Miotal cóbalt: Airíonna, Úsáid, agus tábhacht thionsclaíoch

1. Tabhairt isteach

Rianaíonn Cobalt a fhréamhacha go luath sa 18ú haois, Ainmnithe ón nGearmáinis Kobol nó “goblin,“Nod do frustrachas na mianadóirí nuair a dhiúltaigh Ores copar a fháil ach scaoileadh gaile tocsaineacha.

Inniu, Tá cóbalt fíor -riachtanach i dteicneolaíocht nua -aimseartha: Cobhsaíonn sé cadhnraí litiam -ian, Endows Superalloys le hathléimneacht mhór -theochta, Tiomáineann sé príomhchataraí ceimiceacha, agus cuireann sé an gorm domhain íocónach de chriadóireacht agus líocha ar fáil.

2. Cad é Cobalt?

Is gné cheimiceach é cóbalt leis an siombail Co agus an uimhir adamhach 27.

Lonnaithe i ngrúpa 9 den tábla tréimhsiúil, Is deacair é, liath-liath, Miotal trasdula ferromagnetic.

Mar mhiotal trasdula, Taispeánann cóbalt éagsúlacht de stáit ocsaídiúcháin agus cruthaíonn sé comhdhúile iomadúla, a chuidíonn lena raon leathan iarratas.

Sa nádúr, Ní fhaightear cóbalt ina fhoirm íon ach baineann sé go príomha le nicil agus le mianta copair.

Ciallaíonn an comhlachas seo gur fotháirge d'oibríochtaí nicil agus mianadóireachta copair é an chuid is mó de tháirgeadh cóbalt.

Poblacht Dhaonlathach an Chongó (DRD) Is é an táirgeoir cóbalt is mó ar domhan, cuntas a thabhairt ar thart ar thart ar 70% le táirgeadh domhanda le blianta beaga anuas.

I measc na dtíortha móra táirgthe cóbalt eile tá an Rúis, a bhfuil cúlchistí suntasacha cóbalt a bhaineann lena thaiscí miotail grúpa nicil-copper-platinum, agus an Astráil, Is eol dó a mhianta cóbalt ardcháilíochta.

3. Fisiciúil & Airíonna ceimiceacha cóbalt

Is crua é cóbalt, lustránach, Miotal trasdula liath -liath le sraith de thréithe fisiceacha agus ceimiceacha a thacaíonn lena úsáidí tionsclaíocha éagsúla:

4. Táirgeadh agus scagadh cóbalt

Baintear cóbalt go príomha mar fhotháirge ó mhianta copair-chóbalt agus nicil-chóbalt.

Is iad an dá phríomh-theicníc mianadóireachta a úsáidtear le haghaidh mianta cóbalt Mianadóireacht faoi thalamh is mianadóireacht cíoch oscailte.

Is iondúil go n -úsáidtear mianadóireacht faoi thalamh do chomhlachtaí méine níos doimhne, Tiúchan méine níos fearr a thairiscint ach costais oibriúcháin níos airde.

I gcodarsnacht, Tá mianadóireacht clais oscailte níos oiriúnaí do thaiscí gar-dhromchla agus is iondúil go mbíonn sé níos éifeachtaí ó thaobh costais do tháirgeadh ar scála mór.

Nuair a bhaintear an méine, déantar sraith de Próisis mhiotalacha an t -ábhar cóbalt a dheighilt agus a íonú:

Pyrometallurgy

Baineann an teicníc ardteochta seo leis an teicníc ardteochta seo:

• Bruthú: Déantar an méine a théamh le gníomhaire laghdaithe chun miotal a dheighilt ón ábhar máguaird. Úsáidtear an próiseas seo go coitianta le haghaidh mianta suilfíde.
• Ródúlach: Athraíonn suilfídí miotail ina ocsaídí trí théamh i láthair ocsaigine, Aisghabháil níos éasca a chumasú i gcéimeanna ina dhiaidh sin.

