鈷(Cobalt),元素(su)符號(hao)(hao)Co,在化學周期表中排27號(hao)(hao),是一種金屬元素(su),質地硬而脆。其熔點(dian)達(da)到1500℃左右(you),沸點(dian)約3100℃,相對(dui)密度8.9g/cm3,摩(mo)氏(shi)硬度5—5.5。鈷有(you)很多特性(xing),其在高(gao)溫下(xia)能夠保持(chi)較(jiao)高(gao)的強度,并且具有(you)較(jiao)低(di)的導熱(re)性(xing)和(he)導電性(xing)以及較(jiao)強的鐵(tie)磁性(xing)。
鈷為(wei)英語cobalt的(de)音譯,德文原型為(wei)Kobalt,源(yuan)出希臘語cobalos,意為(wei)礦(kuang)山。其德文詞匯系指一個(ge)善于惡作劇的(de)幽靈(gnomes和goblins),在Saxony地方的(de)德國(guo)礦(kuang)工(gong)把(ba)這個(ge)術語應用(yong)于稱謂某些能傷害(hai)礦(kuang)工(gong)手足的(de)礦(kuang)石,此術語便曾在歐洲廣為(wei)使(shi)用(yong)。
鈷是(shi)生產耐熱合金(jin)(jin)、硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)、防(fang)腐合金(jin)(jin)、磁性(xing)合金(jin)(jin)和各(ge)種鈷鹽(yan)的重要原料。鈷消(xiao)費中約70%是(shi)金(jin)(jin)屬態鈷,主(zhu)要用于超級耐熱合金(jin)(jin)、工(gong)具鋼(gang)、硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)、磁性(xing)材(cai)料等方面。以(yi)化合物形式(催化劑(ji)、干燥材(cai)料、試劑(ji)、陶(tao)瓷釉(you)等)消(xiao)費量約25%,其(qi)余(yu)約5%。
鈷(gu)為(wei)英語(yu)(yu)cobalt的音(yin)譯,德文原型為(wei)Kobalt,源(yuan)出希臘語(yu)(yu)cobalos,意為(wei)礦(kuang)山(shan)。其德文詞匯系(xi)指(zhi)一個善于惡(e)作劇的幽靈(gnomes和goblins),在(zai)Saxony地方(fang)的德國礦(kuang)工(gong)把這(zhe)個術語(yu)(yu)應(ying)用于稱謂某(mou)些能傷(shang)害礦(kuang)工(gong)手足(zu)的礦(kuang)石(shi),此術語(yu)(yu)便曾在(zai)歐(ou)洲廣為(wei)使用。這(zhe)類礦(kuang)物后來被發現是砷鈷(gu)礦(kuang)。
鈷(gu)(gu)的(de)(de)化(hua)學和(he)冶金學大概(gai)是在(zai)(zai)16世紀(ji)中(zhong)葉開始的(de)(de),但早在(zai)(zai)前1450年的(de)(de)埃及人和(he)巴比(bi)倫人制造的(de)(de)陶器中(zhong)已(yi)經(jing)用到鈷(gu)(gu)顏料。鈷(gu)(gu)鹽可使陶瓷(ci)釉染上藍色,與鎳、鉻或(huo)錳化(hua)合物混配,可以調(diao)配出由(you)藍至綠的(de)(de)所有色調(diao)。中(zhong)國在(zai)(zai)元朝(chao)(13世紀(ji))也(ye)已(yi)懂得用鈷(gu)(gu)土礦作顏料燒制釉下彩(cai)青花瓷(ci)器的(de)(de)技藝。
1735年,瑞典化學家Brandt發現了鈷元素。
1780年,瑞典化(hua)學家Bergman詳(xiang)細研究(jiu)了(le)鈷元素的性(xing)質。
19世紀中(zhong)葉,開始出現把鈷電鍍到(dao)金屬(shu)上的工(gong)作。
20世紀初,把(ba)鈷(gu)應(ying)用于制合(he)金鋼和其它合(he)金等(deng)方(fang)面(mian)的工作(zuo)興起(qi)。
1917年,Honda宣布發現(xian)了(le)含鈷的永磁(ci)合金。
1935年(nian),永磁合(he)金進一步得到發展,衍生出一系列鋁鎳鈷(gu)(gu)永磁材(cai)料(liao)(含Al,Ni,Fe,Co),后(hou)來又合(he)成出新型的(de)釤鈷(gu)(gu)永磁合(he)金,鈷(gu)(gu)已成為一種重要的(de)戰略金屬。
鈷(gu)(gu)的(de)(de)外貌和純鐵(tie)或(huo)(huo)鎳相似,硬(ying)度高(gao)(gao)于(yu)鐵(tie),電解沉積出來的(de)(de)鈷(gu)(gu)其(qi)硬(ying)度又高(gao)(gao)于(yu)高(gao)(gao)溫生產的(de)(de)金屬(shu)鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)中(zhong)含有(you)少(shao)量碳時(最(zui)高(gao)(gao)達0.3%)會增大(da)鈷(gu)(gu)金屬(shu)的(de)(de)抗張(zhang)強度和耐壓強度,而不(bu)會影(ying)響其(qi)硬(ying)度。鈷(gu)(gu)可以機械加工,但(dan)略有(you)脆(cui)性(xing)。鈷(gu)(gu)的(de)(de)物理(li)性(xing)質不(bu)僅在極(ji)大(da)程度上依賴于(yu)鈷(gu)(gu)的(de)(de)純度,而且(qie)也依賴于(yu)存在的(de)(de)異形(xing)變(bian)體(或(huo)(huo)異形(xing)變(bian)體混合(he)物),關于(yu)鈷(gu)(gu)(即使(shi)其(qi)純度高(gao)(gao)于(yu)99.9%)已(yi)報道的(de)(de)物理(li)性(xing)質常會有(you)不(bu)一(yi)致的(de)(de)數據,這大(da)概只能用鈷(gu)(gu)的(de)(de)兩種異構變(bian)體之間(jian)轉化速度很慢來加以解釋。
像鐵和鎳一樣(yang),鈷是鐵磁性(xing)的,雖(sui)然鐵在鐵磁性(xing)元(yuan)素中具(ju)有最(zui)高的磁化強度(du)(du),而鈷卻(que)是可(ke)以增大(da)此(ci)磁化強度(du)(du)的唯一元(yuan)素,純鐵的磁化強度(du)(du)為(wei)21500Gs,而組成為(wei)65%Fe、35%Co的合金其(qi)磁化強度(du)(du)卻(que)可(ke)最(zui)高達到24·300Gs。鈷的更優越的磁性(xing)已知最(zui)高的居(ju)里點(dian)1121℃,已發展出多種多樣(yang)的特種專用的鈷鋼和鈷合金材料。
鈷的化(hua)合價(jia)為+2價(jia)和+3價(jia)。在(zai)常溫下(xia)不和水作用,在(zai)潮濕的空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)也很穩定。在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)加熱(re)至300℃以(yi)上時氧(yang)(yang)化(hua)生成CoO,在(zai)白熱(re)時燃燒成Co?O?。氫還原法(fa)制成的細金屬鈷粉(fen)在(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)能(neng)自燃生成氧(yang)(yang)化(hua)鈷。由電極電勢看出,鈷是(shi)中(zhong)等活潑的金屬。其化(hua)學性質與(yu)鐵(tie),鎳相似。高溫下(xia)發(fa)生氧(yang)(yang)化(hua)作用。加熱(re)時,鈷與(yu)氧(yang)(yang),硫,氯,溴(xiu)等發(fa)生劇(ju)烈(lie)反應,生成相應化(hua)合物。鈷可溶于(yu)稀酸(suan)(suan)中(zhong),在(zai)發(fa)煙硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong)因生成一(yi)層氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)而被鈍化(hua)。鈷會緩慢(man)地被氫氟酸(suan)(suan),氨水和氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉浸(jin)蝕。鈷是(shi)兩(liang)性金屬。
