コバルトは、光沢のある脆い金属であり、強く、 腐食性で耐熱性のある合金 、永久磁石および硬質金属を製造するために使用されます。
プロパティ
- 原子シンボル：Co
- 原子番号：27
- 原子質量：58.93g /モル
- 要素カテゴリ：遷移金属
- 密度：20℃で8.86g / cm 3
- 融点：2795°F（1495℃）
- 沸点：5301°F（2927℃）
- モース硬度：5
特性
銀色のコバルト金属は脆く、高い融点を有し、耐摩耗性および高温でその強度を保持する能力のために評価される。
これは、3つの自然界に存在する磁性金属（ 鉄とニッケルが他の2つである）の1つで、他のどの金属よりも高い温度（2012°F、1100°C）でその磁気を保持します。 換言すれば、コバルトは全ての金属のうち最も高いキュリー点を有する。 コバルトは貴重な触媒特性も有する
歴史
コバルトという言葉はゴブリンや悪霊という意味の16世紀のドイツ語のコボルドにまでさかのぼります。 Koboldはコバルト鉱石を記述するために使用され、その銀含有量で製錬されながら有毒な三酸化二ヒ素を放出した。
最も初期のコバルトの用途は、陶器、ガラス、および釉薬用の青色染料に使用された化合物にあった。 コバルト化合物で染められたエジプトとバビロニアの陶器は、紀元前1450年にさかのぼることができます
1735年、スウェーデンの化学者、ゲオルグ・ブラントは銅鉱石から元素を分離した最初の人でした。 彼は、錬金術師がもともと信じていたように、青色の顔料がヒ素やビスマスではなくコバルトから生じたことを実証しました。
単離された後、コバルト金属はめったに残らず、20世紀までめったに使用されなかった。
1900年後半には、アメリカの自動車企業家Elwood Haynesが新しい耐食性合金を開発しました。これをステライトと呼んでいます。 1907年に特許を取得したステライト合金は、コバルトとクロムの含有量が高く、完全に非磁性です。
コバルトのもう1つの重要な発展は、1940年代にアルミニウム - ニッケル - コバルト（AlNiCo）磁石をつくることにあった。 AlNiCo磁石は電磁石の最初の代替品でした。 1970年には、以前は達成できなかった磁石エネルギー密度を実現したサマリウム - コバルト磁石の開発によって、業界はさらに変化しました。
コバルトの工業的重要性は、2010年にコバルト先物契約を導入したロンドン金属取引所（LME）を招いた。
製造
コバルトは、ニッケル含有ラテライトおよびニッケル - 銅硫化物堆積物に天然に存在し、したがって、ニッケルおよび銅の副生成物として最も頻繁に抽出される。 コバルト開発研究所によれば、コバルトの生産量の約48％はニッケル鉱石、37％は銅鉱石、15％はコバルト原産である。
コバルトの主な鉱石は、コバルト石、エリート石、グロコドット、およびスクッテルダムである。
精製されたコバルト金属を製造するために使用される抽出技術は、供給材料が（1）銅 - コバルト硫化鉱石、（2）コバルト - ニッケル硫化物濃縮物、（3）ヒ化鉱石または（4）ニッケル - ラテライト鉱石：
- コバルト含有銅硫化物から銅カソードを製造した後、コバルトは他の不純物とともに使用済み電解液に残る。 不純物（鉄、ニッケル、銅、 亜鉛 ）を除去し、コバルトを石灰を用いてその水酸化物形態で沈殿させる。 コバルト金属は、純粋な商用グレードの金属を製造するために、粉砕され脱気される前に、電解を用いてこれから精製され得る。
- コバルト含有硫化ニッケル鉱石は、Sherrit Gordon Mines Ltd（現Sherritt International）にちなんで命名されたSherrittプロセスを用いて処理される。 このプロセスでは、1％未満のコバルトを含む硫化物濃縮物は、アンモニア溶液中で高温で加圧浸出される。 銅とニッケルの両方は、一連の化学還元プロセスで除去され、ニッケルおよび硫化コバルトのみが残る。 コバルト粉末を添加して水素ガス雰囲気中でコバルトを析出させる前に、空気、硫酸、アンモニアによる加圧浸出により多くのニッケルを回収する。
- ヒ素酸化物は、酸化ヒ素の大部分を除去するために焙煎される。 次いで、鉱石を塩酸および塩素または硫酸で処理して、精製された浸出液を生成する。 このコバルトから、電気精錬または炭酸塩沈殿によって回収される。
- ニッケル - コバルトラテライト鉱石は、高温冶金技術または湿式冶金技術（硫酸またはアンモニア浸出溶液を用いる）を用いて溶融および分離することができる。
米国の地質調査所（USGS）の推定によれば、2010年のコバルトの世界鉱山生産量は8万8,000トンであった。その間に最大のコバルト鉱石生産国はコンゴ民主共和国（45,000トン）、ザンビア（11,000）、中国）。
コバルト精錬は、鉱石またはコバルト濃縮物が最初に製造される国の外で行われることが多い。 2010年には、コバルトの生産量が最も多い国は中国（33,000トン）、フィンランド（9,300）、ザンビア（5,000）でした。 洗練されたコバルトの最大生産者には、OMグループ、Sherritt International、Xstrata Nickel、Jinchuan Groupが含まれます。
アプリケーション
ステライトなどの超合金は、需要の約20％を占めるコバルト金属の最大の消費者である。 主に鉄、コバルト、ニッケルで作られていますが、 クロム 、 タングステン 、アルミニウム、 チタンなどの他の金属が少量含まれています。これらの高性能合金は高温、腐食、摩耗に強く、タービンブレードの製造に使用されます。ジェットエンジン、ハードフェーシング機械部品、排気バルブ、および砲身が挙げられる。
コバルトのもう一つの重要な用途は、整形外科および歯科インプラントならびに人工股関節および膝に見られる耐摩耗性合金（例えば、Vitallium）である。
コバルトが結合材料として使用される硬質金属は、全コバルトの約12％を消費する。 これには、切削用途および採鉱ツールで使用される超硬合金およびダイヤモンド工具が含まれる。
コバルトはまた、前述のAlNiCoおよびサマリウムコバルト磁石のような永久磁石を製造するためにも使用される。 マグネットはコバルト金属需要の7％を占め、磁気記録媒体、電気モーター、発電機に使用されています。
コバルトの多くの用途にもかかわらず、コバルトの主な用途は化学分野であり、これは世界全体の需要の約半分を占めています。 コバルト化学物質は、充電式電池の金属陰極、ならびに石油化学触媒、セラミック顔料、およびガラス脱色剤に使用されている。
ソース：
ヤング、ローランド・コバルト ニューヨーク：Reinhold Publishing Corp. 1948年。
Davis、Joseph R. ASM専門ハンドブック：ニッケル、コバルトおよびそれらの合金 。 ASMインターナショナル：2000。
ダートン商品： コバルトマーケットレビュー2009 。