钴冶金概述培训资料课件.ppt

1.1.3钴的资源 自然界已知含钴矿物近百种，大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌等矿床中，含钴量较低。 中国已探明钴金属估有储量近数十万吨。分布于全国24个省（区），其中主要有甘肃、山东、云南、湖北、青海、河北和山西。这七个省的合计储量占全国总保有储量的71%，其中以甘肃储量最多，占全国的28%。此外，安徽、四川、新疆等省（区）也有一定的储量。 世界钴产量1986年达到顶峰3万吨，以后不断下降，到1989年只有2.5万吨左右。扎伊尔和赞比亚是最大的钴生产国，其产量约占世界总产量的70%。? 第三十一页，共四十五页。 1.1.3钴的资源 中国钴金属资源量约为140万t，绝大多数为伴生资源，单独的钴矿床极少。中国钴矿品位较低，均作为矿山副产品回收，生产过程中由于品位低、生产工艺复杂，因此金属回收率低、生产成本高。1996年中国钴金属产量（钴含量）229t，钴硫精矿产量（钴含量）192t，氧化钴638t。近几年中国钴的年消费量稳定在1200t左右，国内钴产量包括氧化钴折算为钴每年总计约600～700t，国内钴产量尚不能满足国内需求，每年约有半数需进口。 第三十二页，共四十五页。 冶金与汽车工程系 钴冶金 GUYEJIN 钴 Co 第一页，共四十五页。 01 概述 PART ONE 第二页，共四十五页。 概述 1 1. 钴及其化合物性质 2. 钴应用 3. 钴的资源 4. 钴的生产 第三页，共四十五页。 1.1概述 ?钴资源及其利用历史 钴在自然界分布很广，但在地壳中的含量仅为0.0023％，居第34位。钴矿主要有辉钴矿、方钴矿等，海洋底的锰结核中钴的含量也很大，天然水、泥土和动植物中都含有钴。 早在公元前1450年由埃及人和巴比伦人制造的陶器中已经用到钴颜料 我国从唐朝起也在陶瓷生产中广泛应用钴的化合物作为着色剂 19世纪中叶开始，出现把钴电镀到金属上的工作 20世纪初，把钴应用于制合金钢和其他合金等方面的工作兴起。1917年，日本冶金学家发现了含钴的永磁合金；到了1935年，永磁合金得到进一步发展，衍生出—系列铝镍钴永磁材料：后来又成出新型的钐钴永磁合金，钴已成为—种重要的战略金属。 第四页，共四十五页。 1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴元素的基本性质 ? 钴为有光泽的银灰色金属，熔点为1495 ℃，沸点为2870℃，密度为8.9g/cm3。钴具有铁磁性和延展性，力学性能比铁优良。钴的化学性质与铁、镍相似，在常温下与水和空气都不起作用；在300℃以上发生氧化作用，极细粉末状钴会自动燃烧；钴能溶于稀酸中，在浓硝酸中全形成氧化薄膜而被钝化；在加热时能与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。 ? 钴元素家族有五种同位素，即56Co、57Co、58Co、59Co和60Co，钴作为放射性的重金属，对人体的危害还是比较大的。对于溶入钴的液体要特别小心，尽量不要用皮肤接触，因为钴的渗透性很强，很容易进入皮肤内层。 第五页，共四十五页。 1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的物理性质 ? 钴是一种银白色金属，它的外貌与纯铁或镍相似。钴的硬度高于铁，电解沉积出来的钴的硬度又高于高温过程生产的金属钴。钴中含有少量碳(最高达0.3％)时会增大钴金属的抗张强度和耐压强度，而不会影响其硬度。钻可以机械加工，但略有脆性。钴的物理性质(见表7—2)不仅在极大程度上依赖于它的纯度，而且也依赖于存在的同素异形体(或同素异形体混合物)。 第六页，共四十五页。 1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的化学性质 ? 钴的最高氧化态为+4，主要氧化态有+3和+2，在某些配位化合物中也呈现更低的氧化态。在一般条件下，钴的常见氧化态是+2，其他氧化态在一般化合物中是不稳定的。钴的主要化学反应提要见图7—1。 第七页，共四十五页。 1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的化学性质 ? 钴与铁相比，较能抵抗无机酸的侵蚀，钴能溶解在稀盐酸和稀硫酸中并放出氢气。浓硝酸在室温下能快速地与钴反应，但在-10℃时可使钴表面钝化。氢氟酸和磷酸也能与钴作用，但钴不与稀碱溶液反应。氯化氢在450℃时与钴反应生成氯化钴(CoCl2)。在400℃时．将硫化氢通至钴粉之上可生成Co3S4，但在700℃时则生成CoS。二氧化碳在温度高于700℃时与钴发生如下平衡反应： Co+CO2＝CoO+CO 第八页，共四十五页。 1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的化学性质 ? (1)与单质的反应。钴即使在高温下也很少吸氢，氮在1200℃的高温下也基本上不溶于钴。微细分散的钴粉在空气中可自燃；但当低于300℃时，大块的钴金属在空气中仍是稳定的。将钴加热到900℃时，在其表面上生成氧化物外壳，第一层是Co3O4，靠近金属的第二层是