Кобальт

Властивості кобальту. Загальні відомості.

Кобальт (лат. Cobaltum), Co, хімічний елемент VIII групи періодичної системи, атомний номер 27, атомна маса 58,9332. Назва металу виникла від німецького Kobold - домовик, гном. <!"DOCTYPE HTML PUBLIC -//IETF//DTD HTML//EN">Сполуки кобальту були відомі і застосовувалися в глибокій старовині. Зберігся єгипетський скляний глек, що відноситься до ХV в. до н.е., забарвлений солями кобальту, а також блакитні скловидні цеглини, що містять кобальт. У древній Ассірії, а також в Вавілоне з кобальту виготовляли лазурит - блакитну фарбу, якою обливали керамічні вироби. Ймовірно, початковим матеріалом для отримання кобальтових сполук служив тоді цафер (Zaffer) - сапфір, що містить бісмут і кобальт; звідки, мабуть, і виникли назви фарб - сафлор, шафран і інш. У середні віки гірники знаходили разом з іншими рудами кобальтову "землю", але не знали, що з нею робити. Іноді ця земля була схожа на срібну руду, але не містила ніякого срібла. Домішка кобальтової землі до інших руд заважала виплавці металів: з густим димом (сульфідів і арсенидів), що утворюється втрачалася частина металу, що виплавляється. Ще в IV в. у Псевдодемокріта і інших авторів зустрічаються слова, що означають дим, що утворюється приобпаленні руд, що містять сульфіди арсену. У середні віки німецькі гірники, очевидно, бажаючи підкреслити властивості кобальтових земель, називали їх коб-ольд (або кобельт), що означало підземний гном, глузливий дух, безсовісний шахрай. У древньоруській мові є близькі по значенню слова “кобение” (ворожіння), “кобь” (ворожіння по пташиному польоту); останнє слово цікаво порівняти з сучасною назвою птаха - кобчик.

Кобальт згадується у Бірінгуччо, Василя Валентина, Парацельса і інших авторів XV - XVII ст. У "Алхімічному лексиконі" Руланда (1612) про кобальт говориться: "Кобол кобальт (Koboltum, Kobaltum) або колет (Colletum) -- металева матерія, чорніша за свинець і залізо, що розтягуєтьсяпри нагріванні. Кобальт - чорний, трохи схожа за кольором на золу матерія, яку можна кувати і лити, але вона не володіє металевим блиском, і яка являє собою шкідливу взвісь, що відводить (при плавці) разом з димом хорошу руду". Очевидно, тут говориться про металевий кобальт. Проте в історії хімії прийнято вважати, що металевий кобальт був уперше описаний в 1735 р. упсальским професором Брандтом. У дисертації "Про напівметалах" Брандт вказує, зокрема, що металевий бісмут, що отримуєтьсяз руд не являє собою чистого металу, а містить "кобальтовий корольок" (металевий кобальт). Він же з'ясував, що солі кобальту забарвлюють скло в синій колір. У чистому вигляді металевий кобальт був отриманий Верцеліусом.

У російській літературі XVIII і початку XIX ст. зустрічаються назви кобольт, коболт (Соловйов і Страхов, 1824 і в більш ранніх творах з хімії). Двигубский (1824) вживає назву кобальт; надалі воно стає загальноприйнятим.

У залежності від способу отримання кобальт може являти собою блискучий сріблясто-білий метал з червонуватим відтінком, багато в чому схожий на залізо, або чорно - синій порошок, або ж сіру губчасту і крихку масу. Його щільність становить 8,9 г/см3, температура плавлення - 1494 °С, він володіє феромагнітними властивостями (точка Кюрі 1121 °С). Призвичайній температурі на повітрі хімічно стійкий.

Отримання кобальту

Сировиною для отримання кобальту служать кобальтові руди. До складу руд входять такі мінерали, як кобальтин («кобальтовий блиск» - білі, рожеві зернисті агрегати, кристали, CoAsS, ), так звані «кобальтові квіти» (мінерали малинового кольору твердістю 1,5 - 2,5 і густиною 3,1 підкласу арсенатів - Co3[AsO4]2·8H2O,, крайній член ізоморфного ряду еритрин - анабергіт, Ni3[AsO4]2·8H2O,що є продуктом вивітрювання кобальтина і арсенидів кобальту і ніколу), а також лінеїт, скутерудит, шмальтинхлоантит, пентландит. Як сировина для отримання кобальту може служити пірит (сірчаний колчедан, залізний колчедан), самий поширений мінерал класу сульфідів, FeS2, що міститьдомішки Cu, Au, Fe, Ni, Co і інш. Пірит являє собою латунно-жовті кубічні кристали полігеного походження, твердістю 6-6,5 і густиною 5,0 г/см3. Головні промислові родовища піриту - гідротермальні і метасоматичні.

По концентрації даних мінералів в ґрунті можна судити про масштаби покладів кобальтових руд. У залежності від хімічного складу, розрізнюють три основних типи кобальтових руд: арсенові руди, сірчасті і окислені. Промислові концентрації Со зустрічаються в родовищах ніколу, міді і заліза. Як правило, з 1 тонни руди отримують від 1 до 30 кг кобальту. Серед металів підгрупи заліза кобальт самий рідкісний; вміст його в земній корі не перевищує тисячної частки відсотка. Загальні світові запаси оцінюють в 6 млн. т, причому велика їх частина зосереджена в зарубіжних країнах: Заїрі, Мароко, Замбії, Австралії, Канаді, Індонезії і на Кубі. У Росії найбільшим родовищем кобальтових руд є Норільськоє, а з республік колишнього СРСР значними запасами також володіє Азербайджан ( Дашкесанске родовище ).

Застосування кобальту.

У чистому вигляді кобальт не застосовують, але він є найважливішим компонентом сплавів і спеціальними сталей. Це передусім магнітотверді ( магнитожорсткі ) матеріали - сполукирідкоземельних елементів ( головним чином самарія і ербия ) з кобальтом. Магнітотверді матеріали володіють дуже важливою властивістю: вони здатні намагнічуються