鈷(gu)(gu)即使在高溫下也(ye)很少吸氫,氮在1200℃的(de)高溫下也(ye)基(ji)本(ben)上不溶于(yu)(yu)鈷(gu)(gu)。微細分散的(de)鈷(gu)(gu)粉在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)可(ke)(ke)自燃,但(dan)大(da)塊(kuai)的(de)鈷(gu)(gu)金(jin)(jin)屬(shu)在低(di)于(yu)(yu)300℃下,在空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)仍是(shi)穩定的(de)。將鈷(gu)(gu)加(jia)熱(re)(re)到900℃時(shi)在表面上生(sheng)成(cheng)的(de)氧化(hua)(hua)物(wu)外(wai)殼第一層是(shi)Co?O?,靠近金(jin)(jin)屬(shu)的(de)第二層是(shi)CoO;加(jia)熱(re)(re)至高于(yu)(yu)900℃時(shi),Co?O?分解(jie)了,則(ze)氧化(hua)(hua)物(wu)外(wai)殼僅含有(you)CoO。在加(jia)熱(re)(re)下鈷(gu)(gu)可(ke)(ke)與(yu)許(xu)多(duo)非金(jin)(jin)屬(shu)反(fan)(fan)應(ying)(ying),例如(ru)可(ke)(ke)同(tong)鹵素、硼(peng)、硫(liu)、磷、砷和銻等(deng)反(fan)(fan)應(ying)(ying),反(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)往往發(fa)光發(fa)熱(re)(re)。氟與(yu)鈷(gu)(gu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)可(ke)(ke)生(sheng)成(cheng)CoF?,但(dan)其它鹵素僅能生(sheng)成(cheng)Co(Ⅱ)鹵化(hua)(hua)物(wu)。
鈷在燒至赤熱(re)時會被水蒸氣氧(yang)化成(cheng)CoO,在470℃時與(yu)(yu)氨(an)反應生(sheng)成(cheng)Co?N,但這個化合物(wu)在600℃時分解(jie)。一氧(yang)化碳在200℃時和100atm下(xia)與(yu)(yu)微(wei)細鈷粉(fen)反應生(sheng)成(cheng)羰合物(wu)Co?(CO)?,但在溫(wen)度高(gao)于225℃和常壓下(xia)則生(sheng)成(cheng)碳化物(wu)Co?C。
鈷比鐵較(jiao)能(neng)耐(nai)抗無機酸(suan)的侵(qin)蝕,這可以從標(biao)準電(dian)極電(dian)勢數據看(kan)出:Co/Co2+E°=一(yi)0.27V;Fe/Fe2+E°=一(yi)0.44V。鈷能(neng)溶解在(zai)稀(xi)鹽酸(suan)和稀(xi)硫酸(suan)中并放出氫氣。濃(nong)硝酸(suan)在(zai)室溫下能(neng)快速地(di)與(yu)鈷反(fan)應,但在(zai)-10℃時可使鈷表面鈍化。氫氟酸(suan)和磷(lin)酸(suan)也能(neng)與(yu)鈷作用,但鈷不與(yu)稀(xi)堿溶液反(fan)應。
氯化(hua)氫在450℃時與鈷(gu)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)氯化(hua)鈷(gu)(Ⅱ);在400℃時將硫化(hua)氫通(tong)過(guo)于(yu)(yu)鈷(gu)粉之上可(ke)生(sheng)成(cheng)Co?S?,但在700℃時則生(sheng)成(cheng)CoS。二氧化(hua)碳在溫度高于(yu)(yu)700℃時與鈷(gu)發生(sheng)如下(xia)平(ping)衡反(fan)應(ying):
鈷(gu)的(de)制備一(yi)般先用(yong)(yong)火法將(jiang)鈷(gu)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)、砷鈷(gu)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)、含鈷(gu)硫化(hua)鎳(nie)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)、銅(tong)鈷(gu)礦(kuang)、鈷(gu)硫精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)中的(de)鈷(gu)富(fu)集(ji)或(huo)(huo)轉化(hua)為可溶(rong)性狀(zhuang)態,然后(hou)再(zai)用(yong)(yong)濕法冶煉(lian)方法制成氯化(hua)鈷(gu)溶(rong)液或(huo)(huo)硫酸(suan)鈷(gu)溶(rong)液,再(zai)用(yong)(yong)化(hua)學沉淀和萃取等方法進一(yi)步使鈷(gu)富(fu)集(ji)和提純(chun),最后(hou)得到鈷(gu)化(hua)合(he)物或(huo)(huo)金屬(shu)鈷(gu)。
鈷礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物的(de)賦(fu)存狀態復雜,礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石品(pin)位低,所以提取(qu)方(fang)法(fa)很多(duo)而且(qie)工藝(yi)復雜,回收率較低。鈷礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對一(yi)般(ban)是將鈷礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石通過(guo)手選、重(zhong)選、泡(pao)沫浮選可(ke)提取(qu)到含(han)鈷15—25%的(de)鈷精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。鈷精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)冶煉(lian)方(fang)法(fa)主要(yao)有硫化鎳(nie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)冶煉(lian)和砷鈷礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)冶煉(lian)。
硫化鎳(nie)精礦一般含鎳(nie)4—5%,含鈷0.1—0.3%。鎳(nie)的火法熔煉過程中(zhong),由于鈷對氧和硫的親合(he)力介于鐵(tie)鎳(nie)之間(jian)在轉(zhuan)(zhuan)爐吹(chui)煉高冰(bing)鎳(nie)時(shi),可(ke)控制冰(bing)鎳(nie)中(zhong)鐵(tie)的氧化程度,使鈷富集(ji)于高冰(bing)鎳(nie)或富集(ji)于轉(zhuan)(zhuan)爐渣,分(fen)別用(yong)下述方法提(ti)取:
1、富集于(yu)高冰鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu),在鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)電解(jie)(jie)(jie)精(jing)煉過程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)一(yi)(yi)起(qi)進入陽極液(ye)(ye)。在凈液(ye)(ye)除(chu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)過程中(zhong),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)以(yi)高價氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形態進入鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha),鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)6—7%,含(han)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)25—30%。從此種(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)方法是:將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)加(jia)(jia)入硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong),通(tong)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硫使之溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),制得(de)(de)含(han)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)、硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少量銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、砷、銻等(deng)雜質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye);再用(yong)(yong)(yong)活性鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)粉(fen)置換(huan)除(chu)去(qu)銅(tong)(tong);通(tong)空氣(qi),氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)水解(jie)(jie)(jie)除(chu)去(qu)鐵(tie)(tie),通(tong)氯氣(qi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua),加(jia)(jia)蘇打中(zhong)和(he)沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu),若所(suo)得(de)(de)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)含(han)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)較高,可再次(ci)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)、沉淀(dian)分(fen)離(li)(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie),使其(qi)含(han)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)小(xiao)于(yu)1%;經煅(duan)燒(shao)制得(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)出(chu)售,也可將氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)制成粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu),經電解(jie)(jie)(jie)精(jing)煉得(de)(de)電解(jie)(jie)(jie)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。加(jia)(jia)拿大和(he)蘇聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)廠(chang)(chang)都(dou)用(yong)(yong)(yong)此法回收鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工廠(chang)(chang)也有類似作法。從鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)種(zhong)方法是以(yi)亞硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉作還原(yuan)劑,將鈷(gu)(gu)(gu)(gu)渣(zha)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)于(yu)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong),得(de)(de)到(dao)含(han)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)、硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)和(he)少量銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等(deng)雜質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),而后用(yong)(yong)(yong)黃鈉鐵(tie)(tie)礬法除(chu)去(qu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie),用(yong)(yong)(yong)烷基磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)類如:二(2-乙(yi)基己基)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(D-2-EHPA)或其(qi)他(ta)烷基磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯類萃(cui)(cui)取(qu)(qu)劑萃(cui)(cui)取(qu)(qu)其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)、鐵(tie)(tie)、錳(meng)、鋅(xin)等(deng),并分(fen)離(li)(li)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)(nie)。萃(cui)(cui)取(qu)(qu)過程中(zhong)獲得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),用(yong)(yong)(yong)氟化(hua)(hua)(hua)(hua)銨除(chu)鈣、鎂后,再用(yong)(yong)(yong)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨沉淀(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)。所(suo)得(de)(de)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)在450℃下煅(duan)燒(shao),得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen),可作為最終(zhong)產品,也可用(yong)(yong)(yong)氫(qing)還原(yuan)法制取(qu)(qu)金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)粉(fen)。
2、富集于(yu)煉鎳(nie)轉(zhuan)爐渣中(zhong)的鈷,在還(huan)原硫(liu)化熔煉過程(cheng)中(zhong),與鎳(nie)一(yi)起轉(zhuan)入鈷冰銅(tong)。轉(zhuan)爐渣成(cheng)分(fen)一(yi)般為:鈷0.25—0.35%,鎳(nie)1—1.5%;鈷冰銅(tong)成(cheng)分(fen)一(yi)般為:鈷1—1.5%,鎳(nie)5—13%。鈷冰銅(tong)可(ke)以(yi)直接(jie)浸取(常壓或(huo)加壓酸(suan)浸),也可(ke)以(yi)將鈷冰銅(tong)焙(bei)燒(shao)成(cheng)可(ke)溶性化合物后再酸(suan)浸。浸出液可(ke)按鈷渣提(ti)鈷工藝流程(cheng)處理。
