鈷華

已知的含鈷礦物約100種。主要的鈷礦物為：硫鈷礦(Co3S4)、纖維柱石(CuCo2S4)、輝砷鈷礦(CoAsS)、砷鈷礦(CoAs2)、鈷華(3CoO·As2O5·8H2O)等。扎伊爾、尚比亞、美國、澳大利亞、菲律賓、摩洛哥、加拿大、芬蘭分佈較多。世界上的主要鈷礦有四種類型：①銅鈷礦，以扎伊爾、尚比亞儲量為最大，扎伊爾的產鈷量佔全世界產量的一半以上；②鎳鈷礦，包括硫化礦和氧化礦；③砷鈷礦；④含鈷黃鐵礦。這些鈷礦含鈷均較低。海底錳結核是鈷的重要遠景資源。

鈷的拉丁文原意就是“地下惡魔”。數百年前，德國薩克森州有一個規模很大的銀銅多金屬礦床開採中心，礦工們發現一種外表似銀的礦石，並試驗煉出有價金屬，結果十分糟糕，不但未能提煉出值錢的金屬，而且使工人二氧化硫等毒氣中毒。人們把這件事說成是“地下惡魔”作祟。在教堂里誦讀祈禱文，為工人解脫“地下惡魔”迫害。這個“地下惡魔”其實是輝鈷礦。1753年，瑞典化學家格·波朗特（G.Brandt）從輝鈷礦中分離出淺玫色的灰色金屬，制出金屬鈷。1780年瑞典化學家伯格曼（T.Bergman）確定鈷為元素。

鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，比較硬而脆，有鐵磁性，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。氫還原法製成的細金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。鈷的資源

鈷華在地殼中含量0.35%（質量），海洋中鈷總量約23億噸，自然界已知含鈷礦物近百種，大多伴生於鎳、銅、鐵、鉛、鋅等礦床中，含鈷量較低。中國已探明鈷金屬估有儲量近數十萬噸。分佈於全國24個省（區），其中主要有甘肅、山東、雲南、湖北、青海、河北和山西。這七個省的合計儲量佔全國總保有儲量的71%，其中以甘肅儲量最多，佔全國的28%。此外，安徽、四川、新疆等省（區）也有一定的儲量。世界鈷產量1986年達到頂峰3萬噸，以後不斷下降，到1989年只有2.5萬噸左右。扎伊爾和尚比亞是最大的鈷生產國，其產量約佔世界總產量的70%。鈷的製取

鈷礦物的賦存狀態複雜，礦石品位低，所以提取方法很多而且工藝複雜，回收率低。一般先用火法將砷鈷精礦、含鈷硫化鎳精礦、銅鈷礦、鈷硫精礦中的鈷富集或轉化為可溶性狀態，然後再用濕法使鈷進一步富集和提純，最後得到鈷化合物或金屬鈷。

鈷是一種化學元素，化學符號Co，原子序數27，原子量58.9332，屬周期系Ⅷ族。1735年瑞典G.布蘭特從輝鈷礦中還原出金屬鈷，其英文名稱來源於德文Kobalt，含義是妖魔，這是因為輝鈷礦中含有砷，損害了礦工的健康。鈷在地殼中的含量為0.0023％，主要礦物有輝鈷礦(CoAsS)、方鈷礦(CoAs3)、砷鈷礦(CoAs2)、鈷土礦（CoO·2MnO2·4H2O）、菱鈷礦(CoCO3)、鈷華(3CoO·As2O5·8H2O)、硫銅鈷礦（CuCo2S4)、硫鈷礦(Co3S4)，海底的錳結核中鈷的儲量很大，是鈷的重要遠景資源。鈷有兩種同位素：鈷59為穩定同位素，鈷60為放射性同位素。鈷是銀灰色有光澤的金屬，熔點1495℃，沸點2870℃，相對密度8.9。有延展性和鐵磁性，常溫下，緻密的金屬鈷在空氣中穩定，高於300℃時，鈷被氧化，極細的粉末狀鈷會自燃。

室溫下鈷不和水作用，赤熱的鈷能分解水，並放出氫氣。鈷溶於稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸，在發煙硝酸中，金屬鈷的表面被鈍化。鈷還能緩慢地與氫氟酸、氨水和氫氧化鈉溶液作用。在加熱時，鈷與硫、氯、溴發生劇烈反應。鈷的氧化態＋1、＋2、＋3、＋4。在簡單化合物中以＋2價最穩定，簡單的＋3價鈷離子是強氧化劑，容易被還原。鈷有三種氧化物：CoO、Co2O3、Co3O4。氫氧化鈷〔Co(OH)2〕是兩性氫氧化物，不溶於水，溶於酸，也溶於濃的強鹼溶液。鈷也是一種成礬元素，硫酸鈷(CoSO4)能與鹼金屬硫酸鹽形成礬[Co(SO4)2]·6H2O(M1為鹼金屬離子)。＋2和＋3價鈷

