鈷(Cobalt),元素符(fu)號Co,在(zai)化學(xue)周期表中(zhong)排27號,是(shi)一種金屬元素,質地硬而脆(cui)。其熔(rong)點達到1500℃左(zuo)右,沸點約3100℃,相對密度(du)(du)8.9g/cm3,摩(mo)氏(shi)硬度(du)(du)5—5.5。鈷有很多特(te)性(xing)(xing),其在(zai)高溫下能夠保持較高的(de)強(qiang)度(du)(du),并且具有較低的(de)導熱性(xing)(xing)和導電性(xing)(xing)以及(ji)較強(qiang)的(de)鐵磁性(xing)(xing)。
鈷為(wei)英語cobalt的音譯,德文(wen)原型為(wei)Kobalt,源出希臘語cobalos,意為(wei)礦山。其德文(wen)詞匯系指(zhi)一(yi)個善于惡作劇的幽靈(gnomes和goblins),在Saxony地方的德國(guo)礦工把這個術語應(ying)用于稱謂某些能傷(shang)害礦工手足的礦石(shi),此術語便曾在歐洲廣為(wei)使(shi)用。
鈷(gu)(gu)是生產耐(nai)熱(re)合金(jin)(jin)(jin)、硬質合金(jin)(jin)(jin)、防腐合金(jin)(jin)(jin)、磁性(xing)(xing)合金(jin)(jin)(jin)和各種鈷(gu)(gu)鹽的重要(yao)原料(liao)(liao)。鈷(gu)(gu)消費中約(yue)70%是金(jin)(jin)(jin)屬態鈷(gu)(gu),主要(yao)用(yong)于超(chao)級耐(nai)熱(re)合金(jin)(jin)(jin)、工具鋼、硬質合金(jin)(jin)(jin)、磁性(xing)(xing)材料(liao)(liao)等(deng)(deng)方面。以化(hua)合物形式(shi)(催化(hua)劑、干(gan)燥材料(liao)(liao)、試劑、陶瓷釉等(deng)(deng))消費量約(yue)25%,其余約(yue)5%。
鈷為英語cobalt的音譯,德文原(yuan)型為Kobalt,源(yuan)出希臘語cobalos,意為礦(kuang)山。其德文詞(ci)匯系(xi)指(zhi)一個善于惡作劇的幽靈(ling)(gnomes和goblins),在Saxony地方的德國礦(kuang)工把這個術語應用于稱謂某些能傷害礦(kuang)工手(shou)足的礦(kuang)石(shi),此術語便曾在歐洲(zhou)廣為使用。這類礦(kuang)物后(hou)來被(bei)發(fa)現是砷鈷礦(kuang)。
鈷(gu)的(de)(de)化學和冶金學大概是在16世(shi)紀(ji)中(zhong)葉開始的(de)(de),但(dan)早在前1450年的(de)(de)埃及人和巴比(bi)倫人制造的(de)(de)陶(tao)器(qi)中(zhong)已經用到鈷(gu)顏(yan)料。鈷(gu)鹽可使陶(tao)瓷(ci)釉(you)(you)染上藍(lan)(lan)色(se),與鎳、鉻或錳(meng)化合物混配,可以調(diao)(diao)配出由藍(lan)(lan)至綠的(de)(de)所有色(se)調(diao)(diao)。中(zhong)國在元朝(chao)(13世(shi)紀(ji))也已懂得用鈷(gu)土礦作(zuo)顏(yan)料燒制釉(you)(you)下彩(cai)青(qing)花瓷(ci)器(qi)的(de)(de)技藝。
1735年,瑞典化學家Brandt發現了鈷元素。
1780年,瑞典(dian)化學(xue)家Bergman詳細研(yan)究了鈷元素(su)的(de)性質。
19世紀(ji)中葉,開始出(chu)現(xian)把鈷(gu)電鍍到金(jin)屬上的工作。
20世(shi)紀(ji)初,把鈷應用于(yu)制合金鋼和其它合金等方面的(de)工作(zuo)興起。
1917年(nian),Honda宣布發現(xian)了含(han)鈷的永磁合金。
1935年,永(yong)磁合(he)金(jin)進一步得(de)到發展,衍(yan)生出(chu)一系列(lie)鋁(lv)鎳鈷永(yong)磁材(cai)料(含Al,Ni,Fe,Co),后(hou)來又合(he)成出(chu)新型的(de)釤鈷永(yong)磁合(he)金(jin),鈷已成為一種重要的(de)戰略金(jin)屬。
鈷(gu)的(de)外貌和(he)純鐵或鎳(nie)相似(si),硬(ying)度(du)(du)高于(yu)(yu)(yu)鐵,電解沉積出來的(de)鈷(gu)其硬(ying)度(du)(du)又高于(yu)(yu)(yu)高溫生產(chan)的(de)金屬鈷(gu)。鈷(gu)中含有(you)(you)少量(liang)碳時(shi)(最高達0.3%)會(hui)(hui)增大鈷(gu)金屬的(de)抗張強度(du)(du)和(he)耐壓強度(du)(du),而不(bu)(bu)會(hui)(hui)影響其硬(ying)度(du)(du)。鈷(gu)可(ke)以(yi)機械加(jia)工,但略(lve)有(you)(you)脆性(xing)(xing)。鈷(gu)的(de)物理性(xing)(xing)質不(bu)(bu)僅在極大程度(du)(du)上(shang)依賴于(yu)(yu)(yu)鈷(gu)的(de)純度(du)(du),而且也依賴于(yu)(yu)(yu)存在的(de)異(yi)形變體(ti)(或異(yi)形變體(ti)混合物),關于(yu)(yu)(yu)鈷(gu)(即(ji)使其純度(du)(du)高于(yu)(yu)(yu)99.9%)已報道的(de)物理性(xing)(xing)質常(chang)會(hui)(hui)有(you)(you)不(bu)(bu)一致的(de)數(shu)據(ju),這大概只能(neng)用鈷(gu)的(de)兩種異(yi)構變體(ti)之(zhi)間轉(zhuan)化速度(du)(du)很慢來加(jia)以(yi)解釋。
像鐵和鎳一樣,鈷(gu)是鐵磁(ci)性(xing)的(de)(de)(de),雖然鐵在鐵磁(ci)性(xing)元素中具(ju)有最高的(de)(de)(de)磁(ci)化強(qiang)度(du),而(er)鈷(gu)卻是可以增大此磁(ci)化強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)唯一元素,純(chun)鐵的(de)(de)(de)磁(ci)化強(qiang)度(du)為21500Gs,而(er)組(zu)成為65%Fe、35%Co的(de)(de)(de)合(he)金其磁(ci)化強(qiang)度(du)卻可最高達到24·300Gs。鈷(gu)的(de)(de)(de)更優(you)越的(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)已知最高的(de)(de)(de)居里(li)點1121℃,已發展(zhan)出(chu)多(duo)種(zhong)多(duo)樣的(de)(de)(de)特(te)種(zhong)專用的(de)(de)(de)鈷(gu)鋼和鈷(gu)合(he)金材料。
鈷的化(hua)合價(jia)(jia)為(wei)+2價(jia)(jia)和(he)+3價(jia)(jia)。在(zai)(zai)常溫下(xia)不(bu)和(he)水(shui)作(zuo)用,在(zai)(zai)潮濕的空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)也(ye)很(hen)穩定。在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)加熱至300℃以上時(shi)氧(yang)(yang)化(hua)生成(cheng)CoO,在(zai)(zai)白熱時(shi)燃燒成(cheng)Co?O?。氫(qing)還原(yuan)法(fa)制(zhi)成(cheng)的細金(jin)屬(shu)鈷粉在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)能自燃生成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鈷。由電(dian)極(ji)電(dian)勢看出(chu),鈷是(shi)中(zhong)(zhong)等(deng)活潑的金(jin)屬(shu)。其化(hua)學性(xing)質(zhi)與鐵,鎳相似。高溫下(xia)發生氧(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用。加熱時(shi),鈷與氧(yang)(yang),硫(liu),氯,溴(xiu)等(deng)發生劇(ju)烈反應,生成(cheng)相應化(hua)合物(wu)。鈷可溶于稀酸中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)發煙硝酸中(zhong)(zhong)因生成(cheng)一層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)膜而被(bei)鈍化(hua)。鈷會緩(huan)慢地(di)被(bei)氫(qing)氟酸,氨水(shui)和(he)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉浸蝕。鈷是(shi)兩性(xing)金(jin)屬(shu)。
鈷(gu)(gu)(gu)即(ji)使在高(gao)溫(wen)下(xia)也很少吸氫,氮在1200℃的高(gao)溫(wen)下(xia)也基(ji)本上不溶于(yu)鈷(gu)(gu)(gu)。微細分散的鈷(gu)(gu)(gu)粉(fen)在空(kong)氣中可(ke)自燃,但大塊的鈷(gu)(gu)(gu)金(jin)(jin)屬(shu)在低(di)于(yu)300℃下(xia),在空(kong)氣中仍(reng)是穩(wen)定的。將鈷(gu)(gu)(gu)加(jia)熱(re)到900℃時在表面上生成(cheng)的氧化(hua)物(wu)外殼第一層(ceng)是Co?O?,靠近金(jin)(jin)屬(shu)的第二層(ceng)是CoO;加(jia)熱(re)至高(gao)于(yu)900℃時,Co?O?分解(jie)了,則(ze)氧化(hua)物(wu)外殼僅含有CoO。在加(jia)熱(re)下(xia)鈷(gu)(gu)(gu)可(ke)與許多非金(jin)(jin)屬(shu)反應(ying),例如(ru)可(ke)同鹵素(su)、硼、硫(liu)、磷、砷和銻等反應(ying),反應(ying)中往(wang)往(wang)發光發熱(re)。氟與鈷(gu)(gu)(gu)反應(ying)可(ke)生成(cheng)CoF?,但其它鹵素(su)僅能生成(cheng)Co(Ⅱ)鹵化(hua)物(wu)。
鈷(gu)在(zai)(zai)燒至(zhi)赤熱時(shi)會被水蒸氣(qi)氧化(hua)成CoO,在(zai)(zai)470℃時(shi)與氨反應生成Co?N,但這(zhe)個化(hua)合(he)物(wu)在(zai)(zai)600℃時(shi)分(fen)解。一氧化(hua)碳在(zai)(zai)200℃時(shi)和(he)100atm下與微細鈷(gu)粉(fen)反應生成羰(tang)合(he)物(wu)Co?(CO)?,但在(zai)(zai)溫度(du)高于(yu)225℃和(he)常壓(ya)下則生成碳化(hua)物(wu)Co?C。
鈷(gu)(gu)比鐵較能(neng)耐抗無機酸(suan)的(de)侵蝕,這可以(yi)從標準電(dian)極電(dian)勢數(shu)據看出(chu):Co/Co2+E°=一(yi)0.27V;Fe/Fe2+E°=一(yi)0.44V。鈷(gu)(gu)能(neng)溶(rong)解(jie)在(zai)稀鹽酸(suan)和(he)稀硫酸(suan)中并放出(chu)氫(qing)(qing)氣。濃硝酸(suan)在(zai)室溫下能(neng)快速地與鈷(gu)(gu)反應,但在(zai)-10℃時可使鈷(gu)(gu)表面鈍化。氫(qing)(qing)氟酸(suan)和(he)磷酸(suan)也(ye)能(neng)與鈷(gu)(gu)作用,但鈷(gu)(gu)不與稀堿溶(rong)液反應。
氯化氫(qing)在(zai)450℃時(shi)與鈷反(fan)應生(sheng)成(cheng)氯化鈷(Ⅱ);在(zai)400℃時(shi)將硫化氫(qing)通過于鈷粉之上可生(sheng)成(cheng)Co?S?,但在(zai)700℃時(shi)則生(sheng)成(cheng)CoS。二(er)氧化碳在(zai)溫(wen)度高于700℃時(shi)與鈷發生(sheng)如(ru)下(xia)平衡(heng)反(fan)應:
鈷(gu)(gu)(gu)的制備(bei)一(yi)般先用火法(fa)將鈷(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦、砷鈷(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦、含鈷(gu)(gu)(gu)硫化(hua)(hua)(hua)鎳精(jing)(jing)礦、銅鈷(gu)(gu)(gu)礦、鈷(gu)(gu)(gu)硫精(jing)(jing)礦中的鈷(gu)(gu)(gu)富集或轉化(hua)(hua)(hua)為可溶(rong)性(xing)狀態(tai),然(ran)后再用濕(shi)法(fa)冶煉(lian)方法(fa)制成氯化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)溶(rong)液或硫酸鈷(gu)(gu)(gu)溶(rong)液,再用化(hua)(hua)(hua)學沉(chen)淀和(he)萃取等(deng)方法(fa)進一(yi)步使鈷(gu)(gu)(gu)富集和(he)提純,最后得到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)合物或金屬鈷(gu)(gu)(gu)。
鈷(gu)礦(kuang)物的(de)賦存狀態復雜(za),礦(kuang)石(shi)品(pin)位(wei)低,所(suo)以(yi)提取方法很多而且工藝復雜(za),回收率較低。鈷(gu)礦(kuang)的(de)選礦(kuang)對一般是將鈷(gu)礦(kuang)石(shi)通過手選、重選、泡沫浮選可提取到含(han)鈷(gu)15—25%的(de)鈷(gu)精礦(kuang)。鈷(gu)精礦(kuang)冶煉方法主要有硫化鎳礦(kuang)冶煉和砷(shen)鈷(gu)礦(kuang)冶煉。
硫(liu)化鎳(nie)(nie)(nie)精礦(kuang)一般含鎳(nie)(nie)(nie)4—5%,含鈷(gu)(gu)0.1—0.3%。鎳(nie)(nie)(nie)的火法(fa)熔煉過(guo)程(cheng)中(zhong),由于(yu)鈷(gu)(gu)對(dui)氧和硫(liu)的親合(he)力介于(yu)鐵鎳(nie)(nie)(nie)之(zhi)間在轉爐(lu)吹煉高冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)時,可(ke)控制(zhi)冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)中(zhong)鐵的氧化程(cheng)度,使(shi)鈷(gu)(gu)富(fu)集于(yu)高冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)或富(fu)集于(yu)轉爐(lu)渣,分別用(yong)下述(shu)方法(fa)提取:
1、富集(ji)于高冰(bing)鎳(nie)(nie)(nie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的鈷(gu),在(zai)鎳(nie)(nie)(nie)電(dian)解(jie)(jie)(jie)精(jing)(jing)煉過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)和鎳(nie)(nie)(nie)一起進(jin)(jin)入(ru)陽極液(ye)。在(zai)凈(jing)液(ye)除(chu)鈷(gu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),鈷(gu)以(yi)高價(jia)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)的形態進(jin)(jin)入(ru)鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha),鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)含(han)(han)鈷(gu)6—7%,含(han)(han)鎳(nie)(nie)(nie)25—30%。從此(ci)種鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)提鈷(gu)的一種方法(fa)(fa)是:將(jiang)鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)加入(ru)硫酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),通二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)硫使(shi)之(zhi)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),制得含(han)(han)硫酸(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫酸(suan)(suan)(suan)鈷(gu)和少(shao)量銅、鐵、砷、銻等(deng)雜(za)質(zhi)的溶(rong)(rong)液(ye);再(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)活(huo)性鎳(nie)(nie)(nie)粉(fen)置(zhi)換除(chu)去(qu)銅;通空氣,氧(yang)化(hua)(hua)(hua)水(shui)解(jie)(jie)(jie)除(chu)去(qu)鐵,通氯(lv)氣氧(yang)化(hua)(hua)(hua),加蘇打(da)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和沉淀(dian)鈷(gu),若所得氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)含(han)(han)鎳(nie)(nie)(nie)較高,可(ke)再(zai)(zai)次溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)、沉淀(dian)分(fen)離(li)鈷(gu)鎳(nie)(nie)(nie),使(shi)其含(han)(han)鎳(nie)(nie)(nie)小于1%;經(jing)煅燒(shao)制得氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)出售,也(ye)可(ke)將(jiang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)制成(cheng)粗金屬鈷(gu),經(jing)電(dian)解(jie)(jie)(jie)精(jing)(jing)煉得電(dian)解(jie)(jie)(jie)鈷(gu)。加拿大和蘇聯的鎳(nie)(nie)(nie)廠(chang)都用(yong)(yong)(yong)此(ci)法(fa)(fa)回收鈷(gu)。中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國的工廠(chang)也(ye)有類似作法(fa)(fa)。從鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)提鈷(gu)的另一種方法(fa)(fa)是以(yi)亞硫酸(suan)(suan)(suan)鈉作還原(yuan)劑(ji),將(jiang)鈷(gu)渣(zha)(zha)(zha)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)于硫酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),得到含(han)(han)硫酸(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)、硫酸(suan)(suan)(suan)鈷(gu)和少(shao)量銅、鐵、錳(meng)、鋅等(deng)雜(za)質(zhi)的溶(rong)(rong)液(ye),而(er)后用(yong)(yong)(yong)黃鈉鐵礬法(fa)(fa)除(chu)去(qu)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的鐵,用(yong)(yong)(yong)烷基磷酸(suan)(suan)(suan)類如(ru):二(er)(2-乙基己基)磷酸(suan)(suan)(suan)(D-2-EHPA)或其他烷基磷酸(suan)(suan)(suan)酯類萃(cui)(cui)取(qu)劑(ji)萃(cui)(cui)取(qu)其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的銅、鐵、錳(meng)、鋅等(deng),并分(fen)離(li)鈷(gu)鎳(nie)(nie)(nie)。萃(cui)(cui)取(qu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)獲得的氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)溶(rong)(rong)液(ye),用(yong)(yong)(yong)氟化(hua)(hua)(hua)銨(an)除(chu)鈣、鎂后,再(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)草酸(suan)(suan)(suan)銨(an)沉淀(dian)鈷(gu)。所得草酸(suan)(suan)(suan)鈷(gu)在(zai)450℃下煅燒(shao),得到的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)粉(fen),可(ke)作為(wei)最終產品,也(ye)可(ke)用(yong)(yong)(yong)氫(qing)還原(yuan)法(fa)(fa)制取(qu)金屬鈷(gu)粉(fen)。
2、富集于煉鎳(nie)(nie)轉(zhuan)爐渣(zha)中的鈷,在(zai)還(huan)原硫化熔煉過程(cheng)中,與鎳(nie)(nie)一起轉(zhuan)入(ru)鈷冰銅(tong)(tong)。轉(zhuan)爐渣(zha)成分一般為(wei):鈷0.25—0.35%,鎳(nie)(nie)1—1.5%;鈷冰銅(tong)(tong)成分一般為(wei):鈷1—1.5%,鎳(nie)(nie)5—13%。鈷冰銅(tong)(tong)可以直接浸(jin)取(常壓(ya)或(huo)加壓(ya)酸(suan)浸(jin)),也可以將(jiang)鈷冰銅(tong)(tong)焙(bei)燒成可溶性(xing)化合物后(hou)再酸(suan)浸(jin)。浸(jin)出液可按(an)鈷渣(zha)提鈷工藝流程(cheng)處理(li)。
加(jia)拿大舍利特高(gao)(gao)爾頓公司(Sherritt Gordon MinesLtd)用(yong)(yong)高(gao)(gao)壓(ya)氨(an)(an)浸(jin)法處理硫化(hua)鎳(nie)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)和(he)高(gao)(gao)冰鎳(nie)時,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)留于鎳(nie)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)還(huan)原尾液中(zhong),通硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)于尾液,得硫化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)硫化(hua)鎳(nie)的(de)(de)混合沉淀(dian)物。此混合物用(yong)(yong)硫酸高(gao)(gao)壓(ya)浸(jin)出(chu)、凈(jing)化(hua)除(chu)雜(za)質后(hou),通氧、加(jia)氨(an)(an)、加(jia)壓(ya),使二價鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧化(hua)成可溶性的(de)(de),而(er)鎳(nie)則以鎳(nie)銨(an)硫酸鹽形態沉淀(dian)出(chu)來,實現鎳(nie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)分離,溶液用(yong)(yong)高(gao)(gao)壓(ya)氫(qing)(qing)(qing)還(huan)原產(chan)出(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen),也可用(yong)(yong)萃取法凈(jing)液、分離出(chu)鎳(nie)后(hou)電積得電鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)黃鐵礦(kuang)(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)世界上(shang)(shang)從含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)黃鐵礦(kuang)(kuang)中(zhong)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)較(jiao)有(you)代表性的(de)(de)工廠(chang)是芬蘭科(ke)科(ke)拉鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠(chang)(Kok-kola Cobalt Plant),精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)焙(bei)燒脫硫后(hou),再(zai)配以部分精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)在流(liu)態化(hua)爐內(nei)進行硫酸化(hua)焙(bei)燒,再(zai)經浸(jin)出(chu)、濃密、洗滌,浸(jin)出(chu)液通硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)呈硫化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀(dian)。再(zai)利用(yong)(yong)上(shang)(shang)述舍利特高(gao)(gao)爾頓的(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)浸(jin)出(chu)法和(he)高(gao)(gao)壓(ya)氫(qing)(qing)(qing)還(huan)原法生產(chan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)。
中(zhong)國含鈷(gu)(gu)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)鈷(gu)(gu)品位較(jiao)低,僅為(wei)0.02—0.09%。浮選產出的(de)(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦(kuang)(kuang)含鈷(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)(liu)(liu)30—35%,鐵(tie)35—40%。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦(kuang)(kuang)在(zai)(zai)流(liu)態化(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒爐(lu)內(nei)于(yu)580—620℃下進行(xing)(xing)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒,使(shi)鈷(gu)(gu)、鎳(nie)、銅(tong)等(deng)金(jin)(jin)屬(shu)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)可溶性(xing)的(de)(de)鹽類。焙(bei)砂用(yong)水(shui)(shui)或稀(xi)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)浸出,用(yong)氯(lv)酸(suan)鈉(na)將(jiang)浸出液中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)高價鐵(tie)后(hou),用(yong)脂肪酸(suan)鈉(na)依次萃取鐵(tie)和銅(tong)。然后(hou),通(tong)入氯(lv)氣(qi)使(shi)鈷(gu)(gu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),加堿(jian)水(shui)(shui)解(jie)生成(cheng)(cheng)高價氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉淀,而(er)與鎳(nie)分離。在(zai)(zai)反射爐(lu)內(nei)使(shi)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)脫(tuo)水(shui)(shui)、燒結,燒結塊(kuai)配以(yi)(yi)石油焦和石灰(hui)石在(zai)(zai)三(san)相電弧(hu)爐(lu)內(nei)還原(yuan)熔煉成(cheng)(cheng)粗(cu)金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)。粗(cu)鈷(gu)(gu)澆鑄成(cheng)(cheng)陽極,進行(xing)(xing)隔(ge)膜電解(jie),得到純度(du)較(jiao)高的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦(kuang)(kuang)也(ye)可先(xian)經900—950℃氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒,再配以(yi)(yi)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)或氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鈣(gai)以(yi)(yi)及少量的(de)(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)(liu)(liu)精礦(kuang)(kuang)于(yu)680℃下進行(xing)(xing)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒。焙(bei)砂按(an)上(shang)述流(liu)程(cheng)提鈷(gu)(gu)。
砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)經(jing)選礦(kuang)得(de)(de)到(dao)含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的(de)精(jing)礦(kuang),其中含砷(shen)(shen)20—50%。處理砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)的(de)方法主要有兩種,一(yi)種是(shi)先用火法熔(rong)煉(lian)產(chan)出(chu)(chu)砷(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再用濕法提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一(yi)種是(shi)用加壓浸出(chu)(chu)法制得(de)(de)含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)液,再從(cong)中提取鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中國采用前者:將精(jing)礦(kuang)配以(yi)焦炭(tan)和(he)熔(rong)劑在(zai)(zai)反射(she)爐(lu)或電(dian)爐(lu)內熔(rong)煉(lian),使部分(fen)(fen)砷(shen)(shen)呈三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)砷(shen)(shen)揮發,產(chan)出(chu)(chu)砷(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊稱黃渣)。如(ru)原料含硫(liu)(liu)高,還(huan)產(chan)出(chu)(chu)部分(fen)(fen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅。砷(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅磨細(xi)后(hou)焙燒(shao),進一(yi)步脫(tuo)砷(shen)(shen)和(he)硫(liu)(liu);焙砂用稀硫(liu)(liu)酸(suan)浸出(chu)(chu),用次氯酸(suan)鈉(na)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)浸出(chu)(chu)液中的(de)鐵(tie),再用蘇(su)打調整(zheng)pH為3—3.5,使鐵(tie)成(cheng)(cheng)為氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵(tie)和(he)砷(shen)(shen)酸(suan)鐵(tie)沉(chen)(chen)淀。濾液用鐵(tie)屑置換(huan)除(chu)銅后(hou),用次氯酸(suan)鈉(na)使鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加堿水解(jie)生成(cheng)(cheng)高價氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉(chen)(chen)淀而與鎳(nie)分(fen)(fen)離(li)(li)。所得(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在(zai)(zai)反射(she)爐(lu)內于1000~1200℃下煅(duan)燒(shao),獲得(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并(bing)使其中的(de)堿式硫(liu)(liu)酸(suan)鹽分(fen)(fen)解(jie),將硫(liu)(liu)除(chu)去。然后(hou)配入木炭(tan),在(zai)(zai)回轉窯內于1000℃左(zuo)右(you)還(huan)原成(cheng)(cheng)金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。也可將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔(rong)煉(lian)成(cheng)(cheng)粗金(jin)屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再進行電(dian)解(jie)得(de)(de)電(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂的(de)浸出(chu)(chu)液也可和(he)前述硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)礦(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一(yi)樣,采用萃取法凈液分(fen)(fen)離(li)(li)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)酸(suan)(suan)浸(jin)法(fa)處(chu)理砷鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是將精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)用(yong)(yong)稀硫酸(suan)(suan)漿化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),用(yong)(yong)高(gao)壓(ya)釜(fu)浸(jin)出,操(cao)作壓(ya)力(li)(li)35公斤力(li)(li)/厘(li)米2,溫度(du)(du)(du)190℃,浸(jin)出時(shi)間3~4小時(shi),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)浸(jin)出率95—97%。浸(jin)出液(ye)(ye)(ye)除砷、鐵、銅(tong)、鈣(gai)等雜質(zhi)后,加入液(ye)(ye)(ye)氨,使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨絡合物,在(zai)高(gao)壓(ya)釜(fu)內,用(yong)(yong)氫還原(yuan)得到(dao)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,操(cao)作壓(ya)力(li)(li)50—55公斤力(li)(li)/厘(li)米2,溫度(du)(du)(du)190℃。此法(fa)流程簡單(dan),回收率高(gao),勞動條件好。銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)提(ti)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊爾(er)的(de)(de)(de)盧(lu)(lu)伊盧(lu)(lu)廠(Luilu CobaltPlant)是世界上(shang)處(chu)理銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)最(zui)大的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠。銅(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)經選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)獲(huo)得氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品位為(wei):銅(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)品位為(wei):銅(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首先將硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)在(zai)流態(tai)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒爐(lu)內進行硫酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙(bei)燒,然后將焙(bei)砂和氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一(yi)起用(yong)(yong)銅(tong)電解廢(fei)液(ye)(ye)(ye)浸(jin)出。氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主要呈三價氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物形態(tai),在(zai)硫酸(suan)(suan)中(zhong)溶(rong)解度(du)(du)(du)很小,但在(zai)銅(tong)電解廢(fei)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)可(ke)(ke)由其中(zhong)的(de)(de)(de)亞鐵離子將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還原(yuan),溶(rong)于(yu)電解廢(fei)液(ye)(ye)(ye)中(zhong),Co?