钴矿基本知识概述

　　钴是一种重要的稀有金属，在现代工业中，被广泛用于电池、合金、催化剂和磁性材料等方面。然而，尽管钴具有重要的工业价值，但它在地壳中的丰度却远低于其他常见的金属如铁和铝。这就使得钴被视为一种稀有而珍贵的资源。

　　一、钴的物化性质

　　1.物理性质

　　钴元素是一种银白色的金属，具有良好的延展性和导电性。它的密度是8.86克/立方厘米，熔点为1495摄氏度，沸点为2870摄氏度。钴的硬度比较高，可以用来制备硬质合金。

　　2.化学性质

　　钴元素具有良好的化学稳定性，不易与空气和水发生反应。在酸性溶液中，钴能溶解并形成Co(II)离子，具有一定的氧化性和还原性。

　　二、钴的性状

　　钴，银白色铁磁性金属，表面呈银白略带淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，常见化合价为+2、+3。 钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。

　　三、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。

　　热液矿床是指含矿热水溶液在与周围岩石混合的过程中，遇到合适的地层或构造缝隙时冷却凝固形成的钴矿床。

　　沉积矿床为在地表环境中，含矿物质被自然环境中的营力包括流水、风、冰川等作用风化剥蚀，并在恰当的地方聚集形成的矿床。

　　风化壳矿床是一种残留矿床，指岩石受到长期风化作用的剥蚀，不稳定的物质大多被搬运到别处，剩下的成矿物质相对富集形成的矿床。

　　四、钴的作用

　　目前，钴主要用于制造磁性材料、超级合金、航天器、电池材料等，同时在医疗行业也有广泛使用。

　　磁性材料是重要的功能性材料，在电子工业和高科技制造领域有着非常重要的作用。钴是只需磁化一次就能长久保持磁性的金属之一。在热作用下，失去磁性的温度叫做居里点，铁的居里点为769℃，而钴可达1150℃。在相同环境下，含钴的磁性材料能保持较为稳定的磁性，因此被大量应用于高性能磁性材料的制造。钴具有很好的耐高温、耐腐蚀性，是制造优质合金的重要材料。刀具钢中含有一定量的钴可以明显提高它的耐磨性和切削性能。含钴50%以上的合金在1000℃下还能保持原有的硬度，是制造高温喷气式发动机、航空涡轮发动机、汽轮机的重要材料，广泛应用于航空航天和国防现代化建设中。

　　钴在医疗领域中也有广泛应用，钴的放射性同位素钴60(60Co)常作为放射源治疗癌症，现阶段钴60治疗机已成为我国肿瘤放疗重要设备之一。在青霉素中加入适量的钴，可以提高其疗效，在人工关节材料和牙料填充剂中，也会用到钴。此外，钴也是人体所必需的微量元素之一，成年人体内大约含有1.1毫克，广泛分布于全身，它是维生素B12的重要组成部分，可帮助人体产生红细胞。人体缺乏钴会导致食欲不振、恶性贫血、乏力等症状。当然，人体若摄入过量的钴也会引起钴中毒，会引发红细胞过多症、甲状腺增生、神经性耳聋等。

　　随着新能源汽车不断普及，电子产品产量不断增长，电池领域成为钴消费增长最快的领域。2021年全球钴消费总量约17.5万吨，其中电池领域占比66%，位居第一;高温合金和硬质合金分别占比7%，位居第二;聚酯纤维占比4%，位居第三。

　　五、钴的分布情况

　　钴资源全球分布高度集中，主要分布在刚果(金)、赞比亚、澳大利亚等国家，其中刚果(金)2017年钴储量占全球陆地钴储量的49%，而其产量甚至高达全球总产量的60%。我国钴资源极度匮乏且开采难度大，可经济开采的储量仅13.74万吨，潜在资源量约为70万吨，对外依存度达到95%以上。我国面对“钴”战，挺身而立，积极布局钴矿资源。许多中国企业积极响应“走出去”的战略布局，远赴非洲。目前刚果(金)现有的19座钴矿场中，有15座是中国公司运营或资助的。

　　六、我国主要的钴矿区

　　中国钴矿产于24个省(自治区)，主要分布在甘肃、山东、云南、河北、青海、山西等省，它们各自保有储量占全国保有储量的百分比依次为30.5%、10.4%、8.5%、7.3%、7.1%、6%，以上六省储量之和占全国总储量的70%，其余30%的储量分布在新疆、四川、湖北、

　　西藏、海南、安徽等省(自治区)。中国保有钴金属储量47万吨，主要分布于甘肃省(占全国30%)及西南地区岩浆型铜镍矿床中，独立钴矿床稀缺。

　　七、钴资源利用展望

　　随着世界科技进步，钴在现代工业体系中发挥着不可替代的作用。美国和欧盟都将钴列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键性矿物和材料清单，我国也将钴列为战略性矿产名录。目前按照各国新能源汽车发展规划，全球钴资源量将面临供给短缺的风险。尤其我国是第一大消费国，面对钴资源紧缺的现状，为保障国内工业生产和国防建设需求，我国钴矿需要有充足的资源保障才会在发展中不被“卡脖子”。目前，自然资源部已全面启动新一轮找矿突破战略行动，重点围绕紧缺和战略性矿产，加强国内勘查开发，加大锂、钴、镍、油气等矿产找矿力度，全力保障国家能源资源安全。

　　随着钴的回收利用技术不断成熟，循环再利用也成为钴供给的重要途径。目前，很多资源回收企业从废旧电池中提取钴，一定程度上缓解钴资源供给紧张的状况。2018年，国家工信部等多部委联合发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(工信部联节〔2018〕43号)，为废旧电池回收和提炼钴等资源提供了政策扶持和保障。从理论上讲，如果所有被消费的含钴电池都能被回收利用，那么到2030年，全球每年只需10万吨的供应量就能满足生产需求。然而目前全球电池回收率仅为25—50%，还有很大的提升空间。为更高效地进行资源回收利用，减少对自然环境的破坏，我们一定要做好垃圾分类，将废旧的含钴电池投放到电池回收桶中，这样即能避免环境污染，又能为保障国家战略安全贡献力量!

　　钴，这种不为人知的金属，正在以它独特的方式改变着我们的生活。无论是在电池技术、航空航天，还是在高温合金中，钴都扮演着不可替代的角色。未来，随着科技的进步，我们对钴的使用方式可能会不断变化，找到更加环保和高效的方法来利用这种金属。但无论如何，钴作为现代科技的“隐形超级英雄”，将继续为我们的生活提供强大的支持，助力我们迈向更加绿色与智能的未来。