加拿(na)大舍利(li)特高(gao)爾頓(dun)公司(Sherritt Gordon MinesLtd)用高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氨(an)浸法處(chu)理(li)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)精(jing)礦(kuang)(kuang)和(he)高(gao)冰鎳(nie)(nie)時,鈷(gu)留于(yu)鎳(nie)(nie)的(de)氫還(huan)原尾液(ye)(ye)中,通硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫于(yu)尾液(ye)(ye),得硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)和(he)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)(nie)的(de)混(hun)(hun)合沉淀物。此混(hun)(hun)合物用硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)浸出(chu)、凈化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)除雜質后(hou),通氧、加氨(an)、加壓(ya)(ya)(ya),使二價(jia)鈷(gu)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成可溶性的(de),而鎳(nie)(nie)則以(yi)鎳(nie)(nie)銨硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)鹽形態沉淀出(chu)來,實現鎳(nie)(nie)鈷(gu)分離,溶液(ye)(ye)用高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氫還(huan)原產出(chu)鈷(gu)粉,也(ye)可用萃取法凈液(ye)(ye)、分離出(chu)鎳(nie)(nie)后(hou)電(dian)積得電(dian)鈷(gu)。含鈷(gu)黃鐵礦(kuang)(kuang)提(ti)鈷(gu)世界上(shang)(shang)從(cong)含鈷(gu)黃鐵礦(kuang)(kuang)中提(ti)鈷(gu)較(jiao)有(you)代表性的(de)工廠是芬蘭科(ke)科(ke)拉鈷(gu)廠(Kok-kola Cobalt Plant),精(jing)礦(kuang)(kuang)焙燒脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)后(hou),再(zai)配以(yi)部(bu)分精(jing)礦(kuang)(kuang)在流態化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐內進行(xing)硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)焙燒,再(zai)經浸出(chu)、濃密、洗滌,浸出(chu)液(ye)(ye)通硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫使鈷(gu)呈硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈷(gu)沉淀。再(zai)利(li)用上(shang)(shang)述舍利(li)特高(gao)爾頓(dun)的(de)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)浸出(chu)法和(he)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氫還(huan)原法生產鈷(gu)粉。
中國(guo)含(han)鈷(gu)(gu)黃鐵礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)品(pin)位較低,僅為0.02—0.09%。浮選產出(chu)的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)含(han)鈷(gu)(gu)0.3—0.5%,硫(liu)30—35%,鐵35—40%。鈷(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)在流態化(hua)(hua)焙燒(shao)爐(lu)內于(yu)(yu)580—620℃下進行硫(liu)酸化(hua)(hua)焙燒(shao),使(shi)鈷(gu)(gu)、鎳、銅等金屬(shu)轉(zhuan)化(hua)(hua)為可(ke)溶性的(de)(de)(de)鹽類。焙砂(sha)用水或稀硫(liu)酸浸出(chu),用氯(lv)(lv)酸鈉(na)將浸出(chu)液中的(de)(de)(de)鐵氧(yang)化(hua)(hua)成(cheng)高(gao)價(jia)鐵后,用脂肪酸鈉(na)依(yi)次萃取鐵和銅。然(ran)后,通入氯(lv)(lv)氣使(shi)鈷(gu)(gu)氧(yang)化(hua)(hua),加堿水解(jie)生成(cheng)高(gao)價(jia)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)沉淀,而(er)與鎳分離。在反(fan)射爐(lu)內使(shi)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈷(gu)(gu)脫(tuo)水、燒(shao)結(jie),燒(shao)結(jie)塊(kuai)配(pei)以(yi)石(shi)(shi)油焦和石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)在三相電弧爐(lu)內還原熔煉成(cheng)粗金屬(shu)鈷(gu)(gu)。粗鈷(gu)(gu)澆鑄成(cheng)陽極,進行隔膜電解(jie),得(de)到(dao)純度較高(gao)的(de)(de)(de)金屬(shu)鈷(gu)(gu)。鈷(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)也可(ke)先(xian)經900—950℃氧(yang)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)及少量的(de)(de)(de)鈷(gu)(gu)硫(liu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)于(yu)(yu)680℃下進行硫(liu)酸化(hua)(hua)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)焙燒(shao)。焙砂(sha)按(an)上述流程提鈷(gu)(gu)。
