钴冶金概述培训课件
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CoO+H2SO4=CoSO4+H₂O • (8)亚硫酸钴(CoSO3)。向氢氧化钴的水悬浮液中通入二氧化硫，可以得 到红色粒状的CoSO3·5H2O晶体。它微溶于水，并容易与碱金属亚硫酸盐 生成复盐。
1.1.2钴的应用
长期以来，钴的矿物或钴 的化合物一直被用作陶瓷、
玻璃、珐琅的釉料
20世纪，钴及其合金在 电机、机械、化工、航空 航天等工业部门得到了广
早在公元前1450年由埃及人和巴比伦人制造的陶器中已经用到钴颜料
我国从唐朝起也在陶瓷生产中广泛应用钴的化合物作为着色剂
19世纪中叶开始，出现把钴电镀到金属上的工作
20世纪初，把钴应用于制合金钢和其他合金等方面的工作兴起 。 1917年，日本冶金学家发现了含钴的永磁合金；到了1935年，永磁 合金得到进一步发展，衍生出—系列铝镍钴永磁材料：后来又成出新 型的钐钴永磁合金，钴已成为—种重要的战略金钴的化学性质
• 钴的最高氧化态为+4，主要氧化态有+3和+2，在某些配位化 合物中也呈现更低的氧化态。在一般条件下，钴的常见氧化态是 +2，其他氧化态在一般化合物中是不稳定的。钴的主要化学反 应提要见图7—1。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质
• 钴与铁相比，较能抵抗无机酸的侵蚀，钴能溶解在稀盐酸和稀 硫酸中并放出氢气。浓硝酸在室温下能快速地与钴反应，但在10℃时可使钴表面钝化。氢氟酸和磷酸也能与钴作用，但钴不与 稀碱溶液反应。氯化氢在450℃时与钴反应生成氯化钴(CoCl2)。 在400℃时．将硫化氢通至钴粉之上可生成Co3S4，但在700℃时 则生成CoS。二氧化碳在温度高于700℃时与钴发生如下平衡反 应：
钴 Co
钴冶金
GUYEJIN
山东工业职业学院 冶金与汽车工程系
杨娜
01 概述 PART ONE
1 概述
1. 钴及其化合物性质 2. 钴应用 3. 钴的资源 4. 钴的生产
1.1概述
•钴资源及其利用历史
钴在自然界分布很广，但在地壳中的含量仅为0.0023％，居第34 位。钴矿主要有辉钴矿、方钴矿等，海洋底的锰结核中钴的含 量也很大，天然水、泥土和动植物中都含有钴。
1.1.2钴的应用
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。
1.1.2钴的应用
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。 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。
1.1.2钴的应用
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。
泛应用。
金属钴主要用于制取合金， 其中司太立硬质合金已成 为金属切削工具的最重要
材料
航空涡轮机的结构材料使 用含钴20%~27%的钴基
合金
随着锂电池手机的发展，四氧化 二钴的用量不断扩大，四氧化三 钴主要用作锂电池钴酸锂负极材 料。钴在电池方面的消费量约占 总消费量的50％
用核反应堆供热、钴基合 金用于汞作热介质的涡轮 发电机，可以不检修而连 续工作一年以上
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (2)氧化钴(CoO)。将金属钴在空气或水蒸气中加热或将氢氧化钴、碳酸钴或硝 酸钴热分解，都可以得到橄榄绿色粉末状的氧化钴。它具有氯化钠晶格，在低于 19℃时是反铁磁性物质。在氧气中加热至高于400℃时，可得到黑色的四氧化三 钴(Co3O4)，这个氧化物与磁性氧化铁(Fe3O4)异质同晶。这两种氧化物都容易被 氢或炭还原成金属。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴元素的基本性质
• 钴为有光泽的银灰色金属，熔点为1495 ℃，沸点为2870℃，密度为 8.9g/cm3。钴具有铁磁性和延展性，力学性能比铁优良。钴的化学性质与铁、 镍相似，在常温下与水和空气都不起作用；在300℃以上发生氧化作用，极 细粉末状钴会自动燃烧；钴能溶于稀酸中，在浓硝酸中全形成氧化薄膜而被 钝化；在加热时能与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。 • 钴元素家族有五种同位素，即56Co、57Co、58Co、59Co和60Co，钴作为放 射性的重金属，对人体的危害还是比较大的。对于溶入钴的液体要特别小心， 尽量不要用皮肤接触，因为钴的渗透性很强，很容易进入皮肤内层。
1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的主要化合物及其性质
• (7)硫酸钴(CoSO4)： 玫瑰红色结晶。脱水后呈红色粉末，溶于水和甲醇， 微溶于乙醇。 用于 陶瓷釉料和油漆催干剂，也用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料和其它钴 产品，还用于催化剂、分析试剂、饲料添加剂、轮胎胶粘剂、立德粉添加 剂等。 通常可氧化钴为原料，用硫酸溶解后经蒸发结晶制得粉红色的硫酸钴晶体， 主要反应如下：
钴的有机化合物有着广泛 的用途，在油漆行业中用 作催化剂；在化工生产中 用于碳氢化合物的水合、 脱硫、氧化、还原
钴基高温合金是以钴作为主 要成分的，可以制成焊丝， 其粉末用于硬面堆焊、热喷 涂、喷焊等工艺，也可制成 铸锻件和粉末冶金件
在陶瓷行业中，钴的氧化物 可作为釉底的颜料，景德镇 瓷器中就加入了少量氧化钴， 可使黄色中和成白色，从而 得到高质量的瓷器
Co+CO2＝CoO+CO
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质 • (1)与单质的反应。钴即使在高温下也很少吸氢，氮在1200℃ 的高温下也基本上不溶于钴。微细分散的钴粉在空气中可自燃； 但当低于300℃时，大块的钴金属在空气中仍是稳定的。将钴加 热到900℃时，在其表面上生成氧化物外壳，第一层是Co3O4， 靠近金属的第二层是CoO；加热至高于900℃时, 分解，则氧化 物外壳仅含有CoO。在加热条件下钴可与许多非Co3O4金属反 应，例如对与卤素、硼、硫、磷、砷和锑等反应，反应往往发 光发热。氟与钴反应可生成CoF3，但其他卤素与钴反应仅能生 成Co2+卤化物。
1.1.2钴的应用
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。 据统计，2014年我国钴酸锂行业钴消费量约2.7万吨，同比增加28.6%；而2014年国内钴酸 锂的产能在6万吨，实际产量约为4.5万吨。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (6)草酸钴(CoC2O4)。草酸钴性状为浅粉红色粉末，化学药品。主要用作制 氧化钴和金属钴的原料，也可用作制取其它钴化合物、钴有机催化剂、指示剂。 通常可在氯化钴溶液或硫酸钴溶液中用草酸铵溶液沉淀制得，主要反应如下：
(NH₄)₂C₂O₄+CoCl₂=CoC₂O₄+2NH4Cl
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质 • (2)与化合物的反应。钴在烧至赤热时会被水蒸气氧化成 CoO。在470℃时，钴与氨反应生成CoN，但这个化合物在 600℃时分解。一氧化碳在200℃、10MPa下，与微细钴粉 反应生成羰合物Co2(CO)8。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (1)氯化钴（CoCl2）。在氯气中加热钴的主要产物是氯化钴。氯化钴（水 合）是粉红色至红色结晶，无水物为蓝色。微有潮解性，易溶于水、乙醇、 乙醚、丙酮和甘油。用于分析试剂，湿度和水分的指示剂，氨吸收剂。将粉 红色的六水合物(CoCl2·6H2O)在150℃真空条件下加热脱水或用氯化亚硫酰 处理都易得到无水CoCl2。CoCl2易溶于水生成粉红色溶液，溶于乙醇时则生 成深蓝色溶液。无水氯化钴盐在潮湿空气中会变为粉红色，这是因为从空气 中吸收了水分而变成水合盐，这个性质使氯化钴用于干燥剂(如二氧化硅胶) 的指示剂。在室温下，从水溶液中可结晶出粉红色的六水合物；当温度超过 52℃时，可结晶出紫色的二水合物(CoCl2·2H2O)；当温度高于90℃时，则可 结晶出蓝紫色的一水合物(CoCl2·H2O)。
• 钴在水溶液中出现的主要氧化态为+2和+3。在没有其他配体存在时， 钴(Co2+)的水溶液中含有粉红色的[Co(H2O)6]2+，它是热力学稳定的物种。 六水合钴离子[Co(H2O)6]3+是一种强氧化剂，它会把水氧化成氧气，因此 在没有络合试剂存在时，简单钴盐(Co3+)在水溶液中是不稳定的。在有配 体(如氨)存在时，可稳定钴的+3氧化态，这样就对Co2+氧化成Co3+较为 有利，甚至大气中的氧也可完成此氧化过程；有些配体，如氰离子可以把 Co3+稳定到这样一个程度，即可使钴络合物(Co2+)把水还原成氢气，甚 至可以与氢反应生成表观上的钴络合物(Co3+)：