Hidriméadcán

Modh níos roghnaíche agus a nglactar go forleathan le haghaidh eastóscadh cóbalt, go háirithe ó mhianta níos déanaí agus ó mhianta ocsaídithe. I measc na bpríomhchéimeanna tá:

• Láisteadh sulfáit: Caitear leis an méine le haigéad sulfarach chun cóbalt a thuaslagadh, mar aon le miotail luachmhara eile cosúil le nicil agus copar.
• Deascadh: Úsáidtear imoibrithe ceimiceacha chun cóbalt a dheighilt go roghnach ón tuaslagán leach, go minic ag táirgeadh hiodrocsaíd cóbalt nó sulfáit mar idirmheánacha.

Scagadh

Tá scagadh riachtanach chun cóbalt ard-íonachta a fháil atá oiriúnach d'iarratais thionsclaíocha agus teicneolaíochta:

• Eastóscadh tuaslagóra: Úsáidtear tuaslagóirí orgánacha chun ian cóbalt a bhaint go roghnach ón gcéim uiscí, eisíontais ar nós iarann a bhaint go héifeachtach, mangainéise, agus copar.
• Leictreamaireacht: An chéim íonaithe deiridh, Sa chás go gcuirtear sruth leictreach díreach ar aghaidh trí thuaslagán ina bhfuil cóbalt chun miotal cóbalt íon a thaisceadh (99.8%–99.99%) ar chatóidí.

5. Gráid agus foirmeacha cóbalt

Tá cóbalt ar fáil i raon gráid agus foirmeacha tráchtála, Gach ceann acu curtha in oiriúint d'úsáidí tionsclaíocha ar leith ag brath ar an íonacht riachtanach, struchtúr fisiciúil, agus comhdhéanamh ceimiceach.

Tacaíonn na malairtí seo le hiarratais i ndéantúsaíocht ceallraí, cóimhiotail ardteochta, leictreonaic, Catalaíoch, agus ábhair mhaighnéadacha.

Anseo thíos tá miondealú ar na gráid agus na cineálacha cóbalt is coitianta:

6. Eochair -chóimhiotail cóbalt

Airíonna uathúla Cobalt-ar nós neart ardteochta, friotaíocht creimthe, feidhmíocht mhaighnéadach, agus friotaíocht a chaitheamh - déan gné riachtanach é i go leor cóimhiotail ardleibhéil.

Superalloys bunaithe ar chóbalt

• Saghas: Tá na cóimhiotail seo deartha chun teochtaí foircneacha agus timpeallachtaí ocsaídeacha a sheasamh, Ag déanamh iad oiriúnach do innill tuirbín agus do chomhpháirteanna aeraspáis.
• Cumadóireachtaí tipiciúla: Co-Cr-W, Co-Ni-Cr, agus co -mo - cóimhiotail ni.
• Airíonna:

• • Neart ardteochta (> 1000° C)
  • Ocsaídiú den scoth agus friotaíocht creimthe
  • Feidhmíocht Dea -Theirmeach Teirmeach

• Feidhmithe:

• • Lanna agus veainí tuirbín innill scaird -innill
  • Tuirbíní gáis tionsclaíocha
  • Líneálacha dócháin agus sciatha teasa

• Cóimhiotail Samplacha: Haléaráin 188, Stéig 21, MAR-M509

Steels ardluais cóbalt ina bhfuil cóbalt (HSS)

• Saghas: Cuirtear cóbalt le HSS chun cruas dearg a fheabhsú - uirlisí a chiallú chun cruas a choinneáil ag teochtaí ardaithe le linn gearrtha.
• Grád tipiciúil: M42 (8% Tosaigh)
• Airíonna:

• • Cruas te feabhsaithe agus friotaíocht a chaitheamh
  • Coinneáil ceannródaíoch feabhsaithe faoi ualaí arda

• Feidhmithe:

• • Uirlisí Gearrtha, druileáin, muilte deiridh, broaches
  • Uirlisí a fhoirmiú le haghaidh miotail agus plaisteach

• Nóta: Tá M42 HSS ina chaighdeán i meaisínithe beachtais mar gheall ar a ábhar cóbalt.