(不溶(rong)性)Fe?→Co?(可(ke)(ke)溶(rong)性)Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)浸(jin)出率可(ke)(ke)達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和銅(tong)的(de)(de)(de)浸(jin)出液(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)電解法(fa)析(xi)出銅(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和其他金屬雜質(zhi)留在(zai)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)。除雜質(zhi)后,將溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用(yong)(yong)石(shi)灰乳沉淀(dian)為(wei)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)溶(rong)于(yu)硫酸(suan)(suan)中(zhong),得到(dao)高(gao)濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)硫酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)液(ye)(ye)(ye),最(zui)后用(yong)(yong)不溶(rong)陽(yang)極電積金屬鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制(zhi)造電(dian)池(chi)設備是鈷(gu)最重要的(de)用(yong)(yong)途,使用(yong)(yong)量占到全部(bu)鈷(gu)使用(yong)(yong)量的(de)40%。鈷(gu)主要用(yong)(yong)來(lai)制(zhi)作鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)的(de)鈷(gu)酸鋰(li)(li),鎳氫電(dian)池(chi)的(de)氧化亞鈷(gu)等。含鈷(gu)材(cai)料(liao)是穩定的(de)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)正極材(cai)料(liao),是電(dian)池(chi)的(de)核(he)心之一,具有能量密度(du)高(gao)和(he)環保(bao)安全性高(gao)的(de)特點。
三(san)元鋰(li)電(dian)(dian)池是指使用鎳鈷錳或者鎳鈷鋁酸鹽等(deng)三(san)元材料(liao)為電(dian)(dian)池正極的鋰(li)電(dian)(dian)池。相(xiang)對于傳統鋰(li)電(dian)(dian)池,三(san)元鋰(li)電(dian)(dian)池具有綜(zong)合性(xing)能和低成本的雙重優勢。
鈷常被(bei)添加(jia)到鋼或者其(qi)他合(he)(he)金當中,可以(yi)明(ming)顯提高合(he)(he)金的(de)堅硬程(cheng)度(du)、耐(nai)磨程(cheng)度(du)、抗沖(chong)擊性能和韌性。該合(he)(he)金常常被(bei)熔焊到其(qi)他材料的(de)表面(mian),能夠明(ming)顯延(yan)長零件(jian)的(de)使用(yong)壽命。大約有20%的(de)鈷被(bei)用(yong)來制造這種超級(ji)合(he)(he)金。含鈷合(he)(he)金常被(bei)用(yong)來制造噴氣(qi)式飛(fei)機(ji)渦(wo)輪(lun)發動機(ji)的(de)風(feng)扇扇葉,火(huo)箭和燃氣(qi)機(ji)輪(lun)等(deng)設備的(de)耐(nai)熱部件(jian)等(deng)。生(sheng)活中的(de)含鈷鋼刀的(de)耐(nai)磨性和切割性能也更加(jia)突(tu)出(chu)。
鈷(gu)是一(yi)種被磁(ci)(ci)化(hua)之(zhi)(zhi)后就能長(chang)期保持磁(ci)(ci)性(xing)的(de)(de)金屬。鈷(gu)的(de)(de)這(zhe)種優越磁(ci)(ci)性(xing),使之(zhi)(zhi)被大(da)量應(ying)用(yong)(yong)于制造(zao)高(gao)性(xing)能磁(ci)(ci)性(xing)材料。這(zhe)種用(yong)(yong)途的(de)(de)鈷(gu)使用(yong)(yong)量大(da)概占到總使用(yong)(yong)量的(de)(de)5%左右(you)。高(gao)鈷(gu)含量的(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)鋼比一(yi)般磁(ci)(ci)性(xing)鋼的(de)(de)磁(ci)(ci)力密(mi)度(du)更高(gao),而且(qie)在高(gao)溫條件(jian)下(xia)這(zhe)種磁(ci)(ci)性(xing)也不會輕易喪失(shi)。大(da)型(xing)的(de)(de)永久磁(ci)(ci)體大(da)多為含鈷(gu)合金,其(qi)中常用(yong)(yong)的(de)(de)是一(yi)種叫作阿爾尼克(ke)的(de)(de)合金材料,是由鈷(gu)、鎳(nie)、鋁制造(zao)的(de)(de)堅(jian)硬合金。
鈷被用作(zuo)顏(yan)(yan)料(liao)(liao)的(de)(de)歷(li)史在西方可以追溯到古埃及(ji)(ji)時(shi)期。在埃及(ji)(ji)法老圖坦卡蒙的(de)(de)墓穴中有(you)一小塊玻(bo)璃器物,后(hou)來檢測(ce)其(qi)深(shen)藍(lan)色(se)(se)是因為存(cun)在鈷的(de)(de)緣故。古希臘(la)人(ren)和古羅馬人(ren)曾利用鈷化(hua)(hua)合物制造有(you)色(se)(se)玻(bo)璃,這(zhe)種玻(bo)璃會(hui)表現出美麗的(de)(de)深(shen)藍(lan)色(se)(se)。而在中國(guo),鈷及(ji)(ji)其(qi)化(hua)(hua)合物也有(you)悠久(jiu)的(de)(de)顏(yan)(yan)料(liao)(liao)使用史。唐(tang)朝著名的(de)(de)唐(tang)三(san)彩,元代的(de)(de)青花瓷,明代的(de)(de)景泰藍(lan)無(wu)不與含鈷的(de)(de)釉(you)料(liao)(liao)有(you)關,而這(zhe)種鈷顏(yan)(yan)料(liao)(liao)制造出的(de)(de)藍(lan)色(se)(se)不僅著色(se)(se)率強、發色(se)(se)鮮(xian)艷(yan)而且呈色(se)(se)穩定(ding)、歷(li)久(jiu)彌新(xin)。
鈷(gu)(gu)藍(lan)化學(xue)成(cheng)分為(wei)鋁(lv)酸鈷(gu)(gu),是鋁(lv)和(he)氧化鈷(gu)(gu)反應生成(cheng)的(de)(de)一(yi)種顏料(liao),表(biao)現為(wei)藍(lan)色(se)或藍(lan)綠色(se)調,被大量作為(wei)陶(tao)瓷、琺瑯(lang)、玻(bo)璃等許多材料(liao)的(de)(de)著色(se)劑(ji)使用(yong)。日常(chang)生活中見到的(de)(de)食(shi)品用(yong)硅膠(jiao)干(gan)燥劑(ji)中就加入了氧化鈷(gu)(gu),無(wu)水(shui)時表(biao)現為(wei)藍(lan)色(se),在(zai)吸(xi)取空氣(qi)中的(de)(de)水(shui)后變為(wei)粉紅(hong)色(se)。
鈷紫顏料(liao)也常(chang)被用于(yu)陶(tao)瓷、玻璃等的(de)顏料(liao),其成(cheng)分為磷酸(suan)鈷,為一種特殊的(de)紫色(se)顏料(liao)。鈷黑(hei)(hei)顏料(liao)有鐵(tie)鈷黑(hei)(hei)和鐵(tie)鈷鉻(ge)黑(hei)(hei)兩種,主要用于(yu)陶(tao)瓷坯體和釉料(liao)的(de)著色(se),是(shi)由多種金屬氧化(hua)物(wu)經過高溫固相反(fan)應(ying)而生(sheng)成(cheng)的(de)高性能無機顏料(liao),具有環保無毒(du)的(de)優點。
