Cobalt ni chuma chenye shiny, yenye brittle ambayo hutumiwa kuzalisha alloys kali, kutu na sindano , sumaku za kudumu na metali ngumu.
Mali
- Symbol Atomic: Co
- Nambari ya Atomiki: 27
- Masi ya atomiki: 58.93g / mol
- Jamii ya kipengele: Upepo wa chuma
- Uzito wiani: 8.86g / cm 3 kwa 20 ° C
- Kiwango Kiwango: 2723 ° F (1495 ° C)
- Point ya kuchemsha: 5301 ° F (2927 ° C)
- Ugumu wa Moh: 5
Tabia
Dhahabu ya rangi ya cobalt ni ya brittle, ina kiwango kikubwa cha kiwango na ina thamani ya upinzani wake wa kuvaa na uwezo wa kuhifadhi nguvu zake kwa joto la juu.
Ni mojawapo ya metali tatu za kawaida zinazozalisha magnetic ( chuma na nickel kuwa nyingine mbili) na huhifadhi magnetism yake kwa joto la juu (2012 ° F, 1100 ° C) kuliko chuma chochote. Kwa maneno mengine, cobalt ina sehemu ya juu ya Curie ya metali zote. Cobalt pia ina mali muhimu za kichocheo
Historia
Neno la cobalt linatokana na neno la Ujerumani la karne ya kumi na sita la sita, maana ya goblin, au roho mbaya. Kobold ilitumika kuelezea ores cobalt kwamba, wakati akipigwa kwa maudhui yao ya fedha, alitoa trioxide yenye sumu kali.
Matumizi ya awali ya cobalt yalikuwa katika misombo iliyotumiwa kwa rangi ya rangi ya bluu kwa ajili ya udongo, kioo na glazes. Ubunifu wa Misri na Babeli uliofunikwa na misombo ya cobalt unaweza kuanzia 1450 BC
Mnamo mwaka wa 1735, Mtaalam wa Kiswidi Georg Brandt ndiye wa kwanza kutenganisha kipengele cha madini ya shaba . Alionyesha kuwa rangi ya rangi ya bluu ilitoka kwa cobalt, si arsenic au bismuth kama wasomi wa alchemist awali waliamini.
Baada ya kutengwa kwake, chuma cha cobalt kilibakia chache na haitumiwi kutumika hadi karne ya 20.
Muda mfupi baada ya 1900, mjasiriamali wa magari ya Marekani Elwood Haynes alianzisha alloy mpya ya kutu ya kutu, ambayo aliiita kama stellite. Iliyothibitishwa mwaka wa 1907, alloys ya stellite yana maudhui ya cobalt na chromiamu yaliyo na sio magnetic kabisa.
Ufanisi mwingine muhimu kwa cobalt ulikuja na uumbaji wa sumaku ya alumini -nickel-cobalt (AlNiCo) katika miaka ya 1940. Magumu ya AlNiCo yalikuwa ni nafasi ya kwanza ya umeme. Mwaka wa 1970, sekta hiyo ilibadilishwa zaidi na maendeleo ya sumaku za samarium-cobalt, ambazo zilizotolewa na nguvu za kutosha za umeme za sumaku.
Umuhimu wa viwanda wa cobalt ulipelekea London Metal Exchange (LME) kuanzisha mikataba ya hatima ya cobalt mwaka 2010.
Uzalishaji
Cobalt kawaida hutokea katika laterites yenye kuzaa nickel na amana za sulfidi za shaba ya nickel na hivyo, mara nyingi hutolewa kama bidhaa ya nickel na shaba. Kwa mujibu wa Taasisi ya Maendeleo ya Cobalt, karibu 48% ya uzalishaji wa cobalt hutoka kwa ores ya nickel, 37% kutoka kwa ores ya shaba na 15% kutoka kwa uzalishaji wa msingi wa cobalt.
Ores kuu ya cobalt ni cobaltite, erythrite, glaucodot, na skutterudite.
Njia ya uchimbaji inayotumiwa kuzalisha chuma cha cobalt iliyosafishwa inategemea kama vifaa vya malisho vinavyofanana (1) madini ya shaba-cobalt sulfide, (2) makadirio ya sulfidi ya cobalt-nickel, (3) arsenide ore au (4) nickel-laterite ore:
- Baada ya cathodes ya shaba huzalishwa kutoka sulfuri za shaba za cobalt, cobalt, pamoja na uchafu mwingine, huachwa kwenye electrolyte iliyotumiwa. Machafu (chuma, nickel, shaba, zinki ) huondolewa na cobalt huingizwa katika fomu yake ya hidroksidi kwa kutumia chokaa. Cobalt chuma inaweza kisha kusafishwa kutokana na hii kwa kutumia electrolysis, kabla ya kuwa na kusagwa na degassed kuzalisha safi, biashara ya daraja chuma.
