Todo sobre el metal cobalto

El cobalto es un metal brillante y quebradizo que se utiliza para producir corrosión y resistente al calor aleacionespermanente imanes y metales duros.

• Símbolo atómico: Co
• Número atómico: 27
• Masa atómica: 58.93 g / mol
• Categoría del elemento: metal de transición
• Densidad: 8.86g / cm³ a 20 ° C
• Punto de fusión: 2723 ° F (1495 ° C)
• Punto de ebullición: 5301 ° F (2927 ° C)
• La dureza de Moh: 5

El metal cobalto plateado es frágil, tiene un alto punto de fusión y es valorado por su resistencia al desgaste y su capacidad para retener su fuerza a altas temperaturas

Es uno de los tres metales magnéticos naturales (hierro y níquel siendo los otros dos) y conserva su magnetismo a una temperatura más alta (2012 ° F, 1100 ° C) que cualquier otro metal. En otras palabras, el cobalto tiene el Curie Point más alto de todos los metales. El cobalto también tiene valiosas propiedades catalíticas.

La palabra cobalto se remonta al término alemán del siglo XVI.

La primera aplicación de cobalto fue en compuestos utilizados para tintes azules en cerámica, vidrio y esmaltes. La cerámica egipcia y babilónica teñida con compuestos de cobalto se remonta a 1450 a.C.

En 1735, el químico sueco Georg Brandt fue el primero en aislar el elemento de cobre mineral. Él demostró que el pigmento azul surgió del cobalto, no del arsénico o el bismuto como los alquimistas creían originalmente. Después de su aislamiento, el metal cobalto seguía siendo raro y rara vez se usaba hasta el siglo XX.

Poco después de 1900, el empresario automotriz estadounidense Elwood Haynes desarrolló una nueva aleación resistente a la corrosión, a la que se refirió como estellita. Patentado en 1907, las aleaciones de estellita contienen altos contenidos de cobalto y cromo y son completamente no magnéticas.

Otro desarrollo significativo para el cobalto vino con la creación de imanes de aluminio-níquel-cobalto (AlNiCo) en la década de 1940. Los imanes AlNiCo fueron el primer reemplazo de los electroimanes. En 1970, la industria se transformó aún más por el desarrollo de imanes de samario-cobalto, que proporcionaban densidades de energía de imán que antes no se podían alcanzar.

La importancia industrial del cobalto dio como resultado que la Bolsa de Metales de Londres (LME) introdujera contratos de futuros de cobalto en 2010.

El cobalto ocurre naturalmente en lateritas que contienen níquel y depósitos de sulfuro de níquel-cobre y, por lo tanto, se extrae con mayor frecuencia como un subproducto de níquel y cobre. Según el Instituto de Desarrollo de Cobalto, aproximadamente el 48% de la producción de cobalto proviene de minerales de níquel, el 37% de minerales de cobre y el 15% de la producción primaria de cobalto.

Los principales minerales de cobalto son cobaltita, eritrita, glaucodot y skutterudita.

La técnica de extracción utilizada para producir metal de cobalto refinado depende de si el material de alimentación está en forma de (1) mineral de sulfuro de cobre-cobalto, (2) concentrado de sulfuro de cobalto-níquel, (3) mineral de arseniuro o (4) níquel-laterita mineral:

1. Después de que los cátodos de cobre se producen a partir de sulfuros de cobre que contienen cobalto, el cobalto, junto con otras impurezas, se deja en el electrolito gastado. Impurezas (hierro, níquel, cobre, zinc) se eliminan y el cobalto se precipita en su forma de hidróxido usando cal. El metal cobalto se puede refinar a partir de esto mediante electrólisis, antes de ser triturado y desgasificado para producir un metal puro de grado comercial.
2. Los minerales de sulfuro de níquel que contienen cobalto se tratan mediante el proceso Sherritt, llamado así por Sherritt Gordon Mines Ltd. (ahora Sherritt International). En este proceso, el concentrado de sulfuro que contiene menos del 1% de cobalto se filtra a presión a altas temperaturas en una solución de amoníaco. Tanto el cobre como el níquel se eliminan en una serie de procesos de reducción química, dejando solo sulfuros de níquel y cobalto. La lixiviación a presión con aire, ácido sulfúrico y amoníaco recupera más níquel antes de agregar el polvo de cobalto como semilla para precipitar el cobalto en una atmósfera de gas hidrógeno.
3. Los minerales de arseniuro se tuestan para eliminar la mayoría del óxido de arsénico. Los minerales luego se tratan con ácido clorhídrico y cloro, o con ácido sulfúrico, para crear una solución de lixiviación que se purifica. De este cobalto se recupera por electrorefinación o precipitación con carbonato.
4. Los minerales de laterita de níquel-cobalto pueden fundirse y separarse utilizando técnicas pirometalúrgicas o técnicas hidrometalúrgicas, que utilizan ácido sulfúrico o soluciones de lixiviación de amoníaco.

Según las estimaciones del US Geological Survey (USGS), la producción minera mundial de cobalto fue de 88,000 toneladas en 2010. Los mayores países productores de mineral de cobalto durante ese período fueron la República Democrática del Congo (45,000 toneladas), Zambia (11,000) y China (6,200).

La refinación de cobalto a menudo se lleva a cabo fuera del país donde se produce inicialmente el mineral o el concentrado de cobalto. En 2010, los países que producen las mayores cantidades de cobalto refinado fueron China (33,000 toneladas), Finlandia (9,300) y Zambia (5,000). Los mayores productores de cobalto refinado incluyen OM Group, Sherritt International, Xstrata Nickel y Jinchuan Group.

Las superaleaciones, como la estellita, son el mayor consumidor de cobalto metálico y representan alrededor del 20% de la demanda. Predominantemente hecho de hierro, cobalto y níquel, pero que contiene cantidades más pequeñas de otros metales, incluidos cromo, tungsteno, aluminio y titanio, estas aleaciones de alto rendimiento son resistentes a altas temperaturas, corrosión y desgaste, y se utilizan para fabricar álabes de turbina para motores a reacción, piezas de máquinas de revestimiento duro, válvulas de escape y pistola barriles

Otro uso importante para el cobalto es en aleaciones resistentes al desgaste (por ejemplo, Vitallium), que se pueden encontrar en implantes ortopédicos y dentales, así como en prótesis de caderas y rodillas.

Los metales duros, en los que se utiliza cobalto como material de unión, consumen aproximadamente el 12% del cobalto total. Estos incluyen carburos cementados y herramientas de diamante que se utilizan en aplicaciones de corte y herramientas de minería.

El cobalto también se usa para producir imanes permanentes, como los imanes AlNiCo y samario-cobalto mencionados anteriormente. Los imanes representan el 7% de la demanda de metal cobalto y se utilizan en medios de grabación magnéticos, motores eléctricos y generadores.

A pesar de los muchos usos del metal cobalto, las principales aplicaciones del cobalto se encuentran en el sector químico, que representa aproximadamente la mitad de la demanda global total. Los productos químicos de cobalto se utilizan en los cátodos metálicos de las baterías recargables, así como en catalizadores petroquímicos, pigmentos cerámicos y decolorantes de vidrio.

_Fuentes:

_{Joven, Roland S. Cobalto. Nueva York: Reinhold Publishing Corp. 1948.}

_{Davis, Joseph R. Manual de especialidad de ASM: níquel, cobalto y sus aleaciones. ASM Internacional: 2000.}

_{Darton Commodities Ltd.: Revisión del mercado de cobalto 2009.}