砷(shen)(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)經選礦(kuang)得到(dao)含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)10—20%的(de)(de)(de)精礦(kuang),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)含(han)砷(shen)(shen)(shen)20—50%。處理砷(shen)(shen)(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)的(de)(de)(de)方法(fa)主要有(you)兩(liang)種(zhong),一種(zhong)是先用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)火(huo)法(fa)熔(rong)煉產(chan)(chan)出(chu)(chu)砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)濕法(fa)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。另一種(zhong)是用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)加壓浸出(chu)(chu)法(fa)制得含(han)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶液(ye),再(zai)(zai)(zai)從(cong)中(zhong)(zhong)提取(qu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。中(zhong)(zhong)國采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)前(qian)者:將(jiang)精礦(kuang)配(pei)以焦(jiao)炭和熔(rong)劑在(zai)反(fan)射(she)(she)爐或電(dian)爐內(nei)熔(rong)煉,使(shi)部(bu)分砷(shen)(shen)(shen)呈(cheng)三氧(yang)(yang)化(hua)二砷(shen)(shen)(shen)揮(hui)發,產(chan)(chan)出(chu)(chu)砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(舊(jiu)稱黃渣)。如(ru)原(yuan)(yuan)料含(han)硫(liu)高(gao),還產(chan)(chan)出(chu)(chu)部(bu)分鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅(tong)。砷(shen)(shen)(shen)冰(bing)(bing)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)冰(bing)(bing)銅(tong)磨(mo)細后(hou)焙燒(shao),進(jin)一步脫砷(shen)(shen)(shen)和硫(liu);焙砂(sha)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)稀硫(liu)酸(suan)浸出(chu)(chu),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉氧(yang)(yang)化(hua)浸出(chu)(chu)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鐵,再(zai)(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)蘇打調整pH為3—3.5,使(shi)鐵成(cheng)為氧(yang)(yang)化(hua)鐵和砷(shen)(shen)(shen)酸(suan)鐵沉淀(dian)。濾液(ye)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)鐵屑置換除銅(tong)后(hou),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氧(yang)(yang)化(hua),加堿水解生成(cheng)高(gao)價氫氧(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)沉淀(dian)而與鎳分離。所得氫氧(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)在(zai)反(fan)射(she)(she)爐內(nei)于1000~1200℃下煅燒(shao),獲得氧(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),并使(shi)其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)堿式硫(liu)酸(suan)鹽分解,將(jiang)硫(liu)除去。然后(hou)配(pei)入木炭,在(zai)回轉(zhuan)窯(yao)內(nei)于1000℃左右還原(yuan)(yuan)成(cheng)金屬(shu)(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉。也可(ke)將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)熔(rong)煉成(cheng)粗(cu)金屬(shu)(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再(zai)(zai)(zai)進(jin)行電(dian)解得電(dian)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。焙砂(sha)的(de)(de)(de)浸出(chu)(chu)液(ye)也可(ke)和前(qian)述硫(liu)化(hua)鎳礦(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)一樣(yang),采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)萃取(qu)法(fa)凈液(ye)分離提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
加壓(ya)酸浸(jin)(jin)法(fa)處理砷(shen)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)是將(jiang)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)用稀硫(liu)酸漿化(hua)(hua)(hua),用高(gao)壓(ya)釜(fu)浸(jin)(jin)出(chu),操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)35公(gong)斤力(li)/厘米(mi)2,溫度(du)190℃,浸(jin)(jin)出(chu)時間(jian)3~4小時,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)95—97%。浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)(ye)除砷(shen)、鐵、銅(tong)(tong)(tong)、鈣等(deng)雜(za)質后,加入液(ye)(ye)氨,使(shi)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)形成鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)氨絡合物(wu),在高(gao)壓(ya)釜(fu)內(nei),用氫(qing)還(huan)原得到鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)粉,操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)50—55公(gong)斤力(li)/厘米(mi)2,溫度(du)190℃。此(ci)法(fa)流程(cheng)簡單(dan),回收率(lv)高(gao),勞動條(tiao)件好。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)提鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)扎伊(yi)爾(er)的(de)(de)盧伊(yi)盧廠(chang)(Luilu CobaltPlant)是世界(jie)上處理銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)最大的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)廠(chang)。