鈷(gu)在醫療領域也有多方面的(de)(de)應(ying)用,鈷(gu)-60放(fang)射性(xing)同位(wei)素(su)被用來(lai)治療人體的(de)(de)皮膚病和惡性(xing)腫(zhong)瘤;維生素(su)B12(鈷(gu)胺素(su))中(zhong)鈷(gu)的(de)(de)含量更是高(gao)達(da)4.5%;鈷(gu)被用于制造(zao)人工髖關(guan)節(jie)和膝(xi)關(guan)節(jie)以(yi)及(ji)牙(ya)料(liao)填充劑。具有放(fang)射性(xing)的(de)(de)鈷(gu)同位(wei)素(su)還被廣泛應(ying)用于輻照食品加工行業,通(tong)過這種輻照技(ji)術可以(yi)殺死(si)有害的(de)(de)細(xi)菌。
鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在地殼中(zhong)的(de)(de)平均含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)0.001%(質量(liang)(liang)(liang)(liang)),海(hai)洋中(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)總量(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)23億噸(dun)(dun),自(zi)然界已知含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物近百種,但沒有(you)單(dan)獨的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物,大(da)多(duo)(duo)伴生(sheng)于鎳、銅、鐵(tie)、鉛、鋅、銀、錳、等硫化(hua)物礦(kuang)(kuang)床中(zhong),且含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)量(liang)(liang)(liang)(liang)較低。全世界已探(tan)明鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬(shu)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)148萬(wan)噸(dun)(dun),中(zhong)國(guo)已探(tan)明鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)金屬(shu)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)僅47萬(wan)噸(dun)(dun)。分(fen)布于全國(guo)24個(ge)省(sheng)(區(qu)),其中(zhong)主要有(you)甘肅、青海(hai)、山東、云(yun)南、湖北、青海(hai)、河北和山西。這七(qi)個(ge)省(sheng)的(de)(de)合計儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)占(zhan)(zhan)全國(guo)總保有(you)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)71%,其中(zhong)以甘肅儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)最(zui)多(duo)(duo),占(zhan)(zhan)全國(guo)的(de)(de)28%。此外,安(an)徽(hui)、四川、新疆等省(sheng)(區(qu))也有(you)一(yi)定的(de)(de)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)。世界鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)1986年達(da)到頂(ding)峰3萬(wan)噸(dun)(dun),以后不(bu)斷下降,到1989年只(zhi)有(you)2.5萬(wan)噸(dun)(dun)左右。扎伊爾和贊比亞是最(zui)大(da)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)生(sheng)產(chan)國(guo),其產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)占(zhan)(zhan)世界總產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)70%。
自然界中(zhong)已發現的鈷(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)和含(han)(han)鈷(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)共百(bai)余種,分(fen)屬于(yu)單質、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、磷(lin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硅磷(lin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫砷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、銻化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫銻化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、碲(di)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硒碲(di)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和含(han)(han)水氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷酸(suan)鹽(yan)、碳酸(suan)鹽(yan)以及硅酸(suan)鹽(yan)等14大類。其中(zhong)以硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫砷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)最多(duo),主要的鈷(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)為(wei):硫鈷(gu)礦(kuang)(kuang)(Co?S?)、纖(xian)維(wei)柱石(CuCo?S?)、輝砷鈷(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAsS)、砷鈷(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAs?)、鈷(gu)華(3CoO·As?O?·8H?O)等。
