浸取
[拼音]：gu
[英文]：cobalt
元素符號Co，銀白色鐵磁性金屬，表面拋光後有淡藍光澤，在週期表中屬Ⅷ族，原子序數27，原子量58.9332，密排六方晶體，常見化合價為+2、+3。
1735年瑞典化學家布蘭特（G.Brandt）製出金屬鈷。1780年瑞典化學家伯格曼（T. Bergman）確定鈷為元素。長期以來鈷的礦物或鈷的化合物一直用作陶瓷、玻璃、琺琅的釉料。到20世紀，鈷及其合金在電機、機械、化工、航空和航天等工業部門得到廣泛的應用，併成為一種重要的戰略金屬，消費量逐年增加。中國於50年代開始從鈷土礦、鎳礦和含鈷黃鐵礦中提鈷。
資源
已知的含鈷礦物約100種。主要的鈷礦物為：硫鈷礦(Co3S4)、纖維柱石(CuCo2S4)、輝砷鈷礦(CoAsS)、砷鈷礦(CoAs2)、鈷華(3CoO·As2O5·8H2O)等。世界上的主要鈷礦有四種類型：
（1）銅鈷礦，以扎伊爾、尚比亞儲量為最大，扎伊爾的產鈷量佔全世界產量的一半以上；
（2）鎳鈷礦，包括硫化礦和氧化礦；
（3）砷鈷礦；
（4）含鈷黃鐵礦。這些鈷礦含鈷均較低。海底錳結核是鈷的重要遠景資源。從含鈷廢料中回收鈷也日益受到人們的重視。1979年世界（中國除外）礦山產鈷量和鈷儲量見表。
中國已探明的鈷儲量最大的是甘肅金川硫化鎳礦中伴生的鈷。雲南的矽酸鎳礦以及四川、山東、湖北、山西、廣東等地的黃鐵礦中也含有鈷。
性質和用途
在常溫下，緻密金屬鈷在空氣和水中穩定，高於300℃時，鈷在空氣中開始氧化。赤熱的鈷能分解水放出氫。氫還原法制備的細金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。
含鈷高溫合金在 900～1000℃下仍有很高的強度和抗蠕變效能，多用於製作噴氣發動機的耐高溫部件。鈷能提高鐵基、鋁鎳基和稀土金屬合金的磁飽和強度和居里點，使其具有高矯頑力，是電氣工業中的優良磁性材料。鈷是硬質合金的粘合劑。金屬部件用鈷合金塗層和表面硬化後，其機械效能顯著提高。鈷的氧化物是陶瓷製品的脫色劑和顏料；搪瓷中的含鈷釉料可使搪瓷同鋼更好地粘結在一起。鈷的有機化合物在油漆中作催幹劑。鈷還在化工生產中用於碳氫化合物的水合、脫硫、氧化、還原等方面。60Co是γ射線源，用於物理、化學、生物研究和醫療部門。
冶煉
鈷礦物的賦存狀態複雜，礦石品位低，所以提取方法很多而且工藝複雜，回收率低。一般先用火法將鈷富集或轉化為可溶性狀態，然後再用溼法使鈷進一步富集和提純，最後得到鈷化合物或金屬鈷。主要提鈷工藝流程見圖
硫化鎳礦提鈷
硫化鎳精礦一般含鎳4～5％，含鈷0.1～0.3％。鎳的火法熔鍊過程中，由於鈷對氧和硫的親合力介於鐵鎳之間（見氧勢圖），在轉爐吹煉高冰鎳時，可控制冰鎳中鐵的氧化程度，使鈷富集於高冰鎳或富集於轉爐渣，分別用下述方法提取：