銅(tong)(tong)(tong)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)經選(xuan)礦(kuang)(kuang)獲得氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)品位為(wei):銅(tong)(tong)(tong)25%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)1.5%;硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)品位為(wei):銅(tong)(tong)(tong)45%,鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)2.5%。首先(xian)將(jiang)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)在流態化(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒爐內(nei)進行(xing)硫(liu)酸化(hua)(hua)(hua)焙(bei)(bei)燒,然后將(jiang)焙(bei)(bei)砂和氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)一起用銅(tong)(tong)(tong)電解(jie)廢液(ye)(ye)浸(jin)(jin)出(chu)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)中(zhong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)主要呈三價氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)形態,在硫(liu)酸中(zhong)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)很小,但(dan)在銅(tong)(tong)(tong)電解(jie)廢液(ye)(ye)中(zhong)可由(you)其中(zhong)的(de)(de)亞鐵離子(zi)將(jiang)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)還(huan)原,溶(rong)(rong)(rong)(rong)于電解(jie)廢液(ye)(ye)中(zhong),Co?(不(bu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)性(xing))Fe?→Co?(可溶(rong)(rong)(rong)(rong)性(xing))Fe?。鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)率(lv)可達95—96%。含鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)液(ye)(ye)用電解(jie)法(fa)析出(chu)銅(tong)(tong)(tong),而鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)和其他金屬(shu)雜(za)質留在溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)。除雜(za)質后,將(jiang)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)用石灰乳沉淀為(wei)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu),再溶(rong)(rong)(rong)(rong)于硫(liu)酸中(zhong),得到高(gao)濃度(du)的(de)(de)硫(liu)酸鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),最后用不(bu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)陽極電積金屬(shu)鈷(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)。
制造電(dian)池(chi)設備是鈷最(zui)重要(yao)(yao)的用途,使(shi)用量占到全部(bu)鈷使(shi)用量的40%。鈷主要(yao)(yao)用來制作鋰(li)離子電(dian)池(chi)的鈷酸(suan)鋰(li),鎳氫(qing)電(dian)池(chi)的氧(yang)化亞鈷等。含鈷材料(liao)是穩定(ding)的鋰(li)電(dian)池(chi)正極(ji)材料(liao),是電(dian)池(chi)的核心(xin)之一,具有能量密度(du)高和環保(bao)安全性高的特點。
三(san)(san)元(yuan)鋰(li)(li)電(dian)池是(shi)指使用鎳(nie)鈷(gu)錳或者鎳(nie)鈷(gu)鋁(lv)酸(suan)鹽(yan)等(deng)三(san)(san)元(yuan)材料為電(dian)池正極的鋰(li)(li)電(dian)池。相對于(yu)傳統鋰(li)(li)電(dian)池,三(san)(san)元(yuan)鋰(li)(li)電(dian)池具有綜合性(xing)能和低成本的雙重優勢。
鈷常(chang)被(bei)(bei)(bei)添(tian)加到(dao)鋼或者其他合(he)金(jin)(jin)當中(zhong),可以明顯(xian)提高合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)堅硬(ying)程(cheng)度、耐磨程(cheng)度、抗沖擊性(xing)能和(he)韌性(xing)。該合(he)金(jin)(jin)常(chang)常(chang)被(bei)(bei)(bei)熔焊到(dao)其他材(cai)料的(de)(de)表(biao)面,能夠明顯(xian)延長零件(jian)(jian)的(de)(de)使用壽命。大(da)約有20%的(de)(de)鈷被(bei)(bei)(bei)用來制造(zao)這種超級合(he)金(jin)(jin)。含鈷合(he)金(jin)(jin)常(chang)被(bei)(bei)(bei)用來制造(zao)噴氣式飛機渦輪發(fa)動(dong)機的(de)(de)風扇(shan)扇(shan)葉(xie),火(huo)箭和(he)燃氣機輪等設(she)備(bei)的(de)(de)耐熱部件(jian)(jian)等。生活中(zhong)的(de)(de)含鈷鋼刀的(de)(de)耐磨性(xing)和(he)切(qie)割(ge)性(xing)能也更加突出。
鈷(gu)是(shi)(shi)一種(zhong)被(bei)磁(ci)(ci)(ci)化之(zhi)(zhi)后就能長期保持磁(ci)(ci)(ci)性的(de)(de)(de)(de)金屬。鈷(gu)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)優越(yue)磁(ci)(ci)(ci)性,使之(zhi)(zhi)被(bei)大(da)量應用(yong)于(yu)制造(zao)高(gao)性能磁(ci)(ci)(ci)性材料。這(zhe)種(zhong)用(yong)途(tu)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)使用(yong)量大(da)概(gai)占到總(zong)使用(yong)量的(de)(de)(de)(de)5%左右。高(gao)鈷(gu)含量的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性鋼比一般(ban)磁(ci)(ci)(ci)性鋼的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)力密度更(geng)高(gao),而(er)且(qie)在高(gao)溫(wen)條(tiao)件下這(zhe)種(zhong)磁(ci)(ci)(ci)性也不會輕易喪失。大(da)型的(de)(de)(de)(de)永久磁(ci)(ci)(ci)體(ti)大(da)多為含鈷(gu)合金,其中常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)一種(zhong)叫作阿爾尼克(ke)的(de)(de)(de)(de)合金材料,是(shi)(shi)由鈷(gu)、鎳、鋁制造(zao)的(de)(de)(de)(de)堅硬(ying)合金。
