קובלט מתכת | מאפיינים, ייצור, ויישומים

קובלט הוא מתכת מבריקה, שבירה המשמש לייצור סגסוגות חזקות, קורוזיה וחום עמיד, מגנטים קבועים ומתכות קשות.

מאפיינים

• Atomic Symbol: Co
• מספר אטומי: 27
• מסה אטומית: 58. 93g / mol
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 8. 86g / cm ³ 20 ° C
• נקודת התכה: 2723 ° F (1495 ° C)
• נקודת רתיחה: 5301 ° F (2927 ° C)
• קשיות של Moh: 5

-> ->

תכונות

מתכת קובלט בצבע כסף הוא שביר, יש נקודת התכה גבוהה מוערך עמידות ללבוש שלה ואת היכולת לשמור על חוזקו בטמפרטורות גבוהות.

זהו אחד משלושת המתכות המגנטיות באופן טבעי (ברזל וניקל הוא שני האחרים) ושומר על המגנטיות שלו בטמפרטורה גבוהה יותר (2012 ° F, 1100 ° C) מאשר כל מתכת אחרת. במילים אחרות, קובלט יש את הנקודה הגבוהה ביותר של Curie של כל המתכות. קובלט יש גם תכונות קטליטי יקר

-> ->

היסטוריה

המילה קובלט שתחילתה במונח הגרמני של המאה השש עשרה kobold , כלומר גובלין, או רוח רעה. קובלד שימש כדי לתאר עפרות קובלט, אשר בעת היותו מותך על התוכן הכסוף שלהם, חילק את ארסוני תלת-חמצני ארסי.

היישום המוקדם ביותר של קובלט היה תרכובות המשמשות צבעים כחולים עבור כלי חרס, זכוכית, ו glazes. כלי חרס מצריים ובבליים צבועים בתרכובות קובלט ניתנים לתאריכים 1450 C. C.

בשנת 1735, הכימאי השוודי גיאורג ברנדט היה הראשון לבודד את האלמנט של עפרות נחושת. הוא הראה שהפיגמנט הכחול נבע מקובלט, לא ארסן או ביסמוט כפי שחשבו האלכימאים.

לאחר הבידוד שלה, מתכת קובלט נותר נדיר ורק לעתים רחוקות השתמשו עד המאה ה -20.

זמן קצר לאחר 1900, היזם האמריקאי רכב אלווד היינס פיתחה סגסוגת עמיד בפני קורוזיה חדשה, שהוא מכנה stellite. פטנט בשנת 1907, סגסוגות stellite מכילים קובלט גבוהה תוכן כרום והם לגמרי לא מגנטי.

התפתחות משמעותית נוספת עבור קובלט הגיע עם יצירת מגנטים אלומיניום ניקל קובלט (AlNiCo) בשנות ה -40. מגנטים AlNiCo היו החלפה הראשונה אלקטרומגנטים. בשנת 1970, הענף השתנה עוד יותר על ידי פיתוח של מגנטים samarium-cobalt, אשר סיפק בעבר unstievable אנרגיה צפיפות מגנט.

החשיבות התעשייתית של קובלט הובילה בלונדון מתכת Exchange (LME) מציגה חוזים עתידיים קובלט בשנת 2010.

ייצור

קובלט מטבע הדברים מתרחשת נייטרלי הנושאים ניטרלית ניקל גופרתי נחושת הפקדות, ולכן, הוא רוב לעתים קרובות חילוץ כמו תוצר לוואי של ניקל ונחושת. לדברי קובלט פיתוח המכון, כ 48% של ייצור קובלט שמקורה עפרות ניקל, 37% מן עפרות נחושת ו 15% מן הייצור קובלט העיקרי.

עפרות העיקריות של קובלט הם cobaltite, erythrite, glaucodot, ו skutterudite.

טכניקת החילוץ המשמשת לייצור מתכת קובלט מזוקקת תלויה בשאלה האם חומר הזנה הוא בצורת (1) עפרות נחושת קובלט גופרית, (2) קובלט-ניקל גופרתי להתרכז, (3) עפרות ארסניד או (4) עפרות ניקל-עופרת:

1. לאחר cathodes נחושת מיוצרים קובלט המכיל גופרי נחושת, קובלט, יחד עם זיהומים אחרים, נותרים על אלקטרוליט בילה. זיהומים (ברזל, ניקל, נחושת, אבץ) מוסרים קובלט הוא זירז בצורת hydroxide שלה באמצעות סיד. מתכת קובלט אז יכול להיות מעודן מזה באמצעות אלקטרוליזה, לפני שנמחץ degassed לייצר טהור, מתכת כיתה מסחרי.
2. קובלט המכיל עפרות ניקל גופרתי מטופלים באמצעות תהליך שריט, על שמו של שריט גורדון מכרות בע"מ (עכשיו שריט הבינלאומי). בתהליך זה, התרכובת גופרית המכיל פחות מ 1% קובלט הוא הלחץ leached בטמפרטורות גבוהות של פתרון אמוניה. הן נחושת ניקל הן הסיר בסדרה של תהליכי הפחתת כימיים, משאירים רק ניקל וגופרית קובלט. שטיפת לחץ עם אוויר, חומצה גופרתית, אמוניה, משחזרת ניקל יותר לפני אבקת קובלט הוא הוסיף כמו זרע כדי להאיץ קובלט באווירה גז מימן.
3. עפרות Arsenide הם קלויים כדי להסיר את רוב תחמוצת ארסן. עפרות מטופלים אז עם חומצה הידרוכלורית ו כלור, או עם חומצה גופרתית, כדי ליצור פתרון ליץ כי הוא מטוהרים. מתוך קובלט זה הוא התאושש על ידי זיקוק אלקטרו או משקעים קרבונט.
4. עפרות עפרה ניקל קובלט יכול להיות מותך ומופרדים באמצעות טכניקות pyrometallurgical או טכניקות hydrometurgurgical, אשר משתמשים חומצה גופרתית או פתרונות אמוניה ליץ '.

על פי ארה"ב גיאולוגי סקר (USGS) הערכות, הייצור העולמי שלי של קובלט היה 88, 000 טון בשנת 2010. עפרות קובלט הגדולות לייצר מדינות באותה תקופה היו הרפובליקה הדמוקרטית של קונגו (45, 000 טון), זמביה (11, 000) וסין (6, 200).

זיקוק קובלט לעתים קרובות מתרחש מחוץ למדינה שבה עפרות או קובלט להתרכז מיוצר בתחילה. בשנת 2010, מדינות לייצר את הסכומים הגדולים ביותר של קובלט מזוקק היו סין (33, 000 טון), פינלנד (9, 300) ו זמביה (5, 000). היצרנים הגדולים של קובלט מזוקק כוללים OM הקבוצה, שריט הבינלאומי, Xstrata ניקל ו Jinchuan הקבוצה.

יישומים

Superalloys, כגון stellite, הם הצרכן הגדול ביותר של מתכת קובלט, המהווה כ -20% של הביקוש. רובם עשויים ברזל, קובלט וניקל, אך מכילים כמויות קטנות יותר של מתכות אחרות, כולל כרום, טונגסטן, אלומיניום, טיטניום, אלה סגסוגות ביצועים גבוהים עמידים לטמפרטורות גבוהות, קורוזיה ללבוש, והם משמשים לייצור להבים טורבינה עבור מנועי סילון, חלקי מכונות קשיחים, שסתומי פליטה וחביתות.

עוד שימוש חשוב עבור קובלט הוא ללבוש עמידים סגסוגות (E. ויטאליום), אשר ניתן למצוא אורתופדי שיניים שתלים, כמו גם ירכיים תותבים וברכיים.

Hardmetals, שבו קובלט משמש כחומר מחייב, צורכים כ 12% מכלל קובלט. אלה כוללים קרביד מבודדים וכלים יהלומים המשמשים חיתוך יישומים וכלי מכרות.

קובלט משמש גם לייצור מגנטים קבועים, כגון AlNiCo שהוזכרו לעיל, מגנט קוביות סאמריום. מגנטים חשבון עבור 7% של הביקוש מתכת קובלט משמשים מדיה הקלטה מגנטית, מנועים חשמליים, כמו גם גנרטורים.

למרות השימושים הרבים עבור מתכת קובלט, היישומים העיקריים של קובלט הם במגזר הכימי, המהווה כמחצית מכלל הביקוש העולמי. כימיקלים קובלט משמשים cathodes מתכתי של סוללות נטענות, כמו גם זרזים פטרוכימיים, פיגמנטים קרמיים decolorizers זכוכית.

_{מקורות:}

_{יאנג, רולנד ס קובלט . ניו יורק: Reinhold הוצאת קורפ 1948.}

_{דייוויס, ג 'וזף R. ASM מיוחדים חוברת: ניקל, קובלט, וסגסוגות שלהם . ASM הבינלאומי: 2000.}

_{Darton סחורות בע"מ: סקירה שוק קובלט 2009 .}

_{עקוב אחר Terence ב- Google+}