二、钴的同位素

钴有五种同位素，除自然界中大量存在的钴58外，还有钴56、钴57、钴59与钴60。这四种同位素在自然界极其微量，无法通过矿物冶金的方法提取，只能通过高能物理的方法（中子轰击金属钴）人工制造出来。其中，钴60有强放射性，可应用在物体内部控测（如设备探伤）、医疗（如治疗癌症的化疗）及示踪物质等；另外三种同位素钴56、钴57、钴59放射性弱，未见文献报道有实际用途。

自然界大量存在的钴58没有放射性，所以钴加工厂所加工的钴产品均没有放射性。

三、钴的应用

由于钴具有不可替代的物理、化学性能，应用领域非常广泛，包括可充电电池材料、超硬耐热硬质合金、石化催化剂、陶瓷色釉料、磁性材料、饲料添加剂、医药品等行业。虽然钴是小金属，但是钴产品已经大量用于我们的日常生活，例如：我们日常用的手机锂离子电池里有5-10克钴；（注：锂离子电池是日本索尼公司于1990年发明的，于本世纪初开始大量进行入商业生产，目前锂离子电池所消耗的钴已经占全球消费量的近40%，是钴的第一大用途。）人体中也含有微量的钴，如果缺乏钴元素，人体会得病，一般表现是贫血。大家熟知的维生素B12中就有钴元素；

除了人们日常生活中的用到钴外，钴在工业领域也有重要的用途。金属钴主要用于制备合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。

硬质合金及超级硬质合金中所消耗的钴在锂离子电池发明以前一直是钴的第一大用途，目前是第二大用途，约占钴消耗量的20%。含有一定量钴的刀具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能，钴将合金组成中其它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；在温度在1038℃以上时，钴基合金的优越性就显露无遗，特别适合用于制造高效率的高温发动机，因此钴基合金在航空航天技术中有最广泛的应用。在航空涡轮发动机的结构材料使用含20%-27%铬的钴基合金，可以不要保护覆层就能使材料具有高抗氧化性。核反应堆供热汞作使热介质的涡轮发电机可以不检修而连续运转一年以上；

钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下，失去磁性的温度叫居里点，铁的居里点为769℃，镍为358℃，钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。在振动下，一般磁性钢失去差不多1/3的磁性，而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。由于钴优越的磁特性，被大量应用于磁性材料制造，例如：扬声器。

钴还作为催化剂应用于石油化工行业，作为粘合剂应用于橡胶轮胎行业。

综上所述，钴虽然是小金属，其广泛的用途却不可小视。特别是因其在航空航天等军工领域有着不可替代的作用，所以美国、日本、俄罗斯等国家都把钴作为重要的战略储备物资，中国近年也开始建立了自己的钴储备。随着钴在锂离子电池中的大量应用，其特殊的战略地位更加凸显。

四、钴的加工史

目前，自然界中已发现的钴矿物和含钴矿物共百余种，分属于单质、碳化物、氮化物、磷化物和硅磷化物、砷化物和硫砷化物、锑化物和硫锑化物、碲化物和硒碲化物、硫化物、硒化物、氧化物、氢氧化物和含水氧化物氢氧化物、砷酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等14大类。德国和挪威最早生产了少量的钴，1874年开发了新喀里多尼亚的氧化钴矿。1903年加拿大安大略北部的银钴矿和砷钴矿（方钴矿）开始生产，使钴的世界产量由1904年的16t猛增至1909年的1553t。1920年刚果（金）加丹加省的铜钴矿带开发后，钴产量一直居世界首位。非洲另一个国家摩洛哥也在用砷钴矿生产钴。这段时期以火法生产钴为主。此后，第二次世界大战前夕，芬兰从含钴黄铁矿烧渣中提钴，战后送至西德氯化焙烧处理，直到1968年才建立起科科拉钴厂。日本、法国、比利时有规模较大的钴精炼厂，分别处理菲律宾、澳大利亚、摩洛哥、赞比亚的富钴中间产物。