（1）富集於高冰鎳中的鈷，在鎳電解精煉過程中，鈷和鎳一起進入陽極液。在淨液除鈷過程中，鈷以高價氫氧化鈷的形態進入鈷渣，鈷渣含鈷6～7％，含鎳25～30％。從此種鈷渣提鈷的一種方法是：將鈷渣加入硫酸溶液中，通二氧化硫使之溶解，製得含硫酸鎳、硫酸鈷和少量銅、鐵、砷、銻等雜質的溶液；再用活性鎳粉置換除去銅；通空氣，氧化水解除去鐵，通氯氣氧化，加蘇打中和沉澱鈷，若所得氫氧化鈷含鎳較高，可再次溶解、沉澱分離鈷鎳，使其含鎳小於1％；經煅燒製得氧化鈷出售，也可將氧化鈷製成粗金屬鈷，經電解精煉得電解鈷。加拿大和蘇聯的鎳廠都用此法回收鈷。中國的工廠也有類似作法。從鈷渣提鈷的另一種方法是以亞硫酸鈉作還原劑，將鈷渣溶解於硫酸溶液中，得到含硫酸鎳、硫酸鈷和少量銅、鐵、錳、鋅等雜質的溶液，而後用黃鈉鐵礬法除去溶液中的鐵（見鋅），用烷基磷酸類如：二-2-乙基己基磷酸(D-2-EHPA)或其他烷基磷酸酯類萃取劑萃取其中的銅、鐵、錳、鋅等，並分離鈷鎳。萃取過程中獲得的氯化鈷溶液，用氟化銨除鈣、鎂後，再用草酸銨沉澱鈷。所得草酸鈷在450℃下煅燒，得到的氧化鈷粉，可作為最終產品，也可用氫還原法制取金屬鈷粉。
（2）富集於煉鎳轉爐渣中的鈷，在還原硫化熔鍊過程中，與鎳一起轉入鈷冰銅(見鋶)。轉爐渣成分一般為：鈷0.25～0.35％，鎳1～1.5％；鈷冰銅成分一般為：鈷1～1.5％，鎳5～13％。鈷冰銅可以直接浸取（常壓或加壓酸浸），也可以將鈷冰銅焙燒成可溶性化合物後再酸浸。浸出液可按鈷渣提鈷工藝流程處理。
加拿大舍利特高爾頓公司(Sherritt Gordon MinesLtd.)用高壓氨浸法處理硫化鎳精礦和高冰鎳時，鈷留於鎳的氫還原尾液中，通硫化氫於尾液，得硫化鈷和硫化鎳的混合沉澱物。此混合物用硫酸高壓浸出、淨化除雜質後，通氧、加氨、加壓，使二價鈷氧化成可溶性的[Co(NH3)5·H2O]2(SO4)3，而鎳則以鎳銨硫酸鹽形態沉澱出來，實現鎳鈷分離，溶液用高壓氫還原產出鈷粉，也可用萃取法淨液、分離出鎳後電積得電鈷。
含鈷黃鐵礦提鈷
世界上從含鈷黃鐵礦中提鈷較有代表性的工廠是芬蘭科科拉鈷廠（ Kok－kola Cobalt Plant），精礦焙燒脫硫後，再配以部分精礦在流態化爐內進行硫酸化焙燒，再經浸出、濃密、洗滌，浸出液通硫化氫使鈷呈硫化鈷沉澱。再利用上述舍利特高爾頓的高壓浸出法和高壓氫還原法生產鈷粉。中國含鈷黃鐵礦的鈷品位較低，僅為0.02～0.09％。浮選產出的鈷硫精礦含鈷0.3～0.5％，硫30～35％，鐵35～40％。鈷硫精礦在流態化焙燒爐內於580～620℃下進行硫酸化焙燒，使鈷、鎳、銅等金屬轉化為可溶性的鹽類。焙砂用水或稀硫酸浸出，用氯酸鈉將浸出液中的鐵氧化成高價鐵後，用脂肪酸鈉依次萃取鐵和銅。然後，通入氯氣使鈷氧化，加鹼水解生成高價氫氧化鈷沉澱，而與鎳分離。在反射爐內使氫氧化鈷脫水、燒結，燒結塊配以石油焦和石灰石在三相電弧爐內還原熔煉成粗金屬鈷。粗鈷澆鑄成陽極，進行隔膜電解，得到純度較高的金屬鈷。鈷硫精礦也可先經900～950℃氧化焙燒，再配以氯化鈉或氯化鈣以及少量的鈷硫精礦於 680℃下進行硫酸化氯化焙燒。焙砂按上述流程提鈷。