Maighnéid Bhuanbhunaithe Cobalt

• Cineálacha:

• • Alnico (Alúmanam -Nickel - Cobalt): Neart maighnéadach ard agus friotaíocht teochta
  • Cobalt Samarium (SMCO): Magnet cóbalt neamhchoitianta-cré le cobhsaíocht agus friotaíocht creimthe den scoth

• Airíonna:

• • Táirge Ard -Chomhéigean agus Fuinnimh
  • Cobhsaíocht theirmeach den scoth (suas le 350-550 ° C do SMCO)

• Feidhmithe:

• • Mótair agus gineadóirí
  • Braiteoirí aeraspáis
  • Íomháú leighis (MRI)

• Léiriú: De ghnáth bíonn táirge fuinnimh de 20-32 mgoe ag maighnéid SMCO (Mega gauss róshuim)

Cóimhiotail chromáin cóbalt (Co-Cr)

• Saghas: Cóimhiotail bhith -chomhoiriúnacha le hard -chaitheamh agus friotaíocht creimthe; a úsáidtear go minic in iarratais leighis agus fiaclóireachta.
• Airíonna:

• • Neamh-dhiúltach, Ard -Dlús
  • Bith -chomhoiriúnacht den scoth

• Feidhmithe:

• • Ionchlannáin ortaipéideacha (cromáin, glúine)
  • Próistéitic fiaclóireachta
  • Comhla Comhla Croí

• Cóimhiotail Samplacha: ASTM F75 (Teilgthe Co-Cr-mo), ASTM F799 (CRO-CRO-MO CHUIDEACHTA)

Cóimhiotail chrua -chrua (E.g., Stéig)

• Saghas: Cóimhiotail cóbalt atá frithsheasmhach in aghaidh a úsáidtear mar bratuithe dromchla chun uirlis nó saol a leathnú.
• Airíonna:

• • Friotaíocht eisceachtúil in aghaidh abrasion, creimeadh, agus Galling
  • Coinníonn sé cruas suas le 900 ° C.

• Feidhmithe:

• • Comhla suíocháin, Lanna gearrtha, Uirlisí Mianadóireachta
  • Comhpháirteanna innill i dtimpeallachtaí ard-chaitheamh

Cuir ar an méar fhada: Grád cóimhiotal cobalt coitianta

7. Iarratais thionsclaíocha cóbalt

Tá ról ríthábhachtach ag Cobalt thar raon leathan earnálacha tionsclaíocha mar gheall ar a fhisiciúil uathúil, ceimiceán, agus airíonna maighnéadacha.

A chumas teochtaí arda a sheasamh, cuir in aghaidh creimthe, agus feidhmíocht na n-ábhar eile a fheabhsú a dhéanann cóbalt fíor-riachtanach i dtionscail ardteicneolaíochta agus traidisiúnta araon.

Stóráil fuinnimh agus cadhnraí

• Úsáid phríomhúil: Cadhnraí litiam-ian
• Feidhmigh: Úsáidtear cóbalt i gcatóidí cadhnraí litiam-ian-go háirithe i Cóbalt mangainéise nicile (NMC) is Alúmanam cóbalt nicile (NCA) poitigéirí.
• Sochar:

• • Feabhsaíonn sé dlús fuinnimh agus saol ceallraí
  • Feabhsaíonn cobhsaíocht theirmeach agus struchtúrach

• Léargas margaidh:

• • I gcaitheamh 60% tá an t -éileamh cóbalt á thiomáint ag an earnáil ceallraí.
  • Úsáid cóbalt in aghaidh na feithicle leictreach (An Éisc) Raonta ceallraí ó 4 go dtí 14 kg, Ag brath ar cheimic.