与上述国家相比，中国的钴工业起步较晚。1952年，江西省南昌市五金矿业公司用简易鼓风炉熔炼钴土矿产出钴铁。1956年按此工艺建设了江西冶炼厂，产出的钴铁送至上海三英电冶厂（上海冶炼厂前身）处理。广东梅县也用同样工艺从钴土矿熔炼出钴铁送潮州冶炼厂处理生产工业氧化钴。1954年，沈阳冶炼厂以湿法炼锌钴渣为原料产出首批电钴，拉开了中国电钴生产的序幕，沈阳冶炼厂锌系统采用黄药法除钴产出黄原酸钴渣，该厂以此钴渣为原料，通过还原溶解、氧化沉钴产出含Co 30%～40％的氢氧化钴，然后再经干燥、焙烧、电炉还原熔炼成粗金属钴，最后用电解精炼法得到电钴。1958年，赣州钴冶炼厂从当地的钴土矿中生产出氧化钴。由于当地钴土矿资源分散，无法大规模开采，在冶金工业部安排下，赣州钴冶炼厂于1960年开始处理从摩洛哥进口的砷钴矿，这是中国用进口钴原料生产钴的开始。1966年，葫芦岛锌厂首家建成了从钴硫精矿中回收钴的车间,以后又陆续建成了南京钢铁厂钴车间，淄博钴冶炼厂，湖北光化磷肥厂的钴车间。

近年来，因其环保、节能、成本等原因，湿法提取工艺已成为生产钴的主要方法。中国各钴加工厂主要从非洲进口氧化铜钴混合矿，采取湿法提取工艺生产钴产品。1992年，中国开放了钴产业，外资、民营资本都可以进入。摆脱了所有制的桎梏，又恰逢20世纪未21世纪初锂离子电池的爆炸式增长的机遇，中国一批钴企业获得了惊人的发展。目前中国的钴产能已经突破2万吨/年，成为全球最大的钴生产国家。金川有色金属公司的钴产量已经达到6000吨/年，成为中国最大的钴生产基地，浙江华友钴业股份有限公司产量已经达到4000吨/年，是中国第二大钴加工企业。北京当升科技股份有限（生产钴酸锂为主）、深圳格林美科技股份有限公司（生产钴粉为主）这二家生产钴新材料的企业已经分别于2010年和2009年在中国深圳交易所上市。一大批钴生产企业，如金川，华友、凯力克、巴莫、瑞翔等均在做上市的准备。但老一代的钴加工厂除金川公司得到了发展外，大部份已经不再生产钴或产量很小了。

五、钴与人体健康

钴可经消化道和呼吸道进入人体，一般成年人体内含钴量为1.1-1.5mg。在血浆中无机钴附着在白蛋白上，它最初贮存于肝和肾，然后贮存于骨、脾、胰、小肠以及其它组织。体内钴14%分布于骨骼，43%分布于肌肉组织，43%分布于其它软组织中。

经口摄入的钴在小肠上部被吸收，并部分与铁共用一个运载通道，在血浆中是附着在白蛋白上。吸收率可达到63%-93%，铁缺乏时可促进钴的吸收。钴主要通过尿液排出，少部分由肠、汗、头发等途径排出，一般不在体内蓄积。

钴是维生素B12组成部分，反刍动物可以在肠道内将摄入的钴合成为维生素B12，而人类与单胃动物不能将钴在体内合成B12。现在还不能确定钴的其它的功能，但体内的钴仅有约10%是维生素的形式。已观察到无机钴对刺激红细胞生成有重要的作用。钴对红细胞生成作用的机制是影响肾释放促红细胞生成素，或者通过刺激胍循环。还观察到供给钴后可使血管扩张和脸色发红，这是由于肾释放舒缓肌肽，钴对甲状腺的功能可能有作用，动物实验结果显示，甲状腺素的合成可能需要钴，钴能拮抗碘缺乏产生的影响。

食物中钴含量较高者有甜菜、卷心菜、洋葱、萝卜、菠菜、西红柿、无花果、荞麦和谷类等，蘑菇含量可达61ug/100g。