万“钴”不枯( 二 )
而在中国 , 钴及其化合物也有悠久的颜料使用史 。 唐朝著名的唐三彩 , 元代的青花瓷 , 明代的景泰蓝无不与含钴的釉料有关 , 而这种钴颜料制造出的蓝色不仅着色率强、发色鲜艳而且呈色稳定、历久弥新 。
中国景泰蓝瓷器
这些历史事实都说明 , 钴作为颜料 , 早在古代已被人们发现和使用 。 前面提到的钴作为颜料主要为蓝色 , 其实钴还有其他两种颜料:钴紫颜料和钴黑颜料 。
钴蓝化学成分为铝酸钴 , 是铝和氧化钴反应生成的一种颜料 , 表现为蓝色或蓝绿色调 。 这种颜料有着鲜明的色泽 , 高强度的着色能力 , 极强的耐酸碱性 , 较高耐热程度 , 被大量作为陶瓷、珐琅、玻璃等许多材料的着色剂使用 。 日常生活中见到的食品用硅胶干燥剂中就加入了氧化钴 , 无水时表现为蓝色 , 在吸取空气中的水后变为粉红色 。
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钴紫颜料也常被用于陶瓷、玻璃等的颜料 , 其成分为磷酸钴 , 为一种特殊的紫色颜料 。
钴黑颜料有铁钴黑和铁钴铬黑两种 , 主要用于陶瓷坯体和釉料的着色 , 是由多种金属氧化物经过高温固相反应而生成的高性能无机颜料 , 具有环保无毒的优点 。
钴的本领
除了被用于颜料外 , 钴在制作电池材料、超级合金、硬质合金、磁性材料中也有广泛应用 。 钴-60作为一种广为使用的放射性材料用于医学放射检查与治疗 。 现在 , 钴及其合金在机械、化工、航空航天等行业也都得到了广泛的应用 , 已经成为一种重要的战略金属 。
制造电池设备是目前钴最重要的用途 , 使用量占到全部钴使用量的40% 。 钴主要用来制作锂离子电池的钴酸锂 , 镍氢电池的氧化亚钴等 。 含钴材料是目前最好也是最为稳定的锂电池正极材料 , 是电池的核心之一 , 具有能量密度高和环保安全性高的特点 。
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三元锂电池是指使用镍钴锰或者镍钴铝酸盐等三元材料为电池正极的锂电池 。 相对于传统锂电池 , 三元锂电池具有综合性能和低成本的双重优势 , 已经成为现今最被关注和认同的产品 。
一方面由于钴是电池材料中最昂贵的金属材料之一 , 价格高居不下 , 另一方面钴作为稀缺资源 , 高度集中于个别国家 , 价格波动较大 , 影响新能源趋势的发展 , 所以现在已经有许多厂商在研究无钴电池 。
钴常被添加到钢或者其他合金当中 , 可以明显提高合金的坚硬程度、耐磨程度、抗冲击性能和韧性 。
钴是一种被磁化之后就能长期保持磁性的金属 。 钴的这种优越磁性 , 使之被大量应用于制造高性能磁性材料 。 这种用途的钴使用量大概占到总使用量的5%左右 。 高钴含量的磁性钢比一般磁性钢的磁力密度更高 , 而且在高温条件下这种磁性也不会轻易丧失 。 大型的永久磁体大多为含钴合金 , 其中常用的是一种叫作阿尔尼克的合金材料 , 它是由钴、镍、铝制造的坚硬合金 。
钴在医疗领域也有多方面的应用 , 钴-60放射性同位素被用来治疗人体的皮肤病和恶性肿瘤;维生素B12(钴胺素)中钴的含量更是高达4.5%;
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钴被用于制造人工髋关节和膝关节以及牙料填充剂 。 具有放射性的钴同位素还被广泛应用于辐照食品加工行业 , 通过这种辐照技术可以杀死有害的细菌 。
钴的来源
钴矿床的成因大致可以分为岩浆型、热液型、沉积型、风化壳型等四大类 。 以岩浆型为主 , 占钴矿总量的65%以上 。 岩浆矿床是岩浆在上升冷却过程中 , 通过结晶作用与分异作用 , 使含钴矿物聚集在一起而形成的矿床 。
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