خانه / مقالات فلزات / معرفی فلز کبالت ، مشخصات و کاربرد آن

معرفی فلز کبالت ، مشخصات و کاربرد آن

عنصر شیمیایی کبالت با نماد Co و عدد اتمی ۲۷ در گروه دوازدهم جدول تناوبی قرار گرفته است. از طریق گدازگری که یک فرایند اعمال حرارت به سنگ معدنی با هدف ذوب کردن آن است کبالت خالص تولید می‌شود. این فلز سخت، براق، و به رنگ خاکستری-نقره ای است. کبالت به جز رسوبات اندکی که در آلیاژهای آهن متوریک طبیعی دیده می‌شود، فقط به صورت ترکیب شیمیایی در پوسته زمین وجود دارد. در جهان عمده‌ترین تولیدکنندگان کبالت چین، زامبیا، روسیه و استرالیا می‌باشند.

 از سنگ‌های معدنی اصلی کبالت می‌توان به کبالتیت، گلائوکودوت، اسکوترودیت و اریتریت اشاره نمود.

معرفی فلز کبالت ، مشخصات و کاربرد آن

تاریخچه فلز کبالت

نام کبالت از کلمه آلمانی kobalt یا kobold به معنای روح شیطان برگرفته شده که کارگران معدن به‌علت سمی بودن این عنصر و تولید بخارات سمی آرسنیک در هنگام ذوب، این نام را انتخاب نمودند. رنگدانه‌های آبی پایه کبالت در دوران قدیم برای رنگ کردن شیشه‌ها و جواهرات کاربرد داشت اما تصور میکردند که این رنگ بخاطر فلز بیسموت است. در نهایت در سال ۱۳۷۵ کشف شد که این سنگ معدنی قابلیت تبدیل به فلز را دارد و آن را کوبولد نامیدند.

عنصر کبالت بیشتر به عنوان محصول جانبی از استخراج نیکل و مس تولید می‌شود و به ترتیب جمهوری دموکراتیک کنگو و زامبیا بیشترین تولید جهانی کبالت را به خود اختصاص داده‌اند. همچنین در جهان کبالت تولید شده به‌طور خاص از کبالتیت تامین می‌شود.

آلیاژها

بیشترین مصرف کبالت در گذشته مربوط به سوپرآلیاژهای پایه کبالت بود. این آلیاژها به دلیل پایداری دمایی در ساخت توربین‌های گازی، موتورهای جت هواپیما و پره‌های کاربرد دارند. گفتنی است آلیاژهای تک کریستال برپایه نیکل از عملکرد بهتری برخوردارند.

کاریرد کبالت

کبالت در ساخت آلیاژهای مغناطیسی و باتری‌های لیتیوم یونی کاربرد دارد. همچنین برای اضافه نمودن رنگ آبی به شیشه‌، رنگ‌ها، لعاب‌، جوهر و سرامیک از ترکیبات سیلیکات کبالت و آلومینات کبالت استفاده می‌شود. کبالت –۶۰ بعنوان منبع اشعه گاما در پرتو درمانی، رادیوگرافی صنعتی برای تشخیص عیوب ساختاری قطعات فلزات و استرلیزه کردن غذاها با روش تابشی کارایی دارد.

کبالت مرکز فعال گروهی از کوآنزیم‌ها به نام کوبالامین مانند ویتامین B12 بوده که یک ویتامین ضروری برای همه جانداران است. همچنین این عنصر به شکل غیرآلی ریز مغذی جلبک‌ها، قارچ‌ها و باکتری‌ها است.

اثرات کبالت بر سلامتی انسان

کبالت می‌تواند از طریق آشامیدن آب، تنفس هوا، خوردن غذاهایی که حاوی این عنصر هستند و تماس پوست وارد بدن انسان شود. کبالت نقش مهمی در بدن انسان دارد برای مثال بخشی از ویتامین B12 را تشکیل داده و برای برطرف کردن عارضه کم خونی در زنان باردار به دلیل تحریک تولید سلول های خونی کاربرد دارد. اما اگر میزان کبالت در بدن انسان یا در هوای تنفسی بیشتر از حد مجاز شود مشکلات تنفسی مانند آسم و ذات الریه را در پی خواهد داشت. اثرات مصرف بالای کبالت عبارتند از:

  • استفراغ و تهوعی
  • آسیب به تیروئید
  • مشکلات بینایی
  • مشکلات قلبی

همچنین ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت باعث ریزش مو، نازایی، خونریزی، تهوع، کما و حتی مرگ می‌شوند. غبار این فلز سبب بیماری‌هایی مانند آسم شده و دارای علائمی مثل سرفه، انقطاع تنفس و تنگی نفس می‌شود که این علائم به تدریج افزایش یافته و باعث مشکلاتی چون بیماریهای ریوی، تصلب شرایین، ناتوانی دائمی و مرگ  خواهد شد.

قرار گرفتن در معرض کبالت افراد را دچار آماس پوست، کاهش وزن و حساسیت بالای دستگاه می‌کند. همچنین این فلز می‌تواند سرطان زا باشد.

تاثیرات کبالت بر محیط زیست

کبالت به صورت طبیعی در آب، خاک، سنگ، هوا، جانوران و گیاهان وجود دارد. همچنین می‌تواند توسط وزش باد وارد آب، هوا و سطح زمین شود و یا با عبور هرزآب های شهری از خاک و سنگ‌ها‌ی دارای کبالت وارد آب‌های سطحی شود. همچنین فعالیت‌هایی مانند معدنکاری، احتراق زغال سنگ، تولید و استفاده از موادشیمیایی و فرآوری کانسنگ‌های دارای کبالت باعث ورود این عنصر به اتمسفر می‌شود.

هنگامی که کبالت وارد محیط می‌شود، به سرعت از بین نمیرود. این فلز میتواند با سایر ذرات مانند خاک یا رسوبات آبی واکنش دهد یا جذب شود. گیاهانی که در خاک خود با کمبود کبالت مواجه هستند، رنج میبرند و همچنین جانورانی که از چنین گیاهان تغذیه میکنند، با کاهش کبالت رو به رو می‌شوند. در نزدیکی معادن کبالت، خاک‌ها   دارای مقدار زیادی از این فلز هستند، بنابراین گیاهان و جانوران در این مناطق دچار بیماری می‌شوند و در بدن آن‌ها تجمع می‌یابد. کبالت وارد زنجیره غذایی نمیشود.

ایزوتوپهای رادیواکتیو کبالت در کارخانه‌های انرژی اتمی بر اثر فعالیت‌های هسته‌ای ایجاد و تولید می‌شود و علت نیمه عمر نسبتاً کوتاهی که دارند خطرناک نیستند.

همچنین ببینید

معرفی آلیاژ برنج خواص فیزیکی و کاربرد آن

معرفی آلیاژ برنج خواص فیزیکی و کاربرد آن

برنج یک آلیاژ است که از ترکیب مس و روی به دست می‌آید. این آلیاژ …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *