Metallo cobalto
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Cobalto elettrolitico
Electrolytic cobalt is a high-purity form of cobalt metal produced via electrolysis, a hydrometallurgical process. It involves dissolving cobalt ore (e.g., cobalt sulfate or chloride) in an aqueous solution, purifying it to remove impurities (e.g., iron, copper), and passing an electric current through the solution. Cobalt ions (Co²⁺) are reduced at the cathode (negative electrode), depositing as solid cobalt metal. This method yields cobalt with >99,8% di purezza, utilizzata in elettronica (ad es. Leghe magnetiche), catalizzatori e come materie prime per superelloia o materiali a batteria.
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Cobalt Metal Properties (Theorical) |
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Peso molecolare |
58.93 |
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Aspetto |
Solido metallico grigio |
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Punto di fusione |
1495 gradi |
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Punto di ebollizione |
2870 gradi |
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Densità |
8,9 g/cm3 |
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Solubilità in H2O |
N/A |
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Il rapporto di Poisson |
0.31 |
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Il modulo di Young |
209 GPA |
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Vickers Durezza |
1043 MPA |
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Resistenza alla trazione |
N/A |
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Conducibilità termica |
100 W ·m-1 ·K-1 |
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Espansione termica |
(25 gradi) 13,0 µM · M-1 · K-1 |
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Resistività elettrica |
62.4 nΩ ·m |
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Elettronegatività |
1.8 Paulings |
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Calore specifico |
0.109 cal/g/k @ 25 gradi |
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Calore di fusione |
16.06 KJ · Mol-1 |
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Calore di vaporizzazione |
377 kJ · mol-1 |
Aspetto:Il cobalto elettrolitico appare in genere grigio argento o grigio d'acciaio con una lucentezza metallica.
Proprietà fisiche:Difficile ma fragile, è ferromagnetico, perdendo il suo magnetismo quando riscaldato a 1150 gradi. Il suo punto di fusione è di 1495 gradi, il punto di ebollizione è di 2870 gradi e la densità è di 8,92 g/cm³.
Proprietà chimiche:È inerte all'acqua a temperatura ambiente e stabile anche in aria umida. Tuttavia, se riscaldato sopra i 300 gradi in aria, si ossida per formare COO, che brucia per formare CO₃O₄ quando caldo caldo caldo. La polvere di cobalto metallica fine prodotta dalla riduzione dell'idrogeno può combustione spontanea in aria per formare ossido di cobalto.
Purezza:Il cobalto elettrolitico ha in genere una purezza di oltre il 99,8%, offrendo vantaggi come elevata purezza, buona duttilità, eccellenti proprietà magnetiche, resistenza alla corrosione e eccellente conducibilità elettrica.
Vantaggi dei fiocchi di metallo cobalto elettrolitico
Elevata purezza
Purity fino al 99,9%: i fiocchi di cobalto elettrolitico sono prodotti dall'elettrolisi, garantendo una purezza estremamente elevata, adatta per applicazioni con requisiti materiali rigorosi, come batterie e leghe.
Ottima conducibilità
Buona conduttività: le proprietà conduttive del cobalto lo rendono adatto a batterie e componenti elettronici e possono efficacemente migliorare le prestazioni elettrochimiche.
Buona resistenza alla corrosione
Stabilità chimica: i fiocchi di cobalto elettrolitico mostrano una buona resistenza alla corrosione in una varietà di ambienti chimici e sono adatti per applicazioni in condizioni difficili.
Eccellenti proprietà meccaniche
Durezza e tenacità: i materiali di cobalto sono duri e hanno una buona resistenza all'usura, adatti per leghe ad alta resistenza.
Stabilità termica
Buone prestazioni ad alta temperatura: i fiocchi di cobalto elettrolitico possono ancora mantenere le loro proprietà fisiche e chimiche ad alte temperature, adatte a applicazioni ad alta temperatura.
Proprietà magnetiche
La base di materiali magnetici: il cobalto ha buone proprietà magnetiche e può essere utilizzato per produrre materiali magnetici permanenti ad alte prestazioni.
Tipo di cobalto elettrolitico
Cobalto elettrolitico di fiocco
Spessore uniforme (in genere 0,1-1 mm), superficie liscia e taglio e lavorazione facili. Utilizzato principalmente nella produzione di leghe a base di cobalto e lame in carburo.
Cobalto elettrolitico granulare
Distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle (ad esempio, -100 mesh), buona fluidità e stampaggio e modanatura facili diretti. Utilizzato nella produzione di polvere di cobalto e materiali magnetici (come i magneti permanenti di cobalto di samarium).
Cobalto elettrolitico in lamina
Estremamente sottile (<0.05mm), flexible, and can be bent or folded. Primarily used in battery current collectors and flexible electronic devices.
Produzione della batteria:Il cobalto elettrolitico viene utilizzato come materiale elettrodo positivo per batterie idruro di nichel-metallo, batterie agli ioni di litio e batterie di manganese ed è una fonte di domanda significativa nel settore delle batterie.
Produzione in lega:Il cobalto metallico viene utilizzato principalmente per creare leghe. Ad esempio, le leghe a base di cobalto sono un termine generale per le leghe realizzate in cobalto e una o più dei seguenti: cromo, tungsteno, ferro e nichel. L'acciaio per utensili contenente cobalto migliora significativamente la resistenza all'usura e il taglio delle prestazioni dell'acciaio. Il carburo di stellite, che contiene oltre il 50% di cobalto, mantiene la sua durezza anche se riscaldato a 1000 gradi, rendendolo un materiale chiave per utensili da taglio contenenti oro e intermetallici in alluminio.