離子都容易形成穩定的配位化合物，如(en為乙二胺)、Coedta2-(edta為乙二胺四乙酸）。由於水合作用、溶劑化作用和配位作用，鈷鹽在水溶液中呈現多種顏色變化。在加壓下，金屬鈷粉與一氧化碳化合成八羰基二鈷[Co2(CO)8]，它也是一種配位化合物。

鈷礦物的存在狀態較複雜，礦石品位也低，所以提取工藝也很煩瑣。砷鈷礦可先與焦炭、石灰石放在鼓風爐內熔煉，得粗金屬，然後經除雜質和氧化，得氫氧化鈷，加熱成氧化鈷，用木炭加熱還原成金屬鈷。氧化鈷礦可先與焦炭、石灰石混合在電爐中熔煉，生成含鈷合金，再經硫酸溶解和除雜質，得氫氧化鈷后製成金屬鈷。大量鈷用於生產鈷與稀土金屬的永磁合金，磁性很強。鈷與鎳、鉻、鉬、鎢的合金在高溫下強度高、耐熱性能好，用於噴氣飛機和燃氣輪機。鈷60是應用廣泛的放射源，用於輻射育種和防治蟲害，食品輻照保鮮，測定厚度以及放射治療等。

發現過程：1735年，瑞典的布朗特在煅燒鈷礦時得到鈷礦。元素描述：金屬鈷呈銀白色，密度8.9克/厘米3。熔點1495℃，沸點2870℃。化合價2和3。電離能為7.86電子伏特。性硬，具有延展性，其硬度和延展性都比鐵強，但磁性較差。與釤、鎳、鋁等共熔可得良好得磁性鋼。同水和空氣不發生作用，但能迅速地為鹽酸、硫酸和硝酸所侵蝕，還會緩慢地被氫氟酸、氨水和氫氧化鈉所侵蝕，同所有過度元素一樣表現變價，並生成鉻離子和有色地化合物。用來製造超硬耐熱合金、磁性合金、碳化鎢的基體或粘合劑。鈷的合金在高溫下仍能保持其原有的強度和其他有價值的性質。

元素來源：砷鈷礦和輝砷鈷礦是自然界中的主要鈷礦。把輝砷鈷礦或砷鈷灼燒成氧化物後用鋁還原製得。鈷-60通常以中子轟擊金屬鈷製取。

元素用途：幾個世紀以來，藍色的鈷鹽一直賦予瓷器以及琺琅精美的色彩。鈷的合金可以用來製造噴氣飛機的推進器和其他在高溫下運轉的裝置。它的放射性同位素則可用來治療癌症。其他化合物可用作催化劑。60Co是一种放射源，可以代替X射線和鐳用以檢查物體內部的結構，探測物體內部存在的裂縫和異物。元素輔助資料：鈷在地殼中含量不小，大於常見金屬鉛、錫等，但明顯比鐵少得多，而且鈷和鐵的熔點不相上下，因此註定它比鐵發現得晚。可以被磁石吸引。

關於鈷華，古代希臘人和羅馬人曾利用它的化合物製造有色玻璃，生成美麗的深藍色。中國唐朝彩色瓷器上的藍色也是由於有鈷的化合物存在。這些都說明古代勞動人民也早已利用鈷的化合物了。含鈷的藍色礦石輝鈷礦CoAsS，中世紀在歐洲被稱為kobalt，首先出現在16世紀居住在捷克的德國礦物學家阿格里科拉的著作里。這一詞在德文中原意是“妖魔”。這可能是當時認為這種礦石是無用的，而且由於其中含砷，妨害工人的身體健康才使用的。今天鈷的拉丁名稱cobaltum和元素符號Co正是德文中“妖魔”一詞而來。1742年瑞典化學教授布蘭特研究輝鈷礦時，發現了一種不知名的金屬（也就是鈷），他把這種金屬列為半金屬。1780年柏格曼製得純鈷。鈷被確立為一種元素，1789年拉瓦錫首次把它列入元素周期表中。進行鉀元素的焰色反應時需要使用藍色的鈷玻璃，以濾去鈉元素的黃色火焰。

