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一、鈷的簡(jiǎn)介

鈷[gǔ]，元素符號(hào)Co，銀白色鐵磁性金屬，表面呈銀白略帶淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序數(shù)27，原子量58.9332，密排六方晶體，常見(jiàn)化合價(jià)為+2、+3。 鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，比較硬而脆，有鐵磁性，加熱到1150℃時(shí)磁性消失。鈷的化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)。在常溫下不和水作用，在潮濕的空氣中也很穩(wěn)定。在空氣中加熱至300℃以上時(shí)氧化生成CoO，在白熱時(shí)燃燒成Co3O4。氫還原法制成的細(xì)金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。

二、鈷的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，鈷的消費(fèi)與應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域主要有電池材料、超級(jí)耐熱合金、工具鋼、硬質(zhì)合金、磁性材料；以化合物形式消費(fèi)的鈷主要用作催化劑、干燥劑、試劑、顏料與染料等。鈷-60是一種廣為使用的放射性材料，在生物化學(xué)中廣泛用于活化分析；在電鍍、腐蝕和催化中用于示蹤研究；在醫(yī)療中被用于放射檢查與治療。

1、磁性材料

鈷是磁化一次就能保持磁性的少數(shù)金屬之一。在熱作用下，失去磁性的溫度叫居里點(diǎn)。鐵的居里點(diǎn)為769℃，鎳為358℃，而鈷可達(dá)1150℃。含有60%鈷的磁性鋼比一般磁性鋼的矯頑磁力提高2.5倍。振動(dòng)環(huán)境下，一般磁性鋼失去差不多1/3的磁性。而鈷鋼僅失去2%-3.5%的磁性。由于鈷優(yōu)越的磁特性，被大量應(yīng)用于高性能磁性材料的制造。

磁性材料是重要的功能材料，在電子工業(yè)和高科技領(lǐng)域起著非常重要的作用。鈷在磁性材料領(lǐng)域應(yīng)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。近幾年來(lái)，不僅磁性材料的產(chǎn)量增加了很多，而且磁體市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化。從世界范圍來(lái)看，鋁鎳鈷磁體的產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，但近幾年來(lái)我國(guó)進(jìn)行的大規(guī)模電網(wǎng)改造使鋁鎳鈷磁體的產(chǎn)量維持在2000噸左右，而衫鈷合金的產(chǎn)量有逐年上升的勢(shì)頭。

2、硬質(zhì)合金與超級(jí)合金

含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著提高鋼耐磨性和切削性能，鈷將合金組成中其他金屬碳化物晶粒結(jié)合在一起，使合金具更高的韌性，并減少對(duì)沖擊的敏感性能，這種合金熔焊在零件表面，可使零件的壽命提高3-7倍。含鈷50%以上的司太立特硬質(zhì)合金即使加熱到1000℃也不會(huì)失去其原有的硬度。

溫度在1038℃以上時(shí)，鈷基合金的優(yōu)越性就顯露無(wú)遺，特別適合用于制作高效率的高溫發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)等，因此鈷基合金被廣泛地應(yīng)用在航空航天和現(xiàn)代軍事領(lǐng)域中。在航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)材料中使用含20%-27%鉻的鈷基合金 可在不使用任何保護(hù)涂層的條件下 材料達(dá)到很高的抗氧化性。核反應(yīng)堆供熱工作室熱介質(zhì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)可以不檢修而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年以上。

目前中國(guó)是世界第一硬質(zhì)合金生產(chǎn)國(guó)。金屬鈷在硬質(zhì)合金領(lǐng)域卓越的性能表現(xiàn)使其需求也將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。

3、電池材料

目前鈷的消耗量近40%用于充電電池材料，如用于鋰離子電池的鈷酸鋰，用于鎳氫電池的氧化亞鈷等。

鈷最主要的用途是用于鋰電池，鋰離子電池的核心之一是它的正極材料，其中要用到鈷酸鋰(LiCoO2), 鈷酸鋰屬于固體電解質(zhì)，具有高能量密度和高的環(huán)保安全性。鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于電壓范圍寬，高能量密度，環(huán)保(和Ni-Cd、Ni-Mn相比較)。

4、醫(yī)療行業(yè)

 鈷在醫(yī)療領(lǐng)域中也有廣泛應(yīng)用，鈷的放射性同位素，可治療皮膚病和惡性腫瘤，在青霉素中加入適量的鈷，可以提高其療效，對(duì)造血具有特殊功效的維生素B12(別名鈷胺素)中，鈷含量高達(dá)4.5%，此外，在人工關(guān)節(jié)材料和牙料填充劑中，也用到鈷。

