Kobalt adalah logam berkilat dan rapuh yang digunakan untuk menghasilkan aloi kuat, kakisan dan tahan haba, magnet kekal dan logam keras.
Hartanah
- Simbol Atom: Co
- Nombor Atom: 27
- Jisim Atom: 58.93g / mol
- Kategori Unsur: Peralihan logam
- Ketumpatan: 8.86g / cm 3 pada 20 ° C
- Takat Lebur: 2723 ° F (1495 ° C)
- Titik didih: 5301 ° F (2927 ° C)
- Kekerasan Moh: 5
Ciri-ciri
Logam kobalt berwarna perak rapuh, mempunyai titik lebur yang tinggi dan dinilai untuk rintangan haus dan keupayaan untuk mengekalkan kekuatan pada suhu tinggi.
Ia adalah salah satu daripada tiga logam magnetik yang secara semulajadi ( besi dan nikel menjadi dua yang lain) dan mengekalkan kemagnetannya pada suhu yang lebih tinggi (2012 ° F, 1100 ° C) daripada logam lain. Dengan kata lain, kobalt mempunyai Titik Curie tertinggi semua logam. Kobalt juga mempunyai sifat pemangkin berharga
Sejarah
Perkataan kobalt bermula pada abad ke-16 Jerman istilah kobold , yang bermaksud goblin, atau roh jahat. Kobold digunakan untuk menggambarkan bijih kobalt yang, ketika sedang dicelupkan untuk kandungan perak mereka, melepaskan trioksida arsenik beracun.
Penggunaan terawal kobalt adalah dalam sebatian yang digunakan untuk pewarna biru untuk tembikar, kaca, dan glazes. Tembikar Mesir dan Babilonia yang dicelup dengan sebatian kobalt boleh bertarikh kembali ke 1450 SM
Pada tahun 1735, ahli kimia Sweden, Georg Brandt merupakan yang pertama mengasingkan unsur dari bijih tembaga . Dia menunjukkan bahawa pigmen biru timbul dari kobalt, bukan arsenik atau bismut sebagai alkimia yang pada awalnya dipercayai.
Selepas pengasingannya, logam kobalt kekal jarang dan jarang digunakan sehingga abad ke-20.
Tidak lama selepas tahun 1900, usahawan automotif Amerika Syarikat, Elwood Haynes membangunkan aloi tahan kakisan yang baru, yang dikenali sebagai stellite. Dipatenkan pada tahun 1907, aloi stellite mengandungi kandungan kobalt dan kromium yang tinggi dan tidak sepenuhnya magnetik.
Satu lagi perkembangan penting untuk kobalt datang dengan penciptaan magnet aluminium -nickel-kobalt (AlNiCo) pada tahun 1940-an. Magnet AlNiCo adalah pengganti pertama untuk elektromagnet. Pada tahun 1970, industri ini terus diubah dengan pembangunan magnet samarium-kobalt, yang memberikan ketumpatan tenaga magnet yang tidak dapat dicapai sebelum ini.
Kepentingan industri kobalt mengakibatkan London Metal Exchange (LME) memperkenalkan kontrak niaga hadapan kobalt pada tahun 2010.
Pengeluaran
Kobalt secara semulajadi berlaku pada laterit galas nikel dan deposit nikel-tembaga sulfida dan, oleh itu, paling kerap diekstrak sebagai hasil sampingan nikel dan tembaga. Menurut Institut Pembangunan Cobalt, sekitar 48% pengeluaran kobalt berasal dari bijih nikel, 37% dari bijih tembaga dan 15% daripada pengeluaran kobalt primer.
Bijih utama kobalt adalah cobaltite, erythrite, glaucodot, dan skutterudite.
Teknik pengekstrakan yang digunakan untuk menghasilkan logam kobalt halus bergantung kepada sama ada bahan suapan adalah dalam bentuk (1) bijih tembaga-kobalt sulfida, (2) kobalt-nikel sulfida pekat, (3) bijih arsenida atau (4) nikel-laterit bijih:
- Selepas katod tembaga dihasilkan dari sulfida tembaga yang mengandungi kobalt, kobalt, bersama-sama dengan kekotoran lain, dibiarkan pada elektrolit yang dibelanjakan. Kekotoran (besi, nikel, tembaga, zink ) dikeluarkan dan kobalt dicetuskan dalam bentuk hidroksida menggunakan kapur. Logam kobalt kemudiannya boleh disempurnakan daripada menggunakan elektrolisis ini, sebelum dihancurkan dan dimakan untuk menghasilkan logam gred komersial yang murni.
