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鈷
鈷，元素符號Co，原子序數27，密度8.9 g/cm3，熔點1493℃，鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，硬而脆，有鐵磁性，1150℃時磁性消失。自然界已知含鈷礦物沒有單獨的鈷礦物，大多伴生于鎳、銅、鐵、鉛等硫化物礦床中，且含鈷量較低。主要的鈷礦物為：硫鈷礦(Co?S?)、纖維柱石(CuCo?S?)、輝砷鈷礦(CoAsS)、砷鈷礦(CoAs?)、鈷華(3CoO?As?O??8H?O)等。
1、鈷礦名稱：鈷礦。
2、金屬鈷的性質：鈷是一種銀灰的的金屬，元素符號Co, 原子序數27, 屬于VIII族，熔點1495℃，沸點2870℃，有延展性和鐵磁性，在常溫的空氣中比較穩定，高于300℃時，鈷在空氣中開始氧化。鈷因具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能而被廣泛用于航空航天、機械制造、電氣電子、化學、陶瓷等工業領域，是制造高溫合金、硬質合金、陶瓷顏料、催化劑、電池的重要原料之一。
3、鈷礦類型：已知的含鈷礦物約100種。主要的鈷礦物為：方鈷礦（CoAs3）、硫鈷礦(Co3S4)、纖維柱石(CuCo2S4)、輝砷鈷礦(CoAsS)、砷鈷礦(CoAs2)、鈷華(3CoO·As2O5·8H2O)等。世界上的主要鈷礦有四種類型:①銅鈷礦②鎳鈷礦,包括硫化礦和氧化礦；③砷鈷礦；④含鈷黃鐵礦。這些鈷礦含鈷均較低。
3.1 方鈷礦
方鈷礦成分CoAs3，含Co20.77%，常含少量鐵和鎳，等軸晶系，晶體呈立方體、八面體或二者的聚形。集合體常呈致密粒狀，錫白至鋼灰色，有時帶淺灰或虹彩錆色，條痕灰黑色，金屬光澤,不透明，摩氏硬度5.5~6，密度6.5~6.8g/cm3。產于鈷鎳熱液礦床中，與砷鈷礦、砷鎳礦、紅鎳礦等鈷鎳砷化物共生。在地表易氧化而形成鈷華，是煉鈷的重要礦物原料。
3.2 硫鈷礦
硫鈷礦是一種鈷的硫化物礦物，成分Co3S4，含Co 58%，常含鎳和鐵,等軸晶系,晶體呈八面體，通常呈粒狀或致密塊狀集合體。淺亮鋼灰色,條痕灰黑色,金屬光澤,摩氏硬度5~5.5,密度4.85g/cm3。
3.3 輝砷鈷礦
輝砷鈷礦又稱輝鈷礦。成分CoAsS，含Co 35.4%，等軸晶系或斜方晶系。晶體呈八面體、立方體、五角十二面體或它們的聚形；集合體呈粒狀或致密塊狀,微帶玫瑰紅的錫白色。條痕灰黑,金屬光澤,摩氏硬度5~6,密度6.0~6.5g/cm3。是熱液成因的礦物，產于某些接觸交代礦床和含鈷熱液礦脈中，在地表易氧化而變成玫瑰色的鈷華。是提煉鈷的重要礦物原料。
3.4 砷鈷礦
砷鈷礦成分（Co，Ni，Fe)As3±x，鈷、鎳、鐵的含量在較大范圍內變動。當鎳和鐵增多時，Me（Co+Ni+Fe) ：As就顯著偏離1:3。例如富含鎳時，Me：As=1:3.273；富含鐵時，μe：As=1:2.3。等軸晶系，晶體呈立方體、八面體或二者的聚形，通常呈粒狀和致密塊狀。錫白至鋼灰色，條痕灰黑色。金屬光澤，摩氏硬度5.5~6，密度6.4~6.8g/cm3。主要產于鈷鎳砷化物熱液礦脈中，與砷鎳礦、方鈷礦、紅鎳礦等共生，在地表易氧化而變成鈷華和鎳華。是煉鈷和鎳的重要礦物原料。
3.5 鈷華
鈷華是一種砷酸鹽礦物，它的晶體極為少見，晶體為針狀或板狀，透明到半透明，粉紅至鮮紅色，有明珠灰色，單斜晶系，玻璃光澤。一般多以集合體土狀或皮殼出現，當將鈷加熱時，會變色成藍色?；瘜W式Co3(AsO4)2·8H2O，密度2.91~2.95g/cm3，硬度1.5~2.5,，用于提煉鈷，也用于玻璃和陶瓷的著色。
