Usos del cobalto

Además del litio, el cobalto es actualmente el elemento más importante en sus usos para baterías de iones de litio de los automóviles eléctricos por lo que se hace indispensable en la industria moderna tecnológica. Sin embargo, dos tercios del metal de brillo azul se encuentran en la República Democrática del Congo, un país políticamente inestable.

Propiedades del cobalto (Co) (Cobaltum)

Elemento químico del grupo VIII en el sistema periódico de elementos químicos con número atómico 27, un metal sólido viscoso, brillante, gris azulado, perteneciente a metales pesados. La densidad es 8.9 g / cm ³ , t _pl. = 1493 ° C, t _pb = 2957 ° C. En la corteza terrestre, el contenido de Co es 4 · 10 ^-3 % en peso. Este metal forma parte de más de 30 minerales. Estos incluyen carolita CuCo ₂ S ₄ , linneita Co ₃ S ₄ , cobaltina CoAsS, cobaltita esférica CoCO ₃ , smaltita CoAs ₂ y otros. En agua de mar, aproximadamente (1-7) · ^10-10 % Co.

El cobalto genera mucha riqueza. Sin embargo muchos niños de la República Democrática del Congo extraen con sus propias manos y en condiciones difíciles este metal. Son niños mineros. Con cada saco de mineral de cobre que extraen de los pozos, también extraen cobalto a la superficie.

Si bien el precio del cobre cayó en más del 22% durante la crisis en productos básicos, el precio de la compra de cobalto se duplicó a mediados de 2018 a más de 47.000 $ por tonelada.

El aumento vertiginoso del metal azul también alimenta la especulación de los grandes fondos de cobertura, que desde finales de 2016 han estado comprando alrededor del cinco por ciento de la producción mundial de cobalto . Su codicia muestra que la economía global no puede prescindir del metal pesado y la demanda de este aumentará en los próximos años.

Grados de cobalto y aleaciones

La industria moderna produce varios grados de este metal.

• K0, K1Ay, K1A, K1, K2 – metal cobalto, el contenido de Co no es inferior al 99,98% para el grado K0 y no inferior al 98,3% para K2. Estas calidades se producen en forma de lingotes, láminas catódicas, tiras y placas. Como método de producción, se utiliza electrólisis o refinación.
• PK-1u – metal cobalto con un contenido del elemento químico indicado Co de al menos 99.35%. Esta marca está disponible en forma de polvo obtenido por electrólisis.

Usos del cobalto

El sector de las energías renovables (RES), que está experimentando un auge impresionante, podría enfrentar un grave problema de materia prima: la falta de cobalto. Este metal, necesario para la producción de los últimos tipos de baterías recargables, se ha convertido en un éxito de ventas en los mercados financieros mundiales y ha duplicado su precio en medio año. El problema es que la mayoría de las reservas de cobalto descubiertas se encuentran en la atribulada República del Congo.

El cobalto se pone de moda debido a los vehículos eléctricos.

Se calcula que para 2021 habrá casi cuatro millones y medio de vehículos eléctricos y automóviles con motores híbridos en el mundo (en 2016 había un poco más de un millón). Para 2040, el número de vehículos eléctricos en el mundo aumentará hasta 40 millones.

Al igual que otros dispositivos electrónicos, los automóviles eléctricos modernos funcionan con baterías de iones de litio, que requieren cobalto. Al mismo tiempo, la batería en un automóvil eléctrico, por supuesto, es mucho más grande que, por ejemplo, en un teléfono inteligente; Su peso puede superar los 500 kilogramos. Y si para una batería en un teléfono inteligente necesita 10 gramos de cobalto, entonces para una batería de automóvil eléctrico, en promedio unos 20 kilogramos.

Cobalto como aditivo para otros metales

El polvo de cobalto se usa principalmente como aditivo para los aceros. Esto aumenta la resistencia al calor del acero , mejora sus propiedades mecánicas (dureza y resistencia al desgaste a temperaturas elevadas). Este metal es parte de aleaciones duras de las cuales se hace una herramienta de corte rápido.Uno de los componentes principales de una aleación dura, carburo de tungsteno o titanio, se sinteriza en una mezcla con polvo de metal cobalto. Es el Cobalto el que mejora la viscosidad de la aleación y reduce su sensibilidad a los choques. Por ejemplo, un cortador hecho de acero súper cobalto (18% Co) resultó ser el más resistente al desgaste y con mejores propiedades de corte en comparación con los cortadores hechos de acero vanadio (0% Co) y acