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钴是一种高熔点和稳定性良好的磁性硬金属。它的居里点(失去磁性的临界温度点)为1150℃,具永磁性,熔点为1495℃,沸点为2900℃,具耐高温性。它是制造耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料,广泛用于航空、航天、电器、机械制造、化学和陶瓷工业。因此,它是一种重要的战略物资。
地壳中钴的含量为0.0018%,已探明陆地钴储量约1000万t,主要以伴生元素形式存在于镍、铜、铁或银矿中,独立钴矿床只占储量的5%。国外主要钴矿贷源是扎伊尔和赞比亚的铜钴硫化矿和氧化矿,其次是加拿大、俄罗斯等国的铜镍矿,加拿大、美国等国的砷钴矿,以及加拿大的钴银矿等。我国已探明钴的地质储量约140万t,矿山保有储量约47万t,绝大多数为伴生矿。伴生于硫化镍铜矿的钴主要分布于甘肃、四川、吉林、新疆、陕西等地、伴生于铜、铁矿中的钴主要分布于四川、山西、河南、安徽、湖北、广东等地,少量钴土矿则产于云南、江西、广东等地。
一、耐高温合金
钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。
二、耐磨合金
用于切削的耐高温硬磨合金,其中重要的一种就是“斯太立”合金,其典型组成为(重量%):Co55,Cr 28,W 15,C 2.5。“斯太立”合金还用作挖掘装置的硬磨部件及航海柴油机,航空发动器的排气阀等。
钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。如用WC制造合金时,钴除了起粘结剂作用之外,还能提高硬质合金的强度,矫正WC晶格的缺陷,至今钴粘结剂仍没有合适的代用品。但已设计出与WC硬质合金同样性能的含Co12%的钼基工具钢和镍、铬、钒、钨基合金的粉末冶金制品。
三、永久磁性合金
钴是永久磁性合金的重要组成部分。应用广的高导磁率的阿尼科系合金含钴25%左右。铁钴磁性合金的特点是它的磁力线密度高。1978年前,永久磁性材料的用钴量急增。曾出现永久磁性合金每年产量达20000吨,而五十年代初期仅8000吨左右,而且钴在合金中的含量也有不断提高的趋势。已初见成效研究节约和代用钴,如在新的磁性合金-钴稀土合金和铬-铁-钴系的铬门杜(Chromindur)合金中可以分别节约钴30%和15%。但在这些合金中钴仍是重要的组分。有希望的钴的代用品是铁酸钡、铯的磁性陶瓷和钕-铁-硼系磁性合金。
四、低膨胀系数合金
组成为(%)Fe53,N129,Co17,Mn0.2的钴合金与含C15%和N146%的高镍钢一样,其热膨胀系数同玻璃,可以熔焊到玻璃中,且不与汞蒸气发生作用,从而使钴能应用在电气、无线电及照明等方而。
五、化学工业用钴
在化学工业中,除用于高温合金和防腐合金外,钴还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。含钴的蓝色玻璃具有高的红透射力,用于火焰分析上。钴玻璃也用作光学滤镜和眼科医疗等。钴在玻璃中的另一重要用途是作去色剂。在陶瓷工业中,钴呈氧化物状态用作釉底颜料。在釉中加入5%氧化钴就得到深蓝色。陶瓷品中加入钴后,黄色中和成白色,从而得到高质量的白色制品。
多种有机酸钴盐在高分子合成工业中用怍催化剂。如醋酸钴用于人造纤维的催化剂,萘酸钴用作油漆的催干剂。Co-Mo-Al催化剂用于加氢、脱硫过程。
六、其它
钴是人、畜不可缺少的微量营养元素之一。牛羊缺钴,则食欲衰退、发育迟缓、奶量减少。含钴的维生素B12 (C63H88CoN14O14P)可以防治入的恶性贫血病。同位素60Co放射出γ射线,用于物化研究和医疗。钴还用于手术治疗。
钴矿选矿工艺图
找钴矿标志如下:
1.含铜镍矿和钒钛磁矿的超基性岩体及其氧化带,常常有钴富集成矿。
2.黑色岩系中的断裂破碎带。
3.含锰土可构成钴土矿床,矿石呈黑色或蓝黑色,具有胶状结构、结核状或同心圆状构造,由含钴、镍、铜的偏锰酸矿、锂硬锰矿钾硬锰矿和褐铁矿组成,呈片状、葡萄状、球状或珊瑚状。
4.铁、铜、金矿及个别铅锌矿有可能构成伴生钴矿。
5.老变质岩的风化壳,如康滇地轴的昆阳群风化壳。
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