4、鈷礦床類型
我國鈷礦產出的構造單元多樣,成礦作用復雜。按照礦床形成的地質背景和成礦環境、構造環境及礦床主巖巖石組合,我國鈷礦床可以為以下幾種類型。
4.1 與鐵鎂質-超鐵鎂質巖有關的硫化物鈷礦床這類是典型的深成或半深成礦床, 常見的金屬礦物組合是磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦,含少量磁鐵礦。絕大部分鈷都集中在鎳黃鐵礦中。鈷有時富集在巖體邊緣早期形成的黃鐵礦帶內的輝砷鈷礦,該類礦床鎳鈷比值變化大。
4.2 與海相火山噴發有關的鈷多金屬礦床
這類礦床多位于古陸邊緣裂陷槽內,礦層產于火山-沉積建造中,火山作用過程中的噴流巖及噴流沉積巖是主要的含礦巖石,礦物組合類型有Cu-Co、Cu-Co-Au、Co-Bi-Au、Fe-Co、Pb、Zn-Au型,礦石礦物為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等，鈷品位0.064%～ 0.46%。
4.3 與斑巖有關的銅鈷礦床
該類礦床位于古陸塊的邊緣,產于中酸性巖體的接觸帶附近或接觸帶內,礦石礦物組合黃銅礦、磁黃鐵礦、輝鈷礦和含鈷鎳黃鐵礦。賦礦巖石主要為鈉質石英二長斑巖,礦石礦物組合為黃銅礦、黃鐵礦、輝鈷礦。Co、Se與Cu關系密切,Co含量一般為0.01%～ 0.03% 。
4.4與砂巖有關的鈷礦床
世界的鈷礦主要集中在這種類型,分布于非洲的贊比亞、扎伊爾兩個國家。其中扎伊爾鈷礦儲量占全世界總儲量的50%,礦層由浸染狀硫化物和塊狀礦石組成,具有沉積結構特征。主要金屬礦物是黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、硫鈷礦、硫銅鈷礦,鈷礦品位為0.1%～ 0.5%。
4.5 與中酸性侵入巖有關的夕卡巖鐵鈷礦
我國該類礦床主要產于板塊的拼接地段,位于褶皺隆起區與斷陷盆地的過渡帶中,受中酸性侵入巖體邊緣構造控制,通常在較大巖株周圍的碳酸鹽巖和泥灰巖層中形成由褶疊層等組成的熱動力變質帶。賦礦層位為三疊系含膏(鹽)的碳酸鹽巖層,礦石礦物組合有磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦,Co呈混合物存在于以上礦物中。
4.6 與風化作用有關的鈷礦
該類礦床分布于板塊的活動帶,是由超基性侵入巖和玄武巖經第三紀以來的風化作用形成的,產于主要是純橄巖、橄欖巖、輝石巖或蛇紋巖裸露地表,經長期強烈的風化和侵蝕作用形成富含鐵、鎳、鈷的紅土中,富鈷礦的主要礦物是鈷土礦、含鎳鈷土礦和含鈷的鐵氫氧物。鈷常常聚集在鎳礦石或鐵礦石中,偶爾形成一些獨立礦物。礦石由含鈷的氫氧化物、鈷土及其它鐵質物組成,Co的品位為0.1%～0.8%。
5、鈷的用途
目前，鈷的消費與應用的傳統領域主要有電池材料、超級耐熱合金、工具鋼、硬質合金、磁性材料；以化合物形式消費的鈷主要用作催化劑、干燥劑、試劑、顏料與染料等。鈷-60是一種廣為使用的放射性材料，在生物化學中廣泛用于活化分析；在電鍍、腐蝕和催化中用于示蹤研究；在醫療中被用于放射檢查與治療。
5.1 磁性材料
鈷是磁化一次就能保持磁性的少數金屬之一。在熱作用下，失去磁性的溫度叫居里點。鐵的居里點為769℃，鎳為358℃，而鈷可達1150℃。含有60%鈷的磁性鋼比一般磁性鋼的矯頑磁力提高2.5倍。振動環境下，一般磁性鋼失去差不多1/3的磁性。而鈷鋼僅失去2%~3.5%的磁性。由于鈷優越的磁特性，被大量應用于高性能磁性材料的制造。
5.2 硬質合金與超級合金