鈷(gu)(gu)(gu)被用(yong)(yong)作顏(yan)料的(de)(de)歷史在(zai)西方可(ke)以追溯到(dao)古(gu)埃(ai)及時(shi)期(qi)。在(zai)埃(ai)及法(fa)老圖坦卡蒙的(de)(de)墓穴中有(you)一(yi)小(xiao)塊玻(bo)璃(li)(li)器(qi)物,后來檢(jian)測其深(shen)(shen)藍(lan)(lan)色是因(yin)為(wei)存在(zai)鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)緣故。古(gu)希(xi)臘人和(he)古(gu)羅馬人曾利用(yong)(yong)鈷(gu)(gu)(gu)化合物制造有(you)色玻(bo)璃(li)(li),這(zhe)種(zhong)玻(bo)璃(li)(li)會表現出美麗的(de)(de)深(shen)(shen)藍(lan)(lan)色。而(er)在(zai)中國,鈷(gu)(gu)(gu)及其化合物也(ye)有(you)悠久(jiu)(jiu)的(de)(de)顏(yan)料使用(yong)(yong)史。唐朝著名(ming)的(de)(de)唐三彩,元代的(de)(de)青(qing)花瓷(ci),明代的(de)(de)景泰藍(lan)(lan)無不與含鈷(gu)(gu)(gu)的(de)(de)釉料有(you)關,而(er)這(zhe)種(zhong)鈷(gu)(gu)(gu)顏(yan)料制造出的(de)(de)藍(lan)(lan)色不僅著色率強、發色鮮艷(yan)而(er)且呈色穩定、歷久(jiu)(jiu)彌新(xin)。
鈷(gu)藍化學成(cheng)(cheng)分為鋁(lv)酸鈷(gu),是鋁(lv)和氧化鈷(gu)反應生成(cheng)(cheng)的一(yi)種顏料(liao),表現為藍色(se)(se)或藍綠色(se)(se)調,被(bei)大量作為陶瓷、琺瑯、玻璃等許多材(cai)料(liao)的著色(se)(se)劑(ji)使用。日常生活中見(jian)到的食品用硅(gui)膠干燥劑(ji)中就加入(ru)了氧化鈷(gu),無(wu)水時表現為藍色(se)(se),在(zai)吸取空(kong)氣中的水后變為粉(fen)紅(hong)色(se)(se)。
鈷(gu)紫顏料也(ye)常被用于陶瓷、玻璃等的(de)(de)顏料,其成分為磷酸鈷(gu),為一種(zhong)特殊的(de)(de)紫色顏料。鈷(gu)黑顏料有鐵鈷(gu)黑和鐵鈷(gu)鉻(ge)黑兩種(zhong),主要(yao)用于陶瓷坯(pi)體(ti)和釉料的(de)(de)著色,是由多種(zhong)金屬氧化(hua)物經過高溫(wen)固相反應而(er)生成的(de)(de)高性(xing)能(neng)無(wu)機顏料,具有環保無(wu)毒的(de)(de)優點。
鈷在(zai)醫療(liao)領域也有(you)多(duo)方面的(de)應用(yong),鈷-60放射性(xing)(xing)同位素被用(yong)來(lai)治療(liao)人體的(de)皮膚病(bing)和惡性(xing)(xing)腫瘤(liu);維生素B12(鈷胺(an)素)中(zhong)鈷的(de)含量更是高達(da)4.5%;鈷被用(yong)于制造人工髖關節和膝(xi)關節以及牙料填充劑。具有(you)放射性(xing)(xing)的(de)鈷同位素還被廣泛應用(yong)于輻(fu)照(zhao)食品加工行業(ye),通過(guo)這種輻(fu)照(zhao)技術可(ke)以殺死有(you)害(hai)的(de)細菌(jun)。
鈷(gu)在地殼中的(de)平均含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)0.001%(質量(liang)(liang)),海洋中鈷(gu)總(zong)量(liang)(liang)約23億噸(dun)(dun),自然界已(yi)知含(han)(han)鈷(gu)礦物近百種,但(dan)沒有(you)(you)單獨的(de)鈷(gu)礦物,大多伴生于鎳(nie)、銅、鐵、鉛、鋅、銀(yin)、錳、等(deng)硫(liu)化物礦床中,且含(han)(han)鈷(gu)量(liang)(liang)較低。全(quan)(quan)世界已(yi)探明(ming)鈷(gu)金屬儲(chu)(chu)量(liang)(liang)148萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),中國已(yi)探明(ming)鈷(gu)金屬儲(chu)(chu)量(liang)(liang)僅47萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)。分布于全(quan)(quan)國24個省(區),其(qi)中主要(yao)有(you)(you)甘肅、青(qing)海、山東、云南、湖北、青(qing)海、河北和山西。這七個省的(de)合計儲(chu)(chu)量(liang)(liang)占全(quan)(quan)國總(zong)保有(you)(you)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)的(de)71%,其(qi)中以甘肅儲(chu)(chu)量(liang)(liang)最多,占全(quan)(quan)國的(de)28%。此外,安徽、四(si)川(chuan)、新疆(jiang)等(deng)省(區)也有(you)(you)一定(ding)的(de)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)。世界鈷(gu)產量(liang)(liang)1986年達到(dao)頂(ding)峰3萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),以后不斷(duan)下降,到(dao)1989年只有(you)(you)2.5萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)左右。扎伊(yi)爾和贊(zan)比亞是最大的(de)鈷(gu)生產國,其(qi)產量(liang)(liang)約占世界總(zong)產量(liang)(liang)的(de)70%。
自然界中已(yi)發現的鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)和含鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)共百(bai)余種(zhong),分屬于(yu)單質(zhi)、碳(tan)(tan)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)和硅磷化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、銻(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫銻(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、碲(di)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硒碲(di)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、硒化(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)和含水氧(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)(shen)酸鹽(yan)、碳(tan)(tan)酸鹽(yan)以及硅酸鹽(yan)等(deng)14大類。其中以硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和硫砷(shen)(shen)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)最多,主要的鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)為(wei):硫鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(Co?S?)、纖維(wei)柱石(shi)(CuCo?S?)、輝砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAsS)、砷(shen)(shen)鈷(gu)(gu)礦(kuang)(kuang)(CoAs?)、鈷(gu)(gu)華(3CoO·As?O?·8H?O)等(deng)。