Innill aeraspáis agus tuirbín

• Úsáid phríomhúil: Superalloys bunaithe ar chóbalt
• Feidhmigh: Úsáidtear superalloys ina bhfuil cóbalt i gcomhpháirteanna scaird -innill, Tuirbíní gáis, agus mótair roicéad.
• Sochar:

• • Coinníonn sé friotaíocht neart agus creimthe ag teochtaí arda (os cionn 1000 ° C.)
  • Seasann sé le tuirse ocsaídiúcháin agus teirmeach

• Eochair -chomhpháirteanna:

• • Lanna tuirbín, véaáin, Seomraí dócháin

Uirlisí a ghearradh agus ábhair atá frithsheasmhach in aghaidh an chaitheamh

• Úsáid phríomhúil: Cairbídí daingnithe agus steels ardluais
• Feidhmigh: Feidhmíonn Cobalt mar cheanglóir i gcairbídí daingnithe agus cuireann sé cruas i cruach ardluais.
• Sochar:

• • Feabhsaíonn sé déine agus frithsheasmhacht in aghaidh dífhoirmithe faoi theas
  • Leathnaíonn sé saol na huirlise faoi choinníollacha gearrtha ardluais nó ardbhrú

• Samplaí:

• • Giotán druileála, muilte deiridh, bás stampála, Uirlisí Mianadóireachta

Catalaígh i dtionscail cheimiceacha agus peitriliam

• Úsáid phríomhúil: Catalaígh le haghaidh sintéise agus scagtha
• Cineálacha feidhmchlár catalaíoch:

• • Sintéis Fischer-Tropsch: Táirgeann sé hidreacarbóin leachtacha ó syngas (Tosaigh + H₂)
  • Hydrodesulfurization (HDS): Baintear sulfair ó amhola chun breoslaí glana a tháirgeadh

• Sochar:

• • Éifeachtúlacht agus marthanacht chatalaíoch ard faoi thimpeallachtaí ceimiceacha crua

Feistí leighis agus bithleighis

• Úsáid phríomhúil: Cóimhiotail chromáin cóbalt
• Feidhmigh: Úsáidte le haghaidh ionchlannáin, próistéitic, agus ionstraimí máinliachta mar gheall ar a mbith -chomhoiriúnacht den scoth.
• Samplaí:

• • Cromáin agus glúine saorga
  • Seasaimh, Ionchlannáin Fiaclóireachta

• Cás speisialta:

• • Cóbalt-60 (CO-60): Iseatóp radaighníomhach a úsáidtear i radaiteiripe ailse agus steiriliú trealaimh leighis

Maighnéid bhuana agus leictreonaic

• Cineálacha:

• • Maighnéid Alnico: A úsáidtear i mótair leictreacha, braiteoir, agus giotáir leictreacha
  • Cobalt Samarium (SMCO): Maighnéid neamhchoitianta cré le comhéigean agus cobhsaíocht ard

• Sochar:

• • Feidhmíocht mhaighnéadach cobhsaí ag teochtaí arda
  • Friotaíocht creimthe i dtimpeallachtaí crua

• Feidhmithe:

• • Ionstraimí aeraspáis, Meaisíní MRI, róbaitic, trealamh fuaime

Líocha, Gléamar, agus criadóireacht

• Comhdhúile cóbalt a úsáidtear:

• • Ocsaíd cóbalt (Co₃o₄) is alúmanú cóbalt (Gual₂o₄)

• Feidhmigh:

• • A úsáidtear chun a tháirgeadh gorm gorm, cobhsaí, lí bheoga

• Feidhmithe:

• • Criadóireacht ealaíonta, Gloine na ngluaisteán, tíleanna ailtireachta
  • Iarratais ghloine ardteicneolaíochta mar gheall ar airíonna ionsúite UV

8. Sábháilteacht, Láimhsigh, agus tocsaineolaíocht cóbalt

Cé go bhfuil cóbalt fíor -riachtanach i go leor teicneolaíochtaí nua -aimseartha, Cuireann sé roinnt sláinte chun cinn, sábháilteacht, agus rioscaí comhshaoil mura ndéantar iad a bhainistiú i gceart.