含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著提高鋼耐磨性和切削性能，鈷將合金組成中其他金屬碳化物晶粒結合在一起，使合金具更高的韌性，并減少對沖擊的敏感性能，這種合金熔焊在零件表面，可使零件的壽命提高3~7倍。含鈷50%以上的司太立特硬質合金即使加熱到1000℃也不會失去其原有的硬度。
5.3 電池材料
目前鈷的消耗量近40%用于充電電池材料，如用于鋰離子電池的鈷酸鋰，用于鎳氫電池的氧化亞鈷等。
5.4 醫療行業
鈷在醫療領域中也有廣泛應用，鈷的放射性同位素，可治療皮膚病和惡性腫瘤，在青霉素中加入適量的鈷，可以提高其療效，對造血具有特殊功效的維生素B12(別名鈷胺素)中，鈷含量高達4.5%，此外，在人工關節材料和牙料填充劑中，也用到鈷。
5.5 顏料
中華民族引以為榮的唐三彩、青花瓷、景泰藍的釉料中就含鈷，也只有鈷顏料的藍色才能歷久彌新。鈷作為顏料主要分為三種：鈷藍顏料、鈷紫顏料、鈷黑顏料。鈷藍是一種歷史非常悠久的顏料，我們的祖先最早用天然氧化鈷(存在于礦石和植物中)作為陶器和瓷器中坯和釉的著色顏料，呈不同色調的藍色和藍綠色，而古代的希臘人和羅馬人則最早將氧化鈷用于玻璃的著色，呈天藍色調。鈷藍顏料有鮮明的色澤，著色強度很高，此外有極強的耐侯性、耐酸堿性，耐熱可達1200℃以上，適用于作為陶瓷、玻璃、搪瓷、琺瑯等材料的著色顏料。
5.6 其他應用
鈷可以用于飼料添加劑。動物，特別是反芻動物缺乏鈷會造成消化能力下降、貧血等疾病，因此動物飼料中廣泛添加微量的鈷元素。鈷的化合物還作為催化劑應用于石油化工行業，作為粘合劑應用于橡膠輪胎行業。
6、鈷礦的儲量與分布
據美國地質調查局2015年最新統計，全球已探明陸地鈷資源量約2500萬噸，儲量720萬噸，儲量高度集中在剛果(金)，澳大利亞和古巴。世界鈷資源的分布很不平衡，剛果(金)、澳大利亞和古巴三國儲量之和就占了全球總儲量的68%。剛果(金)是鈷儲量最豐富的國家，截至2014年，該國鈷儲量達到340萬噸，居世界第一位。居世界第二位的是澳大利亞，儲量為110萬噸。古巴居世界第三位，儲量為50萬噸。其后依次為贊比亞、菲律賓27萬噸；俄羅斯、加拿大各25萬噸；巴西8.5萬噸；中國8萬噸；美國3.7萬噸；新喀里多尼亞2萬噸等。
我國目前已知的鈷礦產地有150余處，分布于24個省(區)，主要分布在甘肅、山東、云南、河北、青海、山西等6省，以甘肅省儲量最多，約占全國的30%，其他省依次為10.4％、8.5％、7.3％、7.1％、6％，以上6省儲量之和占全國總儲量的70％，其余30％的儲量分布在新疆、四川、湖北、西藏、海南、安徽等省(自治區)。
7、鈷礦主要產地：甘肅、山東、云南。
9、鈷常見問題
9.1 鈷對人體健康的影響
微量元素鈷與維生素B12（維生素B12又叫鈷胺素，是唯一含金屬元素的維生素。）有重要關系，因為它是維生素B12的組成部分，其生理功能也是通過維生素B12的作用來顯示的，且鈷元素并不能直接被人體所吸收。維生素B12要經過腸道進入胃，鈷能夠防止維生素B12被腸道內的微生物破壞，沒有了鈷的參與，維生素B12的功效也會降低甚至是消失。
微量元素鈷的缺乏會直接影響到維生素B12生理功能的發揮，易導致貧血癥、老年癡呆癥、性功能障礙等疾病的生成。并會出現氣喘、眼壓異常、身體消瘦等癥狀，易患上脊髓炎、青光眼以及心血管疾病。
經常注射鈷或暴露于過量的鈷環境中，可引起鈷中毒。鈷中毒的臨床表現為食欲不振、嘔吐、腹瀉等。兒童對鈷的毒性敏感，應避免使用每千克體重超過1mg的劑量。在缺乏維生素B12和蛋白質以及攝入酒精時，毒性會增加，這在酗酒者中常見。
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