砷鈷礦提鈷
砷鈷礦經選礦得到含鈷10～20％的精礦，其中含砷20～50％。處理砷鈷礦的方法主要有兩種，一種是先用火法熔鍊產出砷冰鈷，再用溼法提鈷。另一種是用加壓浸出法制得含鈷溶液，再從中提取鈷。中國採用前者：將精礦配以焦炭和熔劑在反射爐或電爐內熔鍊，使部分砷呈三氧化二砷揮發，產出砷冰鈷(舊稱黃渣)。如原料含硫高，還產出部分鈷冰銅。砷冰鈷和鈷冰銅磨細後焙燒，進一步脫砷和硫;焙砂用稀硫酸浸出，用次氯酸鈉氧化浸出液中的鐵，再用蘇打調整pH為3～3.5，使鐵成為氧化鐵和砷酸鐵沉澱。濾液用鐵屑置換除銅後，用次氯酸鈉使鈷氧化，加鹼水解生成高價氫氧化鈷沉澱而與鎳分離。所得氫氧化鈷在反射爐內於1000～1200℃下煅燒，獲得氧化鈷，並使其中的鹼式硫酸鹽分解，將硫除去。然後配入木炭，在迴轉窯內於1000℃左右還原成金屬鈷粉。也可將氫氧化鈷熔鍊成粗金屬鈷，再進行電解得電鈷。焙砂的浸出液也可和前述硫化鎳礦提鈷一樣，採用萃取法淨液分離提鈷。
加壓酸浸法處理砷鈷精礦是將精礦用稀硫酸漿化，用高壓釜浸出，操作壓力35公斤力／釐米2，溫度190℃，浸出時間3～4小時，鈷的浸出率95～97％。浸出液除砷、鐵、銅、鈣等雜質後，加入液氨，使鈷形成鈷氨絡合物，在高壓釜內，用氫還原得到鈷粉，操作壓力50～55公斤力/釐米2，溫度190℃。此法流程簡單，回收率高，勞動條件好。
銅鈷礦提鈷
扎伊爾的盧伊盧廠 ( Luilu CobaltPlant)是世界上處理銅鈷礦最大的鈷廠。銅鈷礦經選礦獲得氧化精礦和硫化精礦。氧化精礦品位為:銅25％，鈷1.5％；硫化精礦品位為：銅45％，鈷2.5％。首先將硫化精礦在流態化焙燒爐內進行硫酸化焙燒，然後將焙砂和氧化精礦一起用銅電解廢液浸出。氧化精礦中的鈷主要呈三價氧化物形態，在硫酸中溶解度很小，但在銅電解廢液中可由其中的亞鐵離子將鈷還原，溶於電解廢液中，Co3+(不溶性)+Fe2+ ─→Co2+ (可溶性)+Fe3+。
鈷的浸出率可達95～96％。含鈷和銅的浸出液用電解法析出銅，而鈷和其他金屬雜質留在溶液中。除雜質後，將溶液中的鈷用石灰乳沉澱為氫氧化鈷，再溶於硫酸中，得到高濃度的硫酸鈷溶液，最後用不溶陽極電積金屬鈷（見水溶液電解）。
參考書目
R. S. Young，Cobalt，It’s Chemistry，Metallurgy and Uses，Reinhold，New York，1960.
陳維東等編譯:《國外有色冶金工廠·鎳與鈷》，冶金工業出版社，北京，1977。