钴的应用领域有哪些？全球储量分布一览

2023-04-27 16:12:09 作者：2200 2283

1.金属钴

钴是周期表中第四周期、第VIII族，原子序数27，原子量58.9332，具有高熔点、硬度大、铁磁性的物理性质;其化学性质与铁，镍相似。高温下发生氧化作用，加热时，钴与氧，硫，氯，溴等发生剧烈反应，生成相应化合物。钴可溶于稀酸中，在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。钴会缓慢地被氢氟酸，氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。在化学工业中，钴除用于高温合金和防腐合金外，还用于有色玻璃、颜料、珐痕及催化剂、干燥剂等。

金属钴

2.钴的应用

(1)硬质合金与超级合金

含有一定量钴的刀具钢可以显著提高钢耐磨性和切削性能，钴将合金组成中其他金属碳化物晶粒结合在一起，使合金具更高的韧性，并减少对冲击的敏感性能，这种合金熔焊在零件表面，可使零件的寿命提高3-7倍。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度。

温度在1038℃以上时，钴基合金的优越性就显露无遗，特别适合用于制作高效率的高温发动机和汽轮机等，因此钴基合金被广泛地应用在航空航天和现代军事领域中。在航空涡轮发动机的结构材料中使用含20%-27%铬的钴基合金可在不使用任何保护涂层的条件下材料达到很高的抗氧化性。核反应堆供热工作室热介质涡轮发动机可以不检修而连续运转一年以上。

(2)医疗行业

钴在医疗领域中也有广泛应用，钴的放射性同位素，可治疗皮肤病和恶性肿瘤，在青霉素中加入适量的钴，可以提高其疗效，对造血具有特殊功效的维生素B12(别名钴胺素)中，钴含量高达4.5%，此外，在人工关节材料和牙料填充剂中，也用到钴。

(3)磁性材料

钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下，失去磁性的温度叫居里点。铁的居里点为769℃，镍为358℃，而钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。振动环境下，一般磁性钢失去差不多1/3的磁性。而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。由于钴优越的磁特性，被大量应用于高性能磁性材料的制造。

磁性材料是重要的功能材料，在电子工业和高科技领域起着非常重要的作用。钴在磁性材料领域应用分布如下：70%用于Alnico 永磁合金，20%用于Smco合金，10%用于其他稀土永磁材料。

(4)电池材料

目前钴的消耗量近40%用于充电电池材料，如用于锂离子电池的钴酸锂，用于镍氢电池的氧化亚钴等。

钴最主要的用途是用于锂电池，锂离子电池的核心之一是它的正极材料，其中要用到钴酸锂(LiCoO2), 钴酸锂属于固体电解质，具有高能量密度和高的环保安全性。锂电池的优势在于电压范围宽，高能量密度，环保(和Ni-Cd、Ni-Mn相比较)。作为锂电池主要材料的钴酸锂的世界需求量2008年为3.29万吨(折合金属钴为1.97万吨)，产锂电池的主要国家集中在亚洲，分别是日本占40%(32%)、韩国占到30%(22%)中国占到28%(44%)，其中括号内为实际生产份额因为不少贴牌日本、韩国产的、实际产地在中国。

(5)颜料

中华民族引以为荣的唐三彩、青花瓷、景泰蓝的釉料中就含钴，也只有钴颜料的蓝色才能历久弥新。钴作为颜料主要分为三种：钴蓝颜料、钴紫颜料、钴黑颜料。

1)钴蓝颜料

钴蓝是一种历史非常悠久的颜料，我们的祖先最早用天然氧化钴(存在于矿石和植物中)作为陶器和瓷器中坯和釉的着色颜料，呈不同色调的蓝色和蓝绿色，而古代的希腊人和罗马人则最早将氧化钴用于玻璃的着色，呈天蓝色调。钴蓝的化学组成是CoO•Al2O3即铝酸钴，矿物组成是Co•Al2O4即钴铝尖晶石;钴蓝颜料有鲜明的色泽，着色强度很高，此外有极强的耐侯性、耐酸碱性，耐热可达1200oC以上，适用于作为陶瓷、玻璃、搪瓷、珐琅等材料的着色颜料。

2)钴紫颜料

用于陶瓷、玻璃等制品装饰的钴紫颜料为磷酸钴，化学式为Co3(PO4)2，呈蓝相紫色，采用干法固相合成。如以部分锂化合物替代钴化合物，可制成磷酸锂钴，即CoLiPO4紫色颜料。

3)钴黑颜料

主要有铁钴黑，其基本化学式为(Fe, Co)Fe2O4，尖晶石型晶体结构，主要用于陶瓷坯体的着色，其着色机理属于金属混相着色;还有铁钴铬黑，其化学式简式为：(Co, Fe)(Fe, Cr)2O4主要用作陶瓷釉料的着色，着色机理也是金属混相着色。

(6)其他应用

饲料添加剂：动物，特别是反刍动物缺乏钴会造成消化能力下降、贫血等疾病，因此动物饲料中广泛添加微量的钴元素。

催化剂：钴的化合物还作为催化剂应用于石油化工行业，作为粘合剂应用于橡胶轮胎行业。

3.钴的全球储量分布

据美国地质调查局统计，2020年全球钴储量为712万吨，钴资源集中分布于刚果(金)、澳大利亚、古巴等国家。其中刚果(金)的钴资源最为丰富。中国驻刚果(金)大使馆经济商务处发布的对外投资合作国别(地区)指南显示，刚果(金)的钴储量达到450万吨，占世界的50%以上，是世界上最重要的钴生产国之一。

以上梳理了钴的定义、应用领域等，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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