2004年(nian),世界鈷(gu)開(kai)采量為5.24萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)(dun),其中,剛(gang)果開(kai)采1.6萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)(dun),贊比亞(ya)(ya)1萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)(dun),澳大(da)利亞(ya)(ya)6700噸(dun)(dun)(dun)(dun),加拿大(da)5200噸(dun)(dun)(dun)(dun),俄羅斯(si)4700噸(dun)(dun)(dun)(dun)。中國(guo)已探明的(de)鈷(gu)儲量最大(da)的(de)是(shi)甘肅金(jin)(jin)川硫化(hua)鎳(nie)礦中伴生的(de)鈷(gu)。云(yun)南的(de)硅酸鎳(nie)礦以(yi)及四川、山東(dong)、湖(hu)北(bei)、山西、廣東(dong)等地的(de)黃鐵礦中也(ye)含有鈷(gu)。中國(guo)鈷(gu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)資源量約(yue)為140萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)(dun),絕大(da)多數為伴生資源,單獨(du)的(de)鈷(gu)礦床極少(shao)。中國(guo)鈷(gu)礦品位較低,均作為礦山副產(chan)(chan)(chan)(chan)品回收,生產(chan)(chan)(chan)(chan)過程中由(you)于品位低、生產(chan)(chan)(chan)(chan)工藝復雜,因此金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)回收率低、生產(chan)(chan)(chan)(chan)成本高。1996年(nian)中國(guo)鈷(gu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量(鈷(gu)含量)229噸(dun)(dun)(dun)(dun),鈷(gu)硫精礦產(chan)(chan)(chan)(chan)量(鈷(gu)含量)192噸(dun)(dun)(dun)(dun),氧化(hua)鈷(gu)638噸(dun)(dun)(dun)(dun)。2005年(nian)前(qian)后中國(guo)鈷(gu)的(de)年(nian)消(xiao)費量穩定在1200噸(dun)(dun)(dun)(dun)左右,國(guo)內鈷(gu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量包括氧化(hua)鈷(gu)折算為鈷(gu)每年(nian)總計約(yue)600—700噸(dun)(dun)(dun)(dun),國(guo)內鈷(gu)產(chan)(chan)(chan)(chan)量尚(shang)不能滿足國(guo)內需(xu)求,每年(nian)約(yue)有半數需(xu)進口。
鈷(gu)塵(chen)可引起(qi)“硬質合金(jin)病(bing)”("硬金(jin)屬病(bing)"),表現為過敏性(xing)哮喘,呼吸困難、干咳、偶有化學(xue)性(xing)肺(fei)炎(間質性(xing)肺(fei)炎),肺(fei)水腫。脫(tuo)離接觸后癥狀緩解。CoO也可引起(qi)哮喘。
鈷(gu)對皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)的(de)影(ying)響(xiang)主要(yao)為(wei)過(guo)敏性或刺激性皮(pi)(pi)(pi)炎。外露(lu)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)出現紅斑,有輕微(wei)搔癢,常見于(yu)手(shou)、腕(wan)、前臂等部(bu)位和皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)皺折處,多于(yu)夏季發病,患(huan)(huan)者多為(wei)接觸(chu)鈷(gu)的(de)新工人,在上(shang)述皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)病患(huan)(huan)者中(zhong),皮(pi)(pi)(pi)試陽性可證(zheng)明對鈷(gu)過(guo)敏。
吸入醋酸鈷粉塵可(ke)引起(qi)急(ji)性化學性胃(wei)炎癥狀(zhuang),有(you)惡(e)心、嘔吐、上腹(fu)部劇痛,后可(ke)有(you)嘔血及便(bian)血。
誤服鈷鹽,應(ying)洗胃;溶液濺入眼,用清水或生(sheng)理鹽水沖洗至少15分(fen)鐘。
CaNa?-EDTA、CaDTPA、半(ban)胱氨酸(suan)可降(jiang)低鈷毒(du)性(xing),可試用(yong)。皮炎(yan)(yan)可用(yong)乙酸(suan)和(he)尿素霜軟膏涂抹局部。化(hua)學性(xing)肺炎(yan)(yan)和(he)肺水腫患者(zhe)應采用(yong)糖皮質激素治療。
經常注(zhu)射(she)鈷制劑或暴露于過量的原始鈷環(huan)境中(zhong),可引(yin)起鈷中(zhong)毒(du)(du)。兒童對鈷的毒(du)(du)性敏感,應避(bi)免使用(yong)每千克體重超過1mg的劑量。在(zai)缺乏維生素B12和蛋白質以及攝入(ru)酒(jiu)精時,毒(du)(du)性會(hui)增加,這在(zai)酗酒(jiu)者中(zhong)常見。有(you)些鈷化合物可能會(hui)致癌。
少量的(de)(de)鈷(gu)鹽對許多種類的(de)(de)生命體(ti)都是必須(xu)的(de)(de),這其中也包括人類。維生素B12的(de)(de)中心離(li)子就是鈷(gu),在土壤中缺(que)乏鈷(gu)的(de)(de)地區(qu),食草(cao)動物會發育不良(liang)。
鈷是中等(deng)活潑的金(jin)屬元素,有二(er)價(jia)和三價(jia)二(er)種化合價(jia)。鈷可經消化道和呼吸道進入(ru)人體(ti),一般成年人體(ti)內含鈷量為1.1—1.5mg。在血漿中無機(ji)鈷附著(zhu)在白(bai)蛋白(bai)上,它最初貯存(cun)于(yu)(yu)(yu)肝和腎,然后貯存(cun)于(yu)(yu)(yu)骨、脾、胰、小腸以及(ji)其它組織(zhi)(zhi)(zhi)。體(ti)內鈷14%分布于(yu)(yu)(yu)骨骼,43%分布于(yu)(yu)(yu)肌肉組織(zhi)(zhi)(zhi),43%分布于(yu)(yu)(yu)其它軟組織(zhi)(zhi)(zhi)中。
應(ying)按(an)照(GB13690-1992)易(yi)燃易(yi)爆危險(xian)品(pin)規定(ding)辦(ban)理(li),夏季應(ying)早晚運(yun)輸,防止(zhi)陽光曝曬(shai),搬運(yun)中不得(de)過度撞擊、震蕩、不得(de)與(yu)固化(hua)劑同(tong)車運(yun)輸。儲(chu)存于密閉容(rong)器內,存放(fang)在陰涼、通風的庫房。應(ying)與(yu)氧化(hua)劑、酸類分開存放(fang),切忌混儲(chu)。
2017年(nian)10月(yue)27日,世界衛生組織國際癌(ai)癥(zheng)研(yan)究機構公布的致(zhi)癌(ai)物清單初(chu)步整理參考,鈷和(he)鈷化合物在(zai)2B類(lei)致(zhi)癌(ai)物清單中(zhong)。