Alt om koboltmetall

Kobolt er et skinnende sprøtt metall som brukes til å produsere sterke, korrosjon og varmebestandig legeringer, permanent magneter og hardmetaller.

• Atomic Symbol: Co
• Atomnummer: 27
• Atommasse: 58,93 g / mol
• Elementkategori: Overgangsmetall
• Tetthet: 8,86 g / cm³ ved 20 ° C
• Smeltepunkt: 1495 ° C (2323 ° F)
• Kokepunkt: 2927 ° C (5301 ° F)
• Mohs hardhet: 5

Sølvfarget koboltmetall er sprøtt, har et høyt smeltepunkt og verdsettes for sin slitestyrke og evne til å beholde sin styrke ved høye temperaturer.

Det er en av de tre naturlig forekommende magnetiske metaller (jern og nikkel å være de to andre) og beholder sin magnetisme ved en høyere temperatur (1100 ° C) enn noe annet metall. Kobolt har med andre ord det høyeste Curie Point av alle metaller. Kobolt har også verdifulle katalytiske egenskaper

Ordet kobolt stammer fra det sekstende århundre tyske begrepet Kobold, som betyr nisser eller ond ånd. Kobold ble brukt til å beskrive koboltmalmer som, selv om de ble smeltet for sølvinnholdet, ga fra seg giftig arsenetrioksid.

Den tidligste bruken av kobolt var i forbindelser som ble brukt til blåfargestoffer i keramikk, glass og glasurer. Egyptisk og babylonsk keramikk farget med koboltforbindelser kan dateres tilbake til 1450 f.Kr.

I 1735 var den svenske kjemikeren Georg Brandt den første som isolerte elementet fra kobber malm. Han demonstrerte at det blå pigmentet oppsto fra kobolt, ikke arsen eller vismut slik alkymister opprinnelig trodde. Etter isolasjonen forble koboltmetall sjelden og ble sjelden brukt før på 1900-tallet.

Rett etter 1900 utviklet den amerikanske bilentreprenøren Elwood Haynes en ny, korrosjonsbestandig legering, som han omtalte som stellitt. Patellert i 1907, inneholder stellittlegeringer høyt kobolt- og krominnhold og er helt ikke-magnetiske.

En annen betydelig utvikling for kobolt kom med etableringen av aluminium-nikkel-kobolt (AlNiCo) magneter på 1940-tallet. AlNiCo-magneter var den første erstatningen til elektromagneter. I 1970 ble industrien ytterligere transformert av utviklingen av samarium-koboltmagneter, som tilførte tidligere uoppnåelige magnetenhetstettheter.

Den industrielle viktigheten av kobolt resulterte i at London Metal Exchange (LME) introduserte kobolt futures kontrakter i 2010.

Kobolt forekommer naturlig i nikkelbærende lateritter og nikkel-kobbersulfidavsetninger, og blir derfor oftest utvunnet som et biprodukt av nikkel og kobber. I følge Cobalt Development Institute stammer omtrent 48% av koboltproduksjonen fra nikkelmalm, 37% fra kobbermalm og 15% fra primær koboltproduksjon.

De viktigste malmene i kobolt er kobaltitt, erytritt, glaukodot og skutteruditt.

Ekstraksjonsteknikken som brukes til å produsere raffinert koboltmetall avhenger av om fôrmaterialet er i form av (1) kobber-kobolt-sulfidmalm, (2) kobolt-nikkel-sulfidkonsentrat, (3) arsenidmalm eller (4) nikkel-lateritt malm:

1. Etter at kobberkatoder er produsert fra koboltholdige kobbersulfider, blir kobolt, sammen med andre urenheter, igjen på den brukte elektrolytten. Urenheter (jern, nikkel, kobber, sinkble fjernet, og kobolt ble utfelt i sin hydroksydform ved bruk av kalk. Koboltmetall kan deretter raffineres fra dette ved bruk av elektrolyse, før det knuses og avgasses for å produsere et rent kommersielt metall.
2. Koboltholdige nikkel sulfidmalmer behandles ved hjelp av Sherritt-prosessen, oppkalt etter Sherritt Gordon Mines Ltd. (nå Sherritt International). I denne prosessen ble sulfidkonsentrat som inneholder mindre enn 1% kobolt trykk utvasket ved høye temperaturer i en ammoniakkoppløsning. Både kobber og nikkel fjernes begge i en serie kjemiske reduksjonsprosesser, og etterlater bare nikkel og kobolt-sulfider. Utlukking av trykk med luft, svovelsyre og ammoniakk utvinner mer nikkel før koboltpulver tilsettes som et frø for å utfelle kobolt i en hydrogengassatmosfære.
3. Arsenidmalm stekes for å fjerne mesteparten av arsenoksyd. Malmene blir deretter behandlet med saltsyre og klor eller med svovelsyre for å lage en utvaskingsoppløsning som blir renset. Fra denne kobolt utvinnes ved elektrorfining eller karbonatutfelling.
4. Nikkel-kobolt-laterittmalmer kan enten smeltes og separeres ved bruk av pyrometallurgiske teknikker eller hydrometallurgiske teknikker, som bruker svovelsyre eller ammoniakkutvaskingsløsninger.

I følge anslagene fra USAs geologiske undersøkelse (USGS) var den globale gruveproduksjonen av kobolt 88 000 tonn i 2010. De største produsentene av koboltmalm i denne perioden var Den demokratiske republikken Kongo (45 000 tonn), Zambia (11 000) og Kina (6 200).

Koboltraffinering foregår ofte utenfor landet der malmen eller koboltkonsentratet først produseres. I 2010 var landene som produserte de største mengdene raffinert kobolt Kina (33 000 tonn), Finland (9 300) og Zambia (5 000). De største produsentene av raffinert kobolt inkluderer OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel og Jinchuan Group.

Superlegeringer, som stellitt, er den største forbrukeren av koboltmetall, og utgjør omtrent 20% av etterspørselen. Overveiende laget av jern, kobolt og nikkel, men inneholder mindre mengder andre metaller, inkludert krom, wolfram, aluminium og titan, disse høyytelseslegeringene er motstandsdyktige mot høye temperaturer, korrosjon og slitasje og brukes å produsere turbinblader for jetmotorer, hardvendte maskindeler, eksosventiler og pistol fat.

En annen viktig bruk for kobolt er i slitesterke legeringer (f.eks. Vitallium), som finnes i ortopediske og tannimplantater, så vel som protesiske hofter og knær.

Hardmetaller, der kobolt brukes som bindemiddel, bruker omtrent 12% av den totale kobolt. Disse inkluderer sementerte karbider og diamantverktøy som brukes i kappeapplikasjoner og gruveverktøy.

Kobolt brukes også til å produsere permanente magneter, for eksempel de tidligere nevnte AlNiCo og samarium-koboltmagneter. Magneter utgjør 7% av koboltmetallbehovet og brukes i magnetiske opptaksmedier, elektriske motorer, så vel som generatorer.

Til tross for de mange bruksområdene for koboltmetall, er koboltens primære bruksområder i den kjemiske sektoren, som utgjør omtrent halvparten av den totale globale etterspørselen. Koboltkjemikalier brukes i metallkatoder i oppladbare batterier, så vel som i petrokjemiske katalysatorer, keramiske pigmenter og glassavfarging.

_kilder:

_{Ung, Roland S. Cobalt. New York: Reinhold Publishing Corp. 1948.}

_{Davis, Joseph R. ASM Spesialhåndbok: Nikkel, kobolt og deres legeringer. ASM International: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Cobalt Market Review 2009.}