5、顏料

中華民族引以為榮的唐三彩、青花瓷、景泰藍(lán)的釉料中就含鈷，也只有鈷顏料的藍(lán)色才能歷久彌新。鈷作為顏料主要分為三種：鈷藍(lán)顏料、鈷紫顏料、鈷黑顏料。

鈷藍(lán)顏料——鈷藍(lán)是一種歷史非常悠久的顏料，我們的祖先最早用天然氧化鈷(存在于礦石和植物中)作為陶器和瓷器中坯和釉的著色顏料，呈不同色調(diào)的藍(lán)色和藍(lán)綠色，而古代的希臘人和羅馬人則最早將氧化鈷用于玻璃的著色，呈天藍(lán)色調(diào)。鈷藍(lán)的化學(xué)組成是CoO•Al2O3即鋁酸鈷，礦物組成是Co•Al2O4即鈷鋁尖晶石；鈷藍(lán)顏料有鮮明的色澤，著色強(qiáng)度很高，此外有極強(qiáng)的耐侯性、耐酸堿性，耐熱可達(dá)1200oC以上，適用于作為陶瓷、玻璃、搪瓷、琺瑯等材料的著色顏料。

鈷紫顏料—— 用于陶瓷、玻璃等制品裝飾的鈷紫顏料為磷酸鈷，化學(xué)式為 Co3(PO4)2，呈藍(lán)相紫色，采用干法固相合成。如以部分鋰化合物替代鈷化合物，可制成磷酸鋰鈷，即CoLiPO4紫色顏料。

鈷黑顏料——主要有鐵鈷黑，其基本化學(xué)式為(Fe, Co)Fe2O4，尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)，主要用于陶瓷坯體的著色，其著色機(jī)理屬于金屬混相著色；還有鐵鈷鉻黑，其化學(xué)式簡(jiǎn)式為：(Co, Fe)(Fe, Cr)2O4主要用作陶瓷釉料的著色，著色機(jī)理也是金屬混相著色。

 6、其他應(yīng)用

飼料添加劑動(dòng)物——特別是反芻動(dòng)物缺乏鈷會(huì)造成消化能力下降、貧血等疾病，因此動(dòng)物飼料中廣泛添加微量的鈷元素。

催化劑——鈷的化合物還作為催化劑應(yīng)用于石油化工行業(yè)，作為粘合劑應(yīng)用于橡膠輪胎行業(yè)。

三、目前鈷消費(fèi)現(xiàn)狀

１、 鈷的需求持續(xù)增長(zhǎng)

鈷主要用于硬質(zhì)合金、鋰電池等行業(yè),從全球來(lái)看其中約44%左右鈷用于鋰電池,而中國(guó)鈷的需求中鋰電池占比高達(dá)76%,中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展對(duì)鈷的需求帶動(dòng)明顯。從過(guò)去5 年數(shù)據(jù)來(lái)看,整體上鈷的需求保持平均每年7.4%的增長(zhǎng)。鈷在鋰電池中主要用于3C電池以及動(dòng)力電池(三元)正極。受智能手機(jī)銷(xiāo)售持續(xù)增長(zhǎng)帶動(dòng),3C電池部分仍然保持著10%左右的增長(zhǎng)。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池方面,雖然三元類(lèi)動(dòng)力電池目前占比較低(動(dòng)力電池中占比為27%),但隨著乘用車(chē)對(duì)行駛里程要求的提高,三元電池的占比也會(huì)得到提升,從而成為鈷需求的主要增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

2、鈷行業(yè)供需格局即將迎來(lái)逆轉(zhuǎn)

2015 年全球精煉鈷的供給量約為10.2萬(wàn)噸,而鈷的需求量約為9.2 萬(wàn)噸,供大于求明顯。但進(jìn)入16 年后,供給發(fā)生明顯改變。鈷是銅鎳伴生礦,銅價(jià)持續(xù)走低,使得供給得到收縮。其中嘉能可關(guān)停兩處礦產(chǎn)(檢修18 個(gè)月)導(dǎo)致鈷的供給收縮5000噸左右。同時(shí)受非洲童工事件影響以及挖掘條件限制,占全球鈷供應(yīng)50%的剛果將關(guān)停1 萬(wàn)噸左右的手工礦,整體保守估計(jì)供應(yīng)將減少1.5萬(wàn)噸。使得供應(yīng)發(fā)生改變,從而改變供需格局,預(yù)計(jì)17 年將發(fā)生逆轉(zhuǎn)。