(jin)屬元素,有二價(jia)和三價(jia)二種化合價(jia)。鈷(gu)(gu)可(ke)經(jing)消(xiao)化道和呼吸道進入(ru)人(ren)體(ti),一般(ban)成年人(ren)體(ti)內(nei)含鈷(gu)(gu)量(liang)為1.1—1.5mg。在(zai)血(xue)漿中無機鈷(gu)(gu)附(fu)著(zhu)在(zai)白(bai)(bai)蛋白(bai)(bai)上,它(ta)最初貯(zhu)存(cun)(cun)于肝和腎,然后(hou)貯(zhu)存(cun)(cun)于骨(gu)、脾(pi)、胰、小腸(chang)以(yi)及其它(ta)組織(zhi)。體(ti)內(nei)鈷(gu)(gu)14%分布于骨(gu)骼(ge),43%分布于肌肉組織(zhi),43%分布于其它(ta)軟組織(zhi)中。
應(ying)按照(GB13690-1992)易(yi)燃(ran)易(yi)爆(bao)危險(xian)品規定辦理,夏(xia)季(ji)應(ying)早晚運(yun)輸,防止陽光曝曬,搬運(yun)中(zhong)不(bu)得(de)過度撞擊、震(zhen)蕩、不(bu)得(de)與(yu)固化劑(ji)同車(che)運(yun)輸。儲存于密閉容器內,存放(fang)在(zai)陰涼、通風的(de)庫房。應(ying)與(yu)氧化劑(ji)、酸類分(fen)開存放(fang),切忌混儲。
2017年(nian)10月27日,世界衛生組織國(guo)際癌癥研(yan)究機構公布的致(zhi)癌物清(qing)單初(chu)步整理(li)參(can)考,鈷和鈷化(hua)合物在2B類(lei)致(zhi)癌物清(qing)單中(zhong)。