2004年(nian),世界鈷(gu)開(kai)采量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)5.24萬噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),其中(zhong),剛(gang)果開(kai)采1.6萬噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),贊比亞(ya)1萬噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),澳大(da)(da)利亞(ya)6700噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),加拿大(da)(da)5200噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),俄羅斯(si)4700噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)已探明(ming)的(de)鈷(gu)儲(chu)量(liang)(liang)(liang)最大(da)(da)的(de)是甘肅金(jin)(jin)(jin)川硫化(hua)(hua)(hua)鎳礦(kuang)(kuang)中(zhong)伴生(sheng)的(de)鈷(gu)。云南的(de)硅酸鎳礦(kuang)(kuang)以及四川、山(shan)(shan)東、湖北、山(shan)(shan)西、廣(guang)東等地的(de)黃(huang)鐵礦(kuang)(kuang)中(zhong)也(ye)含有鈷(gu)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)金(jin)(jin)(jin)屬資(zi)源量(liang)(liang)(liang)約為(wei)(wei)(wei)140萬噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),絕大(da)(da)多數為(wei)(wei)(wei)伴生(sheng)資(zi)源,單獨的(de)鈷(gu)礦(kuang)(kuang)床極少。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)礦(kuang)(kuang)品位(wei)較(jiao)低,均(jun)作為(wei)(wei)(wei)礦(kuang)(kuang)山(shan)(shan)副產(chan)(chan)(chan)品回(hui)(hui)收,生(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程中(zhong)由于品位(wei)低、生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝復(fu)雜(za),因此金(jin)(jin)(jin)屬回(hui)(hui)收率低、生(sheng)產(chan)(chan)(chan)成(cheng)本高。1996年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)金(jin)(jin)(jin)屬產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)含量(liang)(liang)(liang))229噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),鈷(gu)硫精礦(kuang)(kuang)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(鈷(gu)含量(liang)(liang)(liang))192噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)638噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)。2005年(nian)前后中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鈷(gu)的(de)年(nian)消費量(liang)(liang)(liang)穩定在(zai)1200噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)左右,國(guo)(guo)(guo)內鈷(gu)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)包括氧化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)折算為(wei)(wei)(wei)鈷(gu)每年(nian)總計(ji)約600—700噸(dun)(dun)(dun)(dun)(dun),國(guo)(guo)(guo)內鈷(gu)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)尚(shang)不(bu)能滿足國(guo)(guo)(guo)內需求,每年(nian)約有半數需進口。
鈷(gu)塵可引起“硬質合(he)金病(bing)”("硬金屬病(bing)"),表現為過敏性(xing)哮喘,呼吸(xi)困難、干咳、偶有化學性(xing)肺(fei)炎(間質性(xing)肺(fei)炎),肺(fei)水腫。脫離接觸后癥(zheng)狀緩解。CoO也可引起哮喘。
鈷對皮(pi)膚(fu)的影響主要為過(guo)敏性(xing)或刺激性(xing)皮(pi)炎(yan)。外露皮(pi)膚(fu)出現紅(hong)斑(ban),有輕微搔(sao)癢,常見于手、腕、前臂等(deng)部位和皮(pi)膚(fu)皺折處,多(duo)于夏季發病(bing),患(huan)者(zhe)多(duo)為接觸(chu)鈷的新工人,在上述皮(pi)膚(fu)病(bing)患(huan)者(zhe)中,皮(pi)試陽(yang)性(xing)可證(zheng)明(ming)對鈷過(guo)敏。
吸入醋酸鈷粉塵可引起急性化學(xue)性胃(wei)炎癥狀,有惡心、嘔吐、上腹部劇痛,后可有嘔血及便血。
誤(wu)服(fu)鈷(gu)鹽,應洗胃;溶液濺入眼,用清水(shui)或生理鹽水(shui)沖洗至少15分鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半胱(guang)氨酸(suan)可(ke)降(jiang)低鈷毒性,可(ke)試用(yong)。皮炎(yan)可(ke)用(yong)乙(yi)酸(suan)和尿(niao)素霜(shuang)軟膏涂(tu)抹(mo)局部。化學性肺炎(yan)和肺水腫患者應(ying)采用(yong)糖皮質激素治療(liao)。
經常注(zhu)射(she)鈷(gu)制(zhi)劑或暴露(lu)于(yu)過(guo)量的(de)原始鈷(gu)環境中,可(ke)引起鈷(gu)中毒。兒童對鈷(gu)的(de)毒性(xing)敏感(gan),應避免使用(yong)每千克體重超(chao)過(guo)1mg的(de)劑量。在缺乏(fa)維生素B12和(he)蛋(dan)白質(zhi)以及攝入酒精時,毒性(xing)會增加,這在酗酒者(zhe)中常見。有些鈷(gu)化合物可(ke)能會致癌。
少量的(de)(de)(de)鈷鹽(yan)對許多種類(lei)的(de)(de)(de)生(sheng)命體都是必須的(de)(de)(de),這其中也包括人(ren)類(lei)。維生(sheng)素B12的(de)(de)(de)中心離子就(jiu)是鈷,在土壤中缺乏鈷的(de)(de)(de)地區(qu),食草(cao)動物(wu)會(hui)發(fa)育不(bu)良。
鈷是中等活(huo)潑的金屬元素,有二價(jia)(jia)和三價(jia)(jia)二種(zhong)化合價(jia)(jia)。鈷可經消化道(dao)(dao)和呼吸(xi)道(dao)(dao)進(jin)入人體,一般(ban)成年(nian)人體內含鈷量為(wei)1.1—1.5mg。在血漿中無機鈷附著在白蛋白上,它(ta)最(zui)初貯存(cun)于肝和腎(shen),然后貯存(cun)于骨、脾、胰、小(xiao)腸以及(ji)其它(ta)組織(zhi)。體內鈷14%分(fen)布(bu)于骨骼,43%分(fen)布(bu)于肌肉組織(zhi),43%分(fen)布(bu)于其它(ta)軟(ruan)組織(zhi)中。
應(ying)按(an)照(GB13690-1992)易燃易爆危險品規(gui)定(ding)辦理(li),夏季應(ying)早晚運(yun)輸,防(fang)止陽光(guang)曝(pu)曬,搬運(yun)中不得過度撞擊(ji)、震蕩、不得與(yu)固化劑同車(che)運(yun)輸。儲存(cun)于(yu)密閉(bi)容器(qi)內,存(cun)放(fang)在陰(yin)涼、通風的庫房。應(ying)與(yu)氧化劑、酸(suan)類分(fen)開存(cun)放(fang),切忌混(hun)儲。
2017年10月27日,世界衛生(sheng)組織國際癌癥研究機構公布(bu)的致癌物清單初步(bu)整理參考,鈷和(he)鈷化合物在2B類致癌物清單中。