|
2.4 Kobalt va uning birikmalari
Kobalt Co. Z=27. Kobaltning tabiatda uchraydigan eng muhim minerallari smaltin CoAs2. Kobalt minerallari mis, nikel, temir, marganes minerallarida va polimetall rudalarda qo’shimcha tarzida uchraydi. Kobalt birikmalari inson, hayvon va o’simliklar organizmida ham bo’ladi. Kobalt texnikada polimetall rudalarni qayta ishlash natijasida olinadi. Bir qator piro- va gidrometallurgiya jarayonlari bajarilganidan keyin, avval, Co3O4 hosil qilinadi; u so’ngra ko’mir yoki vodorod bilan qaytariladi:
Co3O4 + 4H2 →3Co + 4H2O
Kobalt olishda ba’zan alyumotermiya usulidan foydaniladi. Kobalt erkin holatda yaltiroq oqish-kul rang metall. U temirga qaraganda ancha qattiq va mo’rt. Kobaltning ikkita allotropik shakl o’zgarishi ma’lum. Odatdagi sharoitda 4170C gacha α- kobalt β-kobaltga aylanadi; β-kobalt yoqlari markazlashgan kub strukturaga ega. Β-kobalt 14950C gacha barqaror bo’lib, 14950C da suyuqlanadi. Kobalt ferromagnit modda. Kobaltning kimyoviy
faolligi temirnikidan bir oz kam. U odatdagi sharoitda barqaror, faqat 3000C dan yuqorida kislorod bilan reaksiyaga kirishib oksidlanadi. Kobalt qizdirilganda deyarli barcha metalmaslar bilan birikadi. Xuddi temir singari metalmaslar bilan qattiq eritmalar (masalan, Co bilan V, Co bilan S, orasida), metallsimon moddalar (masalan, Co3S, Co2V, CoV, Co2N) tuzlar (masalan, CoF2, CoS) va oksidlar (masalan, CoO) hosil qiladi.
Kobalt kislotalar bilan temirdan ko’ra sustroq reaksiyaga kirishadi: ishqorlarda erimaydi. Kobalt boshqa metallar bilan qattiq eritmalar, intermetall birikmalar, turli qotishmalar hosil qiladi. Kobaltning bir qancha qotishmalari (masalan, tarkibida 5% Co, 28% Cr, 3% Ni, 4% Mo bo’lgan vitallium) o’tga chidamli bo’lib, reaktiv dvigatellar va gaz turbinalar ishlab chiqarishda qo’llaniladi. Bunday qotishmalar 800-9000C larda ham korroziyaga uchramaydi. Kobaltning kislotaga chidamli qotishmalari ham bor. Uning alniko nomli qotishmasi (50% Fe, 24% Co, 14% Ni, 9% 1,3% Cu) magnitlar tayyorlashda ishlatiladi.
Kobaltning tuzilishi va elektron konfiguratsiyasi:
Kobalt, boshqa metallar singari, o'zlarining atomlarini metall bog'lanish orqali ushlab turadi. Kuch va siqilish shuki, ular metall kristalni o'rnatadilar, bu erda ularning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligini tushuntiradigan elektronlar va o'tkazuvchanlik oqimlari mavjud.
Kobalt kristallarini mikroskopik tahlil qilib, ular ixcham olti burchakli tuzilishga ega ekanligi aniqlanadi; ABAB ... qatlamlarida joylashtirilgan Co atomlarining uchburchagi bor, ular interkalatlangan qatlamlari bo'lgan uchburchak prizmalar hosil qiladi, bu esa o'z navbatida olti burchakning oltinchi qismini aks ettiradi.
Ushbu struktura kobalt namunalarining aksariyati uchun 450ºS dan past haroratlarda mavjud. Biroq, harorat ko'tarilgach, ikkita kristalografik faza o'rtasida o'tish boshlanadi: ixcham olti burchakli (hcp) va yuzga yo'naltirilgan kub (fcc, ingliz tilidagi qisqartmasi uchun: yuzga yo'naltirilgan kub).
O'tish sekin, shuning uchun barcha olti burchakli kristallar kubga aylanmaydi. Shunday qilib, yuqori haroratda kobalt ikkala kristalli tuzilmani ham namoyish qilishi mumkin; va keyin, uning xususiyatlari endi barcha metall uchun bir hil bo'lmaydi.
Kobaltning elektron konfiguratsiyasi: [Ar] 3d74s2
Shuning uchun u nazariy jihatdan valentlik qobig'idan to'qqiztagacha elektronni yo'qotishi mumkin; ammo bu sodir bo'lmaydi (hech bo'lmaganda normal sharoitda) ham, Co kationi ham hosil bo'lmaydi9+.
Uning oksidlanish darajasi: -3, -1, +1, +2, +3, +4, +5, asosiylari +2 va +3.
Ionlanish energiyasi:
-Ionlanishning birinchi darajasi: 740,4 kJ / mol.
-Ikkinchi ionlanish darajasi: 1,648 kJ / mol.
-Ionlanishning uchinchi darajasi: 3,232 kJ / mol.
Qotishmalar
Kobalt qotishmalari reaktiv dvigatellar va gaz turbinali dvigatellarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Alyuminiy, nikel va kobaltdan iborat Alinco deb nomlangan qotishma kuchli magnit xususiyatlarga ega. Alinco magnitlari eshitish vositalarida, kompaslarda va mikrofonlarda ishlatiladi.
Kesish vositalari deb ataladigan narsalar kobalt, xrom va volframdan tashkil topgan sun'iy yo'ldosh qotishmalaridan iborat. Superalloydlar kobaltnikiga yaqin erish nuqtasiga ega va katta qattiqligi bilan ajralib turadi, past kengaytiruvchi vositalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Mineral moddalar
Kobalt minerallariga quyidagilar kiradi: kobaltit, mishyak va oltingugurt bilan birgalikda; mishyak va gidratlangan kobaltdan tashkil topgan eritrit; kobalt, temir, mishyak va oltingugurt hosil qilgan glaukodot; va kobalt, nikel va mishyak hosil qilgan skutterudit.
Bundan tashqari, quyidagi qo'shimcha kobalt minerallarini ta'kidlash mumkin: linnaelit, emal va heterogenit. Kobalt minerallar tarkibida asosan nikel, mishyak va temir bilan birga keladi. Ko'pincha, kobalt tarkibidagi ma'danlardan olinmaydi, balki nikel, temir, margimush, mis, marganets va kumush qazib olishning yon mahsulotidir. Ushbu minerallardan kobaltni ajratib olish va ajratish uchun murakkab jarayon talab etiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
