第一節(jié)產(chǎn)品定義、性能及應用特點

1、產(chǎn)品定義

鈷鹽是指鈷離子和酸根構成的物質,其中也可以含有一定比例的其它離子。鈷鹽的種類十分繁多，有許多不同的種類。鈷鹽有CoX2，CoF2，CoCl2，CoBr2，CoI2，CoOCo(OH)2，CoCO3，Co(NO3)2，CoSO4等等許多的類型。

2、性能

鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，熔點1493℃、比重8.9,比較硬而脆，鈷是鐵磁性的,在硬度、抗拉強度、機械加工性能、熱力學性質、的電化學行為方面與鐵和鎳相類似。加熱到1150℃時磁性消失。鈷的化合價為2價和3價。在常溫下不和水作用，在潮濕的空氣中也很穩(wěn)定。在空氣中加熱至300℃以上時氧化生成CoO，在白熱時燃燒成Co3O4。氫還原法制成的細金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。

1）二價

（1）CoX2

均可由CoO與HX酸得到。

CoF2： 粉紅色固體，溶點1200度，可以形成2、3、4水合物，可溶于水。熾熱的CoF2可以與水蒸氣水解，超過300度時CoF2可被H2還原。由Co與F2在一定溫度下得到的晶狀CoF2微溶。

CoCl2：藍色固體，熔點724度，可以形成1(藍紫)、2(紫)、4、6(粉紅)水合物。6水合物在HCl氣流中加熱脫水可得無水鹽，易溶于水、乙醚

CoBr2：綠色固體，熔點678度，可以形成2、6(紅)水合物，易溶于水，和大部分極性有機溶劑。

CoI2：藍黑色固體，熔點515度，可以形成2(綠)、4(綠)、6(暗紅)水合物。溶解得粉紅色溶液，但若將CoI2高真空升華，得另一變體，該變體在水中溶解得無色不穩(wěn)定溶液，加熱該溶液又變?yōu)榉奂t色，目前尚不知此變體結構。

（2）氧化物

CoO：將Co粉末在水蒸汽中加熱或分解Co(OH)2可制得橄欖綠色的CoO粉末。400度以上在空氣中被氧化成Co3O4。

（3）氫氧化物

Co(OH)2兩性物質，粉紅色，在低溫下可能由Co2+和OH-得到不穩(wěn)定的藍色變體。長時間加熱即轉化為粉紅色。溶于OH-可得藍色Co(OH)4^2-的溶液。懸浮的Co(OH)2易被空氣氧化成棕色的CoO(OH)。

（4）含氧酸鹽

CoCO3 ：自然界中為棱鈷礦，過飽和CO2中(通常高壓CO2)以NaHCO3與Co2+反應可制得紫紅色六水合碳酸鹽，如不用CO2,則得堿式鹽，六水合鹽于150度脫水，400度會分解成CoO。

Co(NO3)2 ：六水合物呈紅色，加熱至56度失去3個水，更高溫度會分解。無水鹽的制備是將水合鹽溶解到濃硝酸中，然后通入N2O5.或將Co溶解在N2O5的乙酸乙酯溶液中.后者制得的是紫色的Co(NO3)2•2N2O4，真空加熱至150度將N2O4脫去。

CoSO4：七水合物呈橙紅色，加熱至41度得6水合物，高于70度分解為1水合物，高于250度得無水鹽。易溶于水，不溶于有機溶劑。

2）三價

（1）CoX3

CoF3：CoF2與F2在250度反應，迅速被氧化而得淺棕色粉末。遇到少量水顏色變深，放入水中劇烈反應放出氧氣。CoF3在有機中用于氟化試劑，400度時可將所有烴中的H換成F以制備氟代烴。將CoF2在飽和HF中電解可得CoF3•3.5H2O，這個物質遇水分解，不溶于有機溶劑。

CoCl3極不穩(wěn)定，性質難以知道。

（2）氧化物或氫氧化物

Co2O3或Co(OH)3，這兩種寫法均不確切。用H2O2氧化Co(OH)2可得一種棕黑色粉末，于150度干燥得Co2O3•H2O或寫成CoO(OH)，進一步加熱則分解產(chǎn)生氧氣。

（3）含氧酸鹽

Co(NO3)3 用N2O5與CoF2反應制得無水鹽。該鹽在較低溫度下就能揮發(fā)，并能與一些有機溶劑劇烈反應，與水也劇烈反應。可用電解法制得其溶液，但不穩(wěn)定，無法得到水合鹽晶體。

Co2(SO4)3 電解或用O3氧化CoSO4溶液可得藍色18水合物Co2(SO4)3•18H2O，在水中分解放出氧氣，但在稀硫酸中很穩(wěn)定，是最穩(wěn)定的Co3+鹽之一。

3、應用特點

鈷鹽的作用非常重要。

1）金屬鈷粉可作有機（烯、炔等）加氫催化劑，金屬鈷可作特種鋼等用于軍用等 行業(yè) 。

2）碳酸鈷、草酸鈷等可以煅燒得到四氧化三鈷（可進一步合成鈷酸鋰——電池正極材料），也是一種磁性材料。

3）三氧化二鈷用作顏料和陶瓷釉料等。還可用作氧化劑和催化劑。高活性氧化亞鈷是MN/Ni電池正極材料的活性添加劑，其作用可大大提高Ni(OH)的利用率，從而大大提高電池的容量和充放電周期，是生產(chǎn)MN/Ni電池不可缺少的活性材料。