- Oresini ya sickide ya nickel sulfidi hutumiwa kwa kutumia mchakato wa Sherritt, jina lake baada ya Sherrit Gordon Mines Ltd. (sasa ni Sherritt International). Katika mchakato huu, kisaikolojia ya sulfidi iliyo na chini ya 1% cobalt ni shinikizo lililopandwa kwa joto la juu katika suluhisho la amonia. Shaba na nickel zote mbili zimeondolewa katika mfululizo wa michakato ya kupunguza kemikali, na kuacha sulfidi tu ya nickel na cobalt. Pembejeo ya kulevya na hewa, asidi ya sulfuriki, na amonia huokoa nickel zaidi kabla ya unga wa cobalt huongezwa kama mbegu ili kuzuia cobalt katika hali ya gesi ya hidrojeni.
- Ores Arsenide ni kuchomwa ili kuondoa wengi wa oksidi ya arsenic. Ores kisha kutibiwa na asidi hidrokloriki na klorini, au kwa asidi ya sulfuriki, ili kuunda ufumbuzi wa leach unaotakaswa. Kutoka kwa cobalt hii hupatikana kwa kutumia electrorefining au carbonate precipitation.
- Nickel-cobalt laterite ores inaweza kuchujwa na kutengwa kwa kutumia mbinu pyrometallurgical au mbinu hydrometallurgical, ambayo hutumia sulfuriki asidi au ufumbuzi amonia.
Kulingana na makadirio ya US Geological Survey (USGS), uzalishaji wa mgodi wa kimataifa wa cobalt ulikuwa tani 88,000 mwaka 2010. Nchi kubwa zaidi ya madini ya cobalt inayozalisha wakati huo ilikuwa Jamhuri ya Kidemokrasia ya Kongo (tani 45,000), Zambia (11,000) na China (6,200 ).
Uboreshaji wa Cobalt hufanyika mara nyingi nje ya nchi ambako mafuta au cobalt huzingatia hutolewa. Mwaka 2010, nchi zinazozalisha kiasi kikubwa cha cobalt iliyosafishwa ilikuwa China (tani 33,000), Finland (9,300) na Zambia (5,000). Wazalishaji wengi wa cobalt iliyosafishwa ni pamoja na OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel na Jinchuan Group.
Maombi
Superalloys, kama stellite, ni watumiaji wengi wa chuma cha cobalt, uhasibu kwa asilimia 20 ya mahitaji. Inajulikana sana kwa chuma, cobalt na nickel, lakini yenye kiasi kidogo cha metali nyingine, ikiwa ni pamoja na chromium , tungsten , aluminium, na titanini , alloys haya ya juu ya utendaji yanakabiliwa na joto la juu, kutu na kuvaa, na hutumiwa kutengeneza vile vile vya turbine injini za ndege, sehemu za ngumu za mashine, vifungo vya kutolea nje, na mapipa ya bunduki.
Matumizi mengine muhimu kwa cobalt ni katika alloys sugu (kwa mfano Vitallium), ambayo yanaweza kupatikana katika meno ya meno na meno, pamoja na vidonge vya magonjwa na magoti.
Vipindi vilivyotumiwa, ambayo cobalt hutumiwa kama nyenzo za kisheria, hutumia takriban 12% ya cobalt jumla. Hizi ni pamoja na carbides iliyoimarishwa na zana za almasi ambazo zinatumika katika kukata maombi na zana za madini.
Cobalt pia hutumiwa kuzalisha sumaku za kudumu, kama vile AlNiCo zilizotaja hapo awali na sumaku za samarium-cobalt. Majarida ya akaunti ya 7% ya mahitaji ya chuma ya cobalt na hutumiwa katika vyombo vya habari vya kurekodi magneti, motors umeme, na jenereta.
Licha ya matumizi mengi ya chuma cha cobalt, maombi ya msingi ya cobalt ni katika sekta ya kemikali, ambayo inachukua karibu nusu ya mahitaji ya jumla ya kimataifa. Kemikali za cobalt hutumiwa katika cathodes za chuma za betri zinazoweza kutoweka, pamoja na kichocheo cha petrochemical, rangi za kauri, na vioo vya kioo.
Vyanzo:
Vijana, Roland S. Cobalt . New York: Reinhold Publishing Corp 1948.
Davis, Kitabu cha Maalum ya ASM ya JosephM ASM: Nickel, Cobalt, na Alloys yao . ASM Kimataifa: 2000.
Darton Bidhaa Ltd .: Cobalt Market Review 2009 .