- Sulaman nikel sulfida yang mengandungi kobalt dirawat dengan menggunakan proses Sherritt, dinamakan sempena Sherrit Gordon Mines Ltd. (kini Sherritt International). Dalam proses ini, pekat sulfida yang mengandungi kurang daripada 1% kobalt adalah tekanan terlarut pada suhu tinggi dalam larutan ammonia. Kedua-dua tembaga dan nikel kedua-duanya dikeluarkan dalam siri proses pengurangan kimia, hanya meninggalkan nikel dan sulfida kobalt. Peleburan tekanan dengan udara, asid sulfurik, dan ammonia pulih lebih banyak nikel sebelum serbuk kobalt ditambah sebagai benih untuk menumpahkan kobalt dalam suasana gas hidrogen.
- Biji arsenida dipanggang untuk mengeluarkan sebahagian besar oksida arsenik. Bijih kemudian dirawat dengan asid hidroklorik dan klorin, atau dengan asid sulfurik, untuk menghasilkan penyelesaian larutan yang disucikan. Daripada kobalt ini diperolehi oleh pemendakan electrorefining atau karbonat.
- Bahan bijih nikel nikel-kobalt boleh dicairkan dan dipisahkan menggunakan teknik pyrometallurgical atau teknik hidrometalurgi, yang menggunakan larutan asid sulfurik atau larutan ammonia.
Mengikut anggaran US Geological Survey (USGS), pengeluaran kobalt di dunia adalah 88,000 ton pada tahun 2010. Negara penghasil bijih kobal terbesar pada masa itu adalah Republik Demokratik Kongo (45.000 ton), Zambia (11,000) dan China (6,200 ).
Penapisan kobalt sering berlaku di luar negara di mana pekat bijih atau kobalt mula dihasilkan. Pada tahun 2010, negara-negara yang menghasilkan jumlah terbesar kobalt halus ialah China (33,000 tan), Finland (9,300) dan Zambia (5,000). Pengeluar terbesar kobalt ditapis termasuk OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel dan Jinchuan Group.
Permohonan
Superalloys, seperti stellite, adalah pengguna logam kobalt terbesar, yang menyumbang kira-kira 20% daripada permintaan. Terutama diperbuat daripada besi, kobalt dan nikel, tetapi mengandungi jumlah logam lain yang lebih kecil, termasuk kromium , tungsten , aluminium dan titanium , aloi berprestasi tinggi ini tahan terhadap suhu tinggi, kakisan dan pakai, dan digunakan untuk mengeluarkan bilah turbin untuk enjin jet, bahagian-bahagian mesin yang keras, injap ekzos, dan tong pistol.
Satu lagi penggunaan penting untuk kobalt adalah dalam aloi tahan haus (contohnya Vitallium), yang boleh didapati di ortopedik dan implan pergigian, serta pinggul dan lutut prostetik.
Hardmetals, di mana kobalt digunakan sebagai bahan mengikat, menggunakan kira-kira 12% daripada jumlah kobalt. Ini termasuk kitaran karbida dan alat berlian yang digunakan untuk memotong aplikasi dan alat perlombongan.
Kobalt juga digunakan untuk menghasilkan magnet tetap, seperti magnet AlNiCo dan samarium-kobalt yang telah disebutkan sebelumnya. Magnet menyumbang 7% permintaan logam kobalt dan digunakan dalam media rakaman magnet, motor elektrik, serta penjana.
Meskipun terdapat banyak kegunaan logam kobalt, aplikasi utama kobalt berada dalam sektor kimia, yang menyumbang kira-kira separuh dari jumlah permintaan global. Bahan kimia kobalt digunakan dalam katod metalik bateri yang boleh dicas semula, serta dalam pemangkin petrokimia, pigmen seramik, dan penyekat kaca.
Sumber:
Young, Roland S. Cobalt . New York: Reinhold Publishing Corp 1948.
Davis, Joseph R. Buku Panduan Khas ASM: Nikel, Kobalt, dan Padanya . ASM International: 2000.
Darton Commodities Ltd .: Kajian Pasar Cobalt 2009 .