4）硫酸鈷用于制陶瓷釉料、油漆催干劑和鍍鈷，也可用作飼料添加劑，堿性蓄電池得添加劑等。和氯化鈷主要被電池廠家做鈷酸鋰用，也用作玻璃和陶瓷著色劑、電鍍、油漆催干劑、氨氣吸收等。制造鈷催化劑，制造變色硅膠干濕指示劑，制造隱顯墨水。在醫(yī)藥上刺激骨髓促進紅細胞的生成。用于再生障礙性貧血、腎性貧血。

5）四羰基合鈷是有機合成的重要催化劑，也用作高分子聚合的催化劑、汽油抗震劑和制備高純鈷鹽等。

第二節(jié) 發(fā)展歷程

鈷礦物的應用有著悠久的歷史，紀元前埃及人就曾使用鈷藍作為陶瓷制品的著色劑，中國從唐朝起也在陶瓷生產(chǎn)中廣泛應用鈷的化合物作為著色劑。

1735年，瑞典化學家布蘭特（Brandt）首次分離出鈷，1780年伯格曼(Bergman)將鈷確定為一種元素。

德國和挪威最早生產(chǎn)了少量的鈷，1874年開發(fā)了新喀里多尼亞的氧化鈷礦。1903年加拿大安大略北部的銀鈷礦和砷鈷礦（方鈷礦）開始生產(chǎn)，使鈷的世界產(chǎn)量由1904年的16t猛增至1909年的1553t。1920年扎伊爾加丹加省的銅鈷礦帶開發(fā)后，鈷產(chǎn)量一直居世界首位，摩洛哥用砷鈷礦生產(chǎn)鈷，這段時期以火法生產(chǎn)鈷為主。此后，第二次世界大戰(zhàn)前夕，芬蘭從含鈷黃鐵礦燒渣中提鈷，戰(zhàn)后送至西德氯化焙燒處理，直到1968年才建立起科科拉鈷廠。日本、法國、比利時有規(guī)模較大的鈷精煉廠，分別處理菲律賓、澳大利亞、摩洛哥、贊比亞的富鈷中間產(chǎn)物。這種鈷資源國的粗煉和用鈷的發(fā)達工業(yè)國的精煉的鈷冶金格局至今仍占主要地位。近年來，鈷資源豐富國家也相應建立了規(guī)模較大的完整的鈷冶金工廠。現(xiàn)在各種濕法冶金已成為提取鈷的主要方法。

與世界相比，中國的鈷工業(yè)起步較晚。1952年，江西省南昌市五金礦業(yè)公司用簡易鼓風爐熔煉鈷土礦產(chǎn)出鈷鐵。1956年按此工藝建設了江西冶煉廠，產(chǎn)出的鈷鐵送至上海三英電冶廠（上海冶煉廠前身）處理。廣東梅縣也用同樣工藝從鈷土礦熔煉出鈷鐵送潮州冶煉廠處理生產(chǎn)工業(yè)氧化鈷。

1954年，沈陽冶煉廠以濕法煉鋅鈷渣為原料產(chǎn)出首批電鈷，拉開了中國電鈷生產(chǎn)的序幕，沈陽冶煉廠鋅系統(tǒng)采用黃藥法除鈷產(chǎn)出黃原酸鈷渣，該廠以此鈷渣為原料，通過還原溶解、氧化沉鈷產(chǎn)出含Co 30%～40％的氫氧化鈷，然后再經(jīng)干燥、焙燒、電爐還原熔煉成粗金屬鈷，最后用電解精煉法得到電鈷。1958年，贛州鈷冶煉廠從當?shù)氐拟捦恋V中生產(chǎn)出氧化鈷。由于當?shù)剽捦恋V資源分散，無法大規(guī)模開采，在冶金工業(yè)部安排下，贛州鈷冶煉廠于1960年開始處理從摩洛哥進口的砷鈷礦，這是中國用進口鈷原料生產(chǎn)鈷的開始。1966年，葫蘆島鋅廠首家建成了從鈷硫精礦中回收鈷的車間,以后又陸續(xù)建成了南京鋼鐵廠鈷車間，淄博鈷冶煉廠，湖北光化磷肥廠的鈷車間。

甘肅金川、四川會理、吉林磐石銅鎳礦開發(fā)后，硫化銅鎳礦又成為回收鈷的重要資源。金川有色金屬公司的鈷回收包括從鎳電解系統(tǒng)凈化鈷渣中生產(chǎn)電解鈷和氧化鈷，從轉爐渣提鈷流程產(chǎn)出的富鈷冰銅中生產(chǎn)氧化鈷兩部分。目前，金川有色金屬公司的鈷產(chǎn)量已占全國總產(chǎn)量的70％以上，成為中國鈷生產(chǎn)的重要基地。



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