Металлургический словарь


Кобальт (со)

[cobalt] — элемент первой триады VIII группы Периодич. системы; ат. н. 27, ат. м. 59,9332; тяж. серебристо-белый металл с розоватым или синеватым отливом. Природный Со содержит два стабильных изотопа: "Со (99,83 %) и "Со (0,17 %); из получ. искусств, радиоакт. изотопов важнейший — '"Со.
Металлич. Со впервые был получен в 1735 г. швед, химиком Г. Брандтом. Содержание Со в земной коре 4 • 10~3 %. Известно > 30 минералов, важнейшие из них — каролит (CuCo2S4), линнеит (СоСО3), скуттерудит (CoAs3). Кобальтовые концентраты содержат 0,13-2 % Со, лишь мышьяковый концентрат — до 17,5 % Со. Минералы Со редки и не образуют значит, рудных скоплений. В большинстве случаев Со является спутником (примесью) в Си-Ni рудах.
Со имеет две модификации: а-Со (< 427 °С) с ГПУ решеткой (а = 250,5 пм и с = 409,8 пм) и р-Со (> 427 *С) с ГЦК решеткой (а = = 354,4 пм); у = 8,8 г/см3, tm = 1494 "С, /„„,, = = 2960 °С, X = 4,878-10~2 Вт/(моль-К); рм.с = 5,68 • мкОм -см (). Со ферромагнитен (точка Кюри 1121 °С). Механич. св-ва Со зависят от способа получения и термич. обр-ки; <тв = 500 МПа для кованого и отоженного Со, 242-260 МПа для литого и ~ 700 МПа для проволоки. Компактный Со при < 300 °С устойчив к действию воды и воздуха; при > 300 "С образует оксиды СоО, Со3О„, Со2О3; при красном калении разлагает водяной пар:
Со + Н2О = СоО + Н2.
Мелкораздробленный Со пирофорен на воздухе при комн. темп-ре. Со уже при 20 "С с С12, Вг2 и 12 образует галогениды; при нагревании с S, Se, P, As, Sb — сульфиды, селе-ниды, фосфиды, арсениды и антимониды, с В — бориды; не взаимод. с водой, р-рами щелочей, карбоновой и плавиковой кислотами, р-ряется разб. к-тами, пассивируется конц. HNO3; поглощает Н2 и N2 без образования соединений; дает непрерывные ряды тв. р-ров с Fe, Ir, Ni, Pd, Pt, обширные области тв. р-ров с Аи, Cr, Os, Re, Ru, интерме-таллич. соединения с Si, Sm, Pr, Nd и не взаимодействует с Ag, Hg, In, Pb, Tl.
Гл. источником промышл. получения ме-таллич. Со служат медно-никелевые руды, содержащие Со как примесь. Переработка этих руд весьма сложна и включает пиро- и гидрометаллургич. способы в завис-ти от состава руды. В конечном итоге получают р-р хлоридов Со и Ni, содержащий примеси Cu2+, Pb2+, Bi3+. Обработкой H2S осаждают сульфиды Си, Pb, Bi, после чего пропусканием хлора переводят Fe2* в Fe3+ и добавл. СаСО3 осаждают Fe(OH)3 и CaHAsO4. От никеля Со отделяют по реакции:
H2O
4NaOH
2СоС12 + NaCIO
= 2Со(ОН),4- + SNaCl.
Почти весь Ni остается в р-ре. Черный осадок Со(ОН)3 прокаливают для удаления влаги; получ. оксид Со3О4 восстанавливают водородом или углеродом. Металлич. Со, содержащий до 2-3 % примесей (Ni,Fe,Cu и др.) м. б. очищен электролизом.
Со применяют гл. образом для получения жаропрочных, коррозионностойких, магнитных и др. спец. сплавов и сталей. Порошкообразный Со, а также Со3О4 служат катализаторами. Фторид CoF3 применяют как сильный фторирующий агент, тернарову синь и особенно силикат Со и калия — как краски в керамической и стекольной пром-ти.