金屬鈷主要用於製取合金。鈷基合金是鈷和鉻、鎢、鐵、鎳組中的一種或幾種製成的合金的總稱。含鈷的一定量鈷的刀具鋼可以顯著地提高鋼的耐磨性和切削性能。含鈷50%以上的司太立特硬質合金即使加熱到1000℃也不會失去其原有的硬度，如今這種硬質合金已成為含金切削工具和鋁間用的最重要材料。在這種材料中，鈷將合金組成中其它金屬碳化物晶粒結合在一起，使合金具更高的韌性，並減少對衝擊的敏感性能，這種合金熔焊在零件表面，可使零件的壽命提高3-7倍。航空航天技術中應用最廣泛的合金是鎳基合金，也可以使用鈷基合金，但兩種合金的“強度機制”不同。含鈦和鋁的鎳基合金強度高是因為形成組成為NiAl(Ti)的相強化劑，當運行溫度高時，相強化劑顆粒就轉入固溶體，這時合金很快失去強度。鈷基合金的耐熱性是因為形成了難熔的碳化物，這些碳化物不易轉為固體溶體，擴散活動性小，在溫度在1038℃以上時，鈷基合金的優越性就顯示無遺。這對於製造高效率的高溫發動機，鈷基合金就恰到好處。在航空渦輪機的結構材料使用含20%-27%鉻的鈷基合金，可以不要保護覆層就能使材料達高抗氧化性。核反應堆供熱汞作使熱介質的渦輪發電機可以不檢修而連續運轉一年以上。據報道美國試驗用的發電機的鍋爐就是用鈷合金製造的。

鈷是磁化一次就能保持磁性的少數金屬之一。在熱作用下，失去磁性的溫度叫居里點，鐵的居里點為769℃，鎳為358℃，鈷可達1150℃。含有60%鈷的磁性鋼比一般磁性鋼的矯頑磁力提高2.5倍。在振動下，一般磁性鋼失去差不多1/3的磁性，而鈷鋼僅失去2%-3.5%的磁性。因而鈷在磁性材料上的優勢就很明顯。鈷金屬在電鍍、玻璃、染色、醫藥醫療等方面也有廣泛應用。鈷還可能用來製造核武器，一種理論上的原子彈或氫彈，裝於鈷殼內，爆炸后可使鈷變成致命的放射性塵埃。

鈷是中等活潑的金屬元素，有二價和三價二種化合價。鈷可經消化道和呼吸道進入人體，一般成年人體內含鈷量為1.1-1.5mg。在血漿中無機鈷附著在白蛋白上，它最初貯存於肝和腎，然後貯存於骨、脾、胰、小腸以及其它組織。體內鈷14%分佈於骨骼，43%分佈於肌肉組織，43%分佈於其它軟組織中。經常注射鈷或暴露於過量的鈷環境中，可引起鈷中毒。兒童對鈷的毒性敏感，應避免使用每千克體重超過1mg的劑量。在缺乏維生素B12和蛋白質以及攝入酒精時，毒性會增加，這在酗酒者中常見。

食物中鈷含量較高者有甜菜、捲心菜、洋蔥、蘿蔔、菠菜、西紅柿、無花果、蕎麥和穀類等，蘑菇含量可達61ug/100g。經口攝入的鈷在小腸上部被吸收，並部分地與鐵共用一個運載通道，在血漿中是附著在白蛋白上。吸收率可達到63%-93%，鐵缺乏時可促進鈷的吸收。鈷主要通過尿液排出，少部分由腸、汗、頭髮等途徑排出，一般不在體內蓄積。

鈷是維生素B12組成部分，反芻動物可以在腸道內將攝入的鈷合成為維生素B12，而人類與單胃動物不能將鈷在體內合成B12。現在還不能確定鈷的其它的功能，但體內的鈷僅有約10%是維生素的形式。已觀察到無機鈷對刺激紅細胞生成有重要的作用。有種貧血用葉酸、鐵、B12治療皆無效，有人用大劑量的二氯化鈷可治療這類貧血。然而，這麼大劑量鈷反覆應用可引起中毒。鈷對紅細胞生成作用的機制是影響腎釋放促紅細胞生成素，或者通過刺激胍循環。還觀察到供給鈷后可使血管擴張和臉色發紅，這是由於腎釋放舒緩肌肽，鈷對甲狀腺的功能可能有作用，動物實驗結果顯示，甲狀腺素的合成可能需要鈷，鈷能拮抗碘缺乏產生的影響。

白雲石重晶石硬石膏黃鉀鐵礬鉻鉛礦白鎢礦鉬鉛礦獨居石銅鈾雲母磷氯鉛礦雲母磷礦磷灰石釩鉛礦臭蔥石藍鐵礦鎳華銅礦

http://www.chemyq.com/xz/xz13/124592ruxfy.htm

http://www.jingxun.net/100ke/se3.asp?/view/434679.htm