A phróifíl tocsaineolaíoch a thuiscint, Teorainneacha Nochtadh, agus tá cleachtais láimhseála sábháilte riachtanach do thionscail a úsáideann cóbalt i mianadóireacht, monaraíocht, agus próiseáil.

Teorainneacha Nochtadh Ceirde

Comhlachtaí rialála ar nós OSHA, Niossh, agus tá teorainneacha nochta bunaithe ag ACGIH chun dálaí oibre sábháilte a chinntiú:

Éifeachtaí sláinte nochta cóbalt

Is féidir le cóbalt dul isteach sa chorp trí ionanálú, ionghabháil, nó teagmháil craicinn.

Braitheann déine na n -éifeachtaí sláinte ar fhoirm cóbalt (miotaiúil, salainn intuaslagtha, nó iseatóipí radaighníomhacha) agus fad an nochta.

Gearrthéarmach (Cálaí) Tionchair:

• Greannú riospráide: casacht, rothaí rothaí
• Rashes craicinn nó dheirmitíteas ó theagmháil
• Greannánú nathair

Fadtéarmach (Ainsealach) Tionchair:

• Scamhóg cóbalt: Galar scamhóg interstitial ó ionanálú deannaigh/múch cóbalt
• Cardiomyopathy (Damáiste matáin croí) le nochtadh ard sistéamach
• Freagraí ailléirgeacha agus plúchadh
• Éifeachtaí neurotoxic féideartha le nochtadh fada arddháileoige

Carcanaigineacht:

• An Ghníomhaireacht Idirnáisiúnta um Thaighde ar Ailse (IARC) rangaíonn sé comhdhúile cóbalt agus cóbalt mar Grúpa 2b: “B'fhéidir carcanaigineach le daoine” bunaithe ar fhianaise theoranta daonna agus ar staidéir ar ainmhithe leordhóthanacha.

Cóbalt radaighníomhach (Cóbalt-60)

Cóbalt-60 (⁶⁰co) iseatóp radaighníomhach sintéiseach a úsáidtear i:

• Teiripe radaíochta (cóireáil ailse)
• Steiriliú trealaimh leighis
• Radagrafaíocht thionsclaíoch

Guaiseacha:

• Astaíonn sé gathanna gáma ardfhuinnimh
• In ann dónna radaíochta a chur faoi deara, Damáiste DNA, agus riosca ailse méadaithe má dhéantar mí -láimhseáil air
• Caithfear iad a stóráil agus a iompar faoi threoirlínte rialála dochta (E.g., Sciathán luaidhe, coimeádáin slán)

Cleachtais is Fearr do Shábháilteacht Cobalt

9. Comparáid le heilimintí gaolmhara

Roinneann Cobalt roinnt saintréithe le heilimintí comharsanacha sa tábla tréimhsiúil, Iarann go háirithe (Fe), nicil (Le linn), agus mangainéise (MN).

Cuidíonn comparáid a dhéanamh idir cóbalt leis na heilimintí seo, aird a tharraingt ar a chuid airíonna agus ar bhuntáistí uathúla in iarratais thionsclaíocha éagsúla.

10. Deireadh

Is miotal ríthábhachtach é cóbalt ar a dtugtar a leáphointe ard, friotaíocht creimthe, agus airíonna maighnéadacha.

Tá ról lárnach aige i superalloys, Maighnéid bhuana, agus cadhnraí litiam-ian, Ag déanamh ríthábhachtach é le haghaidh aeraspáis, fuinneamh glan, agus tionscail leictreonaice.