Tudo sobre metal cobalto

O cobalto é um metal brilhante e quebradiço usado para produzir metais fortes, corrosão resistente ao calor ligaspermanente ímãs e metais duros.

• Símbolo atômico: Co
• Número atômico: 27
• Massa atômica: 58,93g / mol
• Categoria do elemento: Metal de transição
• Densidade: 8,86g / cm³ a 20 ° C
• Ponto de fusão: 1495 ° C (2723 ° F)
• Ponto de ebulição: 5301 ° F (2927 ° C)
• Dureza de Moh: 5

O metal cobalto prateado é quebradiço, possui um alto ponto de fusão e é valorizado por sua resistência ao desgaste e capacidade de reter seus força a altas temperaturas.

É um dos três metais magnéticos de ocorrência natural (ferro e níquel sendo os outros dois) e mantém seu magnetismo a uma temperatura mais alta (1100 ° C (2012 ° F)) do que qualquer outro metal. Em outras palavras, o cobalto tem o ponto de cura mais alto de todos os metais. O cobalto também possui propriedades catalíticas valiosas

A palavra cobalto remonta ao termo alemão do século XVI kobold

A primeira aplicação de cobalto foi em compostos utilizados para corantes azuis em cerâmica, vidro e esmaltes. A cerâmica egípcia e babilônica tingida com compostos de cobalto pode ser datada de 1450 a.C.

Em 1735, o químico sueco Georg Brandt foi o primeiro a isolar o elemento de cobre minério. Ele demonstrou que o pigmento azul surgiu do cobalto, não do arsênico ou do bismuto, como os alquimistas originalmente acreditavam. Após seu isolamento, o metal cobalto permaneceu raro e raramente utilizado até o século XX.

Logo após 1900, o empresário automotivo americano Elwood Haynes desenvolveu uma nova liga resistente à corrosão, que ele chamou de stellite. Patenteado em 1907, as ligas de stellite contêm alto teor de cobalto e cromo e são completamente não magnéticas.

Outro desenvolvimento significativo do cobalto veio com a criação de ímãs de alumínio-níquel-cobalto (AlNiCo) na década de 1940. Os ímãs da AlNiCo foram a primeira substituição dos eletroímãs. Em 1970, a indústria foi transformada ainda mais pelo desenvolvimento de ímãs de samário-cobalto, que forneciam densidades de energia de ímã anteriormente inatingíveis.

A importância industrial do cobalto resultou na London Metal Exchange (LME) introduzindo contratos futuros de cobalto em 2010.

O cobalto ocorre naturalmente em lateritas contendo níquel e em depósitos de sulfeto de cobre e níquel e, portanto, é mais frequentemente extraído como subproduto de níquel e cobre. Segundo o Cobalt Development Institute, cerca de 48% da produção de cobalto é originária de minérios de níquel, 37% de minérios de cobre e 15% da produção primária de cobalto.

Os principais minérios de cobalto são cobalto, eritrito, glaucodot e skutterudita.

A técnica de extração usada para produzir metal de cobalto refinado depende se o material de alimentação está na forma de (1) minério de sulfeto de cobre-cobalto, (2) concentrado de sulfeto de cobalto-níquel, (3) minério de arseneto ou (4) níquel-laterita minério:

1. Depois que os cátodos de cobre são produzidos a partir de sulfetos de cobre contendo cobalto, o cobalto, juntamente com outras impurezas, são deixados no eletrólito gasto. Impurezas (ferro, níquel, cobre, zinco) são removidos e o cobalto é precipitado em sua forma de hidróxido usando cal. O metal de cobalto pode então ser refinado usando eletrólise, antes de ser triturado e desgaseificado para produzir um metal puro e comercial.
2. Minérios de sulfeto de níquel contendo cobalto são tratados usando o processo Sherritt, em homenagem a Sherritt Gordon Mines Ltd. (agora Sherritt International). Nesse processo, o concentrado de sulfeto contendo menos de 1% de cobalto é lixiviado por pressão a altas temperaturas em uma solução de amônia. Tanto o cobre como o níquel são removidos em uma série de processos de redução química, deixando apenas sulfetos de níquel e cobalto. A lixiviação sob pressão com ar, ácido sulfúrico e amônia recupera mais níquel antes que o pó de cobalto seja adicionado como uma semente para precipitar o cobalto em uma atmosfera de gás hidrogênio.
3. Os minérios de arseneto são torrados para remover a maioria do óxido de arsênico. Os minérios são então tratados com ácido clorídrico e cloro, ou com ácido sulfúrico, para criar uma solução de lixiviação que é purificada. A partir deste cobalto é recuperada por eletrorrefinação ou precipitação de carbonato.
4. Os minérios de laterito de níquel-cobalto podem ser fundidos e separados usando técnicas prometalúrgicas ou hidrometalúrgicas, que usam soluções de ácido sulfúrico ou lixiviação de amônia.

De acordo com as estimativas da US Geological Survey (USGS), a produção global de cobalto em minas foi de 88.000 toneladas em 2010. Os maiores países produtores de minério de cobalto durante esse período foram a República Democrática do Congo (45.000 toneladas), Zâmbia (11.000) e China (6.200).

O refino de cobalto geralmente ocorre fora do país onde o minério ou concentrado de cobalto é produzido inicialmente. Em 2010, os países que produziram as maiores quantidades de cobalto refinado foram China (33.000 toneladas), Finlândia (9.300) e Zâmbia (5.000). Os maiores produtores de cobalto refinado incluem OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel e Jinchuan Group.

Superligas, como o stellite, são o maior consumidor de metal cobalto, respondendo por cerca de 20% da demanda. Predominantemente feito de ferro, cobalto e níquel, mas contendo quantidades menores de outros metais, incluindo crómio, tungstênio, alumínio e titânio, essas ligas de alto desempenho são resistentes a altas temperaturas, corrosão e desgaste e são usadas para fabricar pás de turbina para motores a jato, peças de máquinas de revestimento rígido, válvulas de escape e pistolas barris.

Outro uso importante para o cobalto é nas ligas resistentes ao desgaste (por exemplo, Vitallium), que podem ser encontradas em implantes ortopédicos e dentários, bem como nos quadris e joelhos protéticos.

Os metais duros, nos quais o cobalto é usado como material de ligação, consomem aproximadamente 12% do total de cobalto. Isso inclui carbonetos cimentados e ferramentas de diamante usadas em aplicações de corte e ferramentas de mineração.

O cobalto também é usado para produzir ímãs permanentes, como os ímãs de AlNiCo mencionados anteriormente e ímãs de samário-cobalto. Os ímãs são responsáveis ​​por 7% da demanda de metal cobalto e são usados ​​em meios de gravação magnética, motores elétricos e geradores.

Apesar dos muitos usos para o metal cobalto, as principais aplicações do cobalto são no setor químico, responsável por cerca de metade da demanda global total. Os produtos químicos de cobalto são usados ​​nos cátodos metálicos de baterias recarregáveis, bem como em catalisadores petroquímicos, pigmentos cerâmicos e descolorantes de vidro.

_Fontes:

_{Young, Roland S. Cobalto. Nova York: Reinhold Publishing Corp. 1948.}

_{Joseph Davis Davis Manual Especializado ASM: Níquel, Cobalto e Suas Ligas. ASM Internacional: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Revisão do mercado de cobalto 2009.}