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (3)氢氧化钴(Co(OH)2)。一般为玫瑰红色单斜或四方晶系结晶体，不溶于水， 但能溶于酸和强碱及铵盐溶液。密度约为3.6g/cm3。熔点1100-1200℃，为两性氢 氧化物。 主要用作玻璃和搪瓷的着色剂、制取其他钴化合物的原料，以及清漆和涂料的干 燥剂。 通常可在氯化钴溶液或硫酸钴溶液中用过量氢氧化钠溶液中和制得，主要反应如 下：
CoCl2+2NaOH=Co(OH)2↓(粉红色沉淀)+2NaCl CoSO4+2NaOH+=Co(OH)2↓(粉红色沉淀)+Na2SO4
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (4)硫化钴(CoO)。用硫化钠处理钴盐(Co2+)溶液得到的黑色沉淀。 • (5)碳酸钴(CoCO3)。碳酸钴在自然界中以菱钴矿出现。在二氧化碳气氛中， 令碱金属酸式碳酸盐作用于钴盐(Co2+)的水溶液，可以沉淀出紫红色的六水合 碳酸钴(CoCO3·6 H2O)。未用二氧化碳气氛时，在上述反应中将沉淀出碱式碳 酸盐。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的物理性质
• 钴是一种银白色金属，它的外貌与 纯铁或镍相似。钴的硬度高于铁，电 解沉积出来的钴的硬度又高于高温过 程生产的金属钴。钴中含有少量碳 (最高达0.3％)时会增大钴金属的抗张 强度和耐压强度，而不会影响其硬度。 钻可以机械加工，但略有脆性。钴的 物理性质(见表7—2)不仅在极大程度 上依赖于它的纯度，而且也依赖于存 在的同素异形体(或同素异形体混合 物)。
2 [Co(CN)5]3-+H2= 2[Co(CN)5H]3-
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• 一些钴电对的标准电极电位列于表7—3中。根据表7—3可以 看出，Co2+生成大量在中性或酸性水溶液中稳定的简单盐；而 简单的钴盐(Co3+)则是不常见的，并且在水溶液中是不稳定的。 但Co3+的络合物是为数众多而稳定的。
1.1.2钴的应用
长期以来，钴的矿物或钴 的化合物一直被用作陶瓷、
玻璃、珐琅的釉料
20世纪，钴及其合金在 电机、机械、化工、航空 航天等工业部门得到了广
早在公元前1450年由埃及人和巴比伦人制造的陶器中已经用到钴颜料
我国从唐朝起也在陶瓷生产中广泛应用钴的化合物作为着色剂
19世纪中叶开始，出现把钴电镀到金属上的工作
20世纪初，把钴应用于制合金钢和其他合金等方面的工作兴起 。 1917年，日本冶金学家发现了含钴的永磁合金；到了1935年，永磁 合金得到进一步发展，衍生出—系列铝镍钴永磁材料：后来又成出新 型的钐钴永磁合金，钴已成为—种重要的战略金钴的化学性质
• 钴的最高氧化态为+4，主要氧化态有+3和+2，在某些配位化 合物中也呈现更低的氧化态。在一般条件下，钴的常见氧化态是 +2，其他氧化态在一般化合物中是不稳定的。钴的主要化学反 应提要见图7—1。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质
• 钴与铁相比，较能抵抗无机酸的侵蚀，钴能溶解在稀盐酸和稀 硫酸中并放出氢气。浓硝酸在室温下能快速地与钴反应，但在10℃时可使钴表面钝化。氢氟酸和磷酸也能与钴作用，但钴不与 稀碱溶液反应。氯化氢在450℃时与钴反应生成氯化钴(CoCl2)。 在400℃时．将硫化氢通至钴粉之上可生成Co3S4，但在700℃时 则生成CoS。二氧化碳在温度高于700℃时与钴发生如下平衡反 应：
钴 Co
钴冶金
GUYEJIN
山东工业职业学院 冶金与汽车工程系
杨娜
01 概述 PART ONE
1 概述
1. 钴及其化合物性质 2. 钴应用 3. 钴的资源 4. 钴的生产
1.1概述
•钴资源及其利用历史
钴在自然界分布很广，但在地壳中的含量仅为0.0023％，居第34 位。钴矿主要有辉钴矿、方钴矿等，海洋底的锰结核中钴的含 量也很大，天然水、泥土和动植物中都含有钴。
1.1.2钴的应用