Industria chimica:Il cobalto elettrolitico ha anche importanti applicazioni nella sintesi chimica, come come catalizzatore e in reazioni chimiche specifiche.
Altre industrie:Il cobalto elettrolitico viene anche utilizzato nella produzione di strumenti di precisione, carburi cementati, prodotti di saldatura e leghe a base di nichel e cobalto in tecnologia aerospaziale.
Artigiano del cobalto elettrolitico
Preparazione e lisciviazione delle materie prime
★ Fonti di materie prime
Le materie prime per la produzione di cobalto elettrolitico domestico sono principalmente sottoprodotti di fusione di rame e nichel, come scorie di cobalto dalla purificazione elettrolitica nichel e centesimi di pirite contenenti cobalto. Il contenuto di cobalto nelle scorie di cobalto è in genere del 6%-7%, che richiede la lisciviazione per convertirlo in sali di cobalto solubili.
★ Metodi di lisciviazione
LECCHING ACIDO SUMOGGIO: le scorie di cobalto vengono miscelate con acido solforico e reagite a 65-75 gradi, con il cobalto che entra nella soluzione come solfato di cobalto.
Lisciviazione dell'acido cloridrico: più efficace per i composti cobalto insolubili, formando una soluzione di cloruro di cobalto.
LICCAZIONE ACCIO PRESSIONE: per minerali difficili da procedere, vengono utilizzate alte temperature e pressione per aumentare la velocità di lisciviazione del cobalto.
Lisciviazione dell'ammoniaca: adatto per i minerali di nichel contenenti cobalto, in cui il cobalto forma un complesso con ammoniaca per la separazione iniziale.
Purificazione della soluzione e rimozione dell'impurità
★ Rimozione del ferro
Metodo del parse di sodio: solfato di sodio, il pH è controllato a 1,5-1,7 e la temperatura è maggiore o uguale a 90 gradi. Ciò forma un precipitato insolubile di ferroalcool di sodio, raggiungendo un tasso di rimozione del ferro del 99%. Idrolisi ossidativa: aggiungi NaClo₃ a ossidare Fe²⁺ a Fe³⁺, che quindi idrolizza per formare un precipitato Fe (OH) ₃.
★ Rimozione del rame
PRECIPITÀ DI SFIDAZIONE: Aggiungi Na₂s per formare un precipitato CUS, riducendo il contenuto di rame a meno o uguale a 0,003 g/L.
Rimozione di piombo e zinco
Estrazione: utilizzare estrattori come P204 e P507 per separare selettivamente il piombo e lo zinco.
★ Deep Purificazione
Separazione di estrazione di nichel e cobalto: utilizzare estrattori come N235 e D330 per separare il nichel e il cobalto, producendo una soluzione di cloruro di cobalto contenente 75 g/L di cobalto.
Parametri chiave: la soluzione purificata deve soddisfare i seguenti requisiti: CO> 100 g/L, Fe <0,001 g/L, Cu inferiore o uguale a 0,003 g/L e Pb inferiore o uguale a 0,0003 g/L.
Raffinazione elettrolitica
Preparazione degli elettroliti: aggiungere acido solforico e acido borico alla soluzione purificata di cloruro di cobalto per regolare la concentrazione e il pH per soddisfare i requisiti di elettrolisi. Materiali anodi e catodici
Soluble Anode Method: A crude cobalt anode plate (cobalt content >95%) viene utilizzato come anodo. Gli ioni di cobalto vengono rielaborati dalla dissoluzione dell'anodo durante l'elettrolisi.
Metodo anodo insolubile: viene utilizzato un anodo in lega a base di piombo e gli ioni cobalto vengono riforniti tramite una soluzione esterna.
Catodo: le piastre in acciaio inossidabile o titanio sono in genere utilizzate come catodi.
★ Condizioni di elettrolisi
Temperatura: 55-65 gradi (metodo dell'anodo solubile) o 60 gradi (metodo anodo insolubile).
Densità di corrente: 300-400 A/M² (metodo anodo solubile) o 400 A/M² (metodo anodo insolubile).
Tensione cellulare: 1.6-2.2 V (metodo anodo solubile) o 3-4 V (metodo anodo insolubile).
Ciclo di elettrolisi: il ciclo del catodo è in genere 3 giorni. Reazione di elettrolisi
Reazione anodica: 4OH −−4E - → O 2 ↑ + 2 H 2O (metodo anodo solubile) o CO - 2E - → CO 2+ (metodo anodo insolubile).
Reazione del catodo: CO 2 + 2 e - → CO (reazione principale), 2H + + 2 e - → H 2 ↑ (reazione laterale)
Processo innovativo: l'elettrolisi a tre camere a doppia membrana utilizza una membrana di scambio cationico per isolare gli ioni cloruro, prevenendo la produzione di gas di cloro. L'acido cloridrico nel compartimento medio mantiene la stabilità del pH e migliora l'efficienza attuale.
Post-elaborazione
★ Lavare e asciugare
Le piastre di cobalto elettrolitico vengono lavate con acqua deionizzata per rimuovere l'elettrolita di superficie e quindi essiccate a 100-150 gradi.
★ Imballaggio e spazio di archiviazione
Il cobalto elettrolitico essiccato è confezionato in base alle specifiche, in genere in forma di fiocco o granulare, con una purezza superiore al 99,98%.
FAQ
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