Prelucrarea cobaltului, prepararea metalului pentru utilizare în diferite produse.
Sub 417 ° C (783 ° F), cobaltul (Co) are o structură hexagonală stabilă de cristal închisă. La temperaturi mai ridicate până la punctul de topire de 1.495 ° C (2.723 ° F), forma stabilă este centrată pe față. Metalul are 12 izotopi radioactivi, dintre care niciunul nu apare în mod natural. Cel mai cunoscut este cobalt-60, care are un timp de înjumătățire de 5,3 ani și este utilizat în medicină și industrie.
Dintre cele trei metale ferromagnetice obișnuite (fier, nichel și cobalt), cobaltul are cel mai înalt punct Curie (adică temperatura peste care proprietățile sale magnetice sunt slăbite). Este unic prin faptul că, adăugat în cantități moderate de fier, crește magnetizarea de saturație a metalului (limita la care poate fi ridicată proprietățile sale magnetice). Aliajele magnetice formează cea mai importantă utilizare a cobaltului.
A doua cea mai importantă ieșire de cobalt este realizarea aliajelor la temperaturi ridicate, în care îmbunătățește rezistența la temperatură ridicată și rezistența la coroziune a aliajelor pe bază de metale mai obișnuite, în special nichel și crom.
Istorie
Minereurile care conțin cobalt au fost folosite încă din antichitate ca pigmenți pentru a conferi o culoare albastră porțelanului și sticlei. Cu toate acestea, abia în 1742, un chimist suedez, Georg Brandt, a arătat că culoarea albastră se datora unui metal neidentificat anterior, cobaltul.
În 1874, producția de cobalt din depozitele europene a fost depășită de producția din Noua Caledonie, iar minereurile canadiene și-au asumat conducerea în jurul anului 1905. Congo (Kinshasa) a fost un producător mondial dominant din 1920. La începutul secolului XXI, China a fost principalul producător de cobalt rafinat, majoritatea originare din Congo (Kinshasa). Alți producători importanți includ Rusia, Australia și Filipine.
Înainte de Primul Război Mondial, cea mai mare parte a producției mondiale de cobalt era consumată în industria ceramică și a sticlei. Cobaltul, sub formă de oxid de cobalt, a servit ca agent de colorare. Din acel moment, cantități crescânde au fost utilizate în aliaje magnetice și cu temperaturi ridicate și în alte aplicații metalurgice; aproximativ 80 la sută din producție este angajată acum în stare metalică.
minereurile
Aproape tot cobaltul este găsit asociat cu minereuri de cupru, nichel sau cupru-nichel.
În corpurile de minereu de cupru din Africa centrală și Rusia, cobaltul se prezintă sub formă de sulfuri (carrollit, linnaeită sau siegenit), minerale de oxid heterogenite (oxid de cobalt hidratat) și asbolit (amestec de mangan și oxizi de cobalt) și carbonat sphaerocobaltite. În minele de cupru-nichel-sulfură de fier din Canada, Australia, Rusia și alte regiuni, cobaltul este prezent în locul nichelului în multe minerale.
Arsenidele de cobalt, cum ar fi smaltitul, șofloritul și skutteruditul, cu cobaltitul sulfoarsenid și eritritul de arsen, sunt minate în Maroc și la o scară mult mai mică în multe alte țări. Acestea sunt singurele minereuri primare de cobalt.
Depozite uriașe care conțin nichel găsite în Noua Caledonie, Cuba, Celebes (Indonezia) și alte regiuni conțin o cantitate mică de cobalt sub formă de minerale de oxid, cum ar fi asbolitul.
Câteva zăcăminte de pirită (disulfură de fier) extrase pentru conținutul lor de sulf conțin suficient cobalt pentru a garanta extragerea acestuia din reziduul prăjit. Sulfurile de cobalt apar ocazional în depozite de plumb în cantități suficiente pentru a justifica recuperarea lor.
Prelucrarea mineralelor
Cele mai importante surse de sulfură, minereurile de cupru-cobalt din Congo (Kinshasa) și Zambia, sunt prelucrate în mod convențional pentru a produce un concentrat de cupru-cobalt. Acesta este apoi tratat prin flotare pentru a separa un concentrat bogat în cobalt pentru tratamentul în circuitul cobaltului. Flotația de separare utilizează agitație pneumatică și mecanică pentru a produce bule de aer care transportă particulele minerale la suprafață. Diferiți reactivi sunt folosiți pentru a atrage mineralele de cobalt în bule, în preferință de cupru. Concentratele de cobalt, care pot conține până la 15% cobalt, sunt apoi prelucrate în continuare, folosind procedee extractive pirometalurgice sau hidrometalurgice.
Extracție și rafinare
Din prelucrarea cuprului și a nichelului
Cobaltul conținut și topit cu concentrat de cupru este oxidat împreună cu fierul în timpul conversiei finale în cupru blister. Se intră apoi în stratul de zgură, care poate fi tratat separat, de obicei într-un cuptor electric, iar cobaltul recuperat prin reducerea cu carbon la un aliaj de cupru-fier-cobalt. În topirea nichelului, cea mai mare parte a cobaltului este recuperată în timpul rafinării electrolitice a nichelului prin precipitare din soluție, de obicei sub formă de hidroxid de cobalt. Dar chiar și în topirea nichelului, cobaltul începe să se oxideze înainte de nichel și poate fi recuperat din zgura convertorului final. În scurgerea nichelului sub presiune de amoniac, cobaltul este recuperat din soluție prin reducerea cu hidrogen sub presiune. În rafinăriile care folosesc o scurgere clorură pentru mată de nichel, extracția cu solvent este utilizată pentru a îndepărta cobaltul direct din soluția gravidă. Soluția concentrată rezultată, după unele purificări, este potrivită pentru recuperarea cobaltului prin electrowinning.