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。
1.1.2钴的应用
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。 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。
1.1.2钴的应用
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。
泛应用。
金属钴主要用于制取合金， 其中司太立硬质合金已成 为金属切削工具的最重要
材料
航空涡轮机的结构材料使 用含钴20%~27%的钴基
合金
随着锂电池手机的发展，四氧化 二钴的用量不断扩大，四氧化三 钴主要用作锂电池钴酸锂负极材 料。钴在电池方面的消费量约占 总消费量的50％
用核反应堆供热、钴基合 金用于汞作热介质的涡轮 发电机，可以不检修而连 续工作一年以上
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (2)氧化钴(CoO)。将金属钴在空气或水蒸气中加热或将氢氧化钴、碳酸钴或硝 酸钴热分解，都可以得到橄榄绿色粉末状的氧化钴。它具有氯化钠晶格，在低于 19℃时是反铁磁性物质。在氧气中加热至高于400℃时，可得到黑色的四氧化三 钴(Co3O4)，这个氧化物与磁性氧化铁(Fe3O4)异质同晶。这两种氧化物都容易被 氢或炭还原成金属。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴元素的基本性质
• 钴为有光泽的银灰色金属，熔点为1495 ℃，沸点为2870℃，密度为 8.9g/cm3。钴具有铁磁性和延展性，力学性能比铁优良。钴的化学性质与铁、 镍相似，在常温下与水和空气都不起作用；在300℃以上发生氧化作用，极 细粉末状钴会自动燃烧；钴能溶于稀酸中，在浓硝酸中全形成氧化薄膜而被 钝化；在加热时能与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。 • 钴元素家族有五种同位素，即56Co、57Co、58Co、59Co和60Co，钴作为放 射性的重金属，对人体的危害还是比较大的。对于溶入钴的液体要特别小心， 尽量不要用皮肤接触，因为钴的渗透性很强，很容易进入皮肤内层。
1.1.1钴及其化合物的性质 ★钴的主要化合物及其性质
• (7)硫酸钴(CoSO4)： 玫瑰红色结晶。脱水后呈红色粉末，溶于水和甲醇， 微溶于乙醇。 用于 陶瓷釉料和油漆催干剂，也用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料和其它钴 产品，还用于催化剂、分析试剂、饲料添加剂、轮胎胶粘剂、立德粉添加 剂等。 通常可氧化钴为原料，用硫酸溶解后经蒸发结晶制得粉红色的硫酸钴晶体， 主要反应如下：
钴的有机化合物有着广泛 的用途，在油漆行业中用 作催化剂；在化工生产中 用于碳氢化合物的水合、 脱硫、氧化、还原
钴基高温合金是以钴作为主 要成分的，可以制成焊丝， 其粉末用于硬面堆焊、热喷 涂、喷焊等工艺，也可制成 铸锻件和粉末冶金件
在陶瓷行业中，钴的氧化物 可作为釉底的颜料，景德镇 瓷器中就加入了少量氧化钴， 可使黄色中和成白色，从而 得到高质量的瓷器
Co+CO2＝CoO+CO
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质 • (1)与单质的反应。钴即使在高温下也很少吸氢，氮在1200℃ 的高温下也基本上不溶于钴。微细分散的钴粉在空气中可自燃； 但当低于300℃时，大块的钴金属在空气中仍是稳定的。将钴加 热到900℃时，在其表面上生成氧化物外壳，第一层是Co3O4， 靠近金属的第二层是CoO；加热至高于900℃时, 分解，则氧化 物外壳仅含有CoO。在加热条件下钴可与许多非Co3O4金属反 应，例如对与卤素、硼、硫、磷、砷和锑等反应，反应往往发 光发热。氟与钴反应可生成CoF3，但其他卤素与钴反应仅能生 成Co2+卤化物。
1.1.2钴的应用
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。 据统计，2014年我国钴酸锂行业钴消费量约2.7万吨，同比增加28.6%；而2014年国内钴酸 锂的产能在6万吨，实际产量约为4.5万吨。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (6)草酸钴(CoC2O4)。草酸钴性状为浅粉红色粉末，化学药品。主要用作制 氧化钴和金属钴的原料，也可用作制取其它钴化合物、钴有机催化剂、指示剂。 通常可在氯化钴溶液或硫酸钴溶液中用草酸铵溶液沉淀制得，主要反应如下：
(NH₄)₂C₂O₄+CoCl₂=CoC₂O₄+2NH4Cl
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的化学性质 • (2)与化合物的反应。钴在烧至赤热时会被水蒸气氧化成 CoO。在470℃时，钴与氨反应生成CoN，但这个化合物在 600℃时分解。一氧化碳在200℃、10MPa下，与微细钴粉 反应生成羰合物Co2(CO)8。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (1)氯化钴（CoCl2）。在氯气中加热钴的主要产物是氯化钴。氯化钴（水 合）是粉红色至红色结晶，无水物为蓝色。微有潮解性，易溶于水、乙醇、 乙醚、丙酮和甘油。用于分析试剂，湿度和水分的指示剂，氨吸收剂。将粉 红色的六水合物(CoCl2·6H2O)在150℃真空条件下加热脱水或用氯化亚硫酰 处理都易得到无水CoCl2。CoCl2易溶于水生成粉红色溶液，溶于乙醇时则生 成深蓝色溶液。无水氯化钴盐在潮湿空气中会变为粉红色，这是因为从空气 中吸收了水分而变成水合盐，这个性质使氯化钴用于干燥剂(如二氧化硅胶) 的指示剂。在室温下，从水溶液中可结晶出粉红色的六水合物；当温度超过 52℃时，可结晶出紫色的二水合物(CoCl2·2H2O)；当温度高于90℃时，则可 结晶出蓝紫色的一水合物(CoCl2·H2O)。
• 钴在水溶液中出现的主要氧化态为+2和+3。在没有其他配体存在时， 钴(Co2+)的水溶液中含有粉红色的[Co(H2O)6]2+，它是热力学稳定的物种。 六水合钴离子[Co(H2O)6]3+是一种强氧化剂，它会把水氧化成氧气，因此 在没有络合试剂存在时，简单钴盐(Co3+)在水溶液中是不稳定的。在有配 体(如氨)存在时，可稳定钴的+3氧化态，这样就对Co2+氧化成Co3+较为 有利，甚至大气中的氧也可完成此氧化过程；有些配体，如氰离子可以把 Co3+稳定到这样一个程度，即可使钴络合物(Co2+)把水还原成氢气，甚 至可以与氢反应生成表观上的钴络合物(Co3+)：
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (3)氢氧化钴(Co(OH)2)。一般为玫瑰红色单斜或四方晶系结晶体，不溶于水， 但能溶于酸和强碱及铵盐溶液。密度约为3.6g/cm3。熔点1100-1200℃，为两性氢 氧化物。 主要用作玻璃和搪瓷的着色剂、制取其他钴化合物的原料，以及清漆和涂料的干 燥剂。 通常可在氯化钴溶液或硫酸钴溶液中用过量氢氧化钠溶液中和制得，主要反应如 下：
CoCl2+2NaOH=Co(OH)2↓(粉红色沉淀)+2NaCl CoSO4+2NaOH+=Co(OH)2↓(粉红色沉淀)+Na2SO4
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• (4)硫化钴(CoO)。用硫化钠处理钴盐(Co2+)溶液得到的黑色沉淀。 • (5)碳酸钴(CoCO3)。碳酸钴在自然界中以菱钴矿出现。在二氧化碳气氛中， 令碱金属酸式碳酸盐作用于钴盐(Co2+)的水溶液，可以沉淀出紫红色的六水合 碳酸钴(CoCO3·6 H2O)。未用二氧化碳气氛时，在上述反应中将沉淀出碱式碳 酸盐。
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的物理性质
• 钴是一种银白色金属，它的外貌与 纯铁或镍相似。钴的硬度高于铁，电 解沉积出来的钴的硬度又高于高温过 程生产的金属钴。钴中含有少量碳 (最高达0.3％)时会增大钴金属的抗张 强度和耐压强度，而不会影响其硬度。 钻可以机械加工，但略有脆性。钴的 物理性质(见表7—2)不仅在极大程度 上依赖于它的纯度，而且也依赖于存 在的同素异形体(或同素异形体混合 物)。
2 [Co(CN)5]3-+H2= 2[Co(CN)5H]3-
1.1.1钴及其化合物的性质
★钴的主要化合物及其性质
• 一些钴电对的标准电极电位列于表7—3中。根据表7—3可以 看出，Co2+生成大量在中性或酸性水溶液中稳定的简单盐；而 简单的钴盐(Co3+)则是不常见的，并且在水溶液中是不稳定的。 但Co3+的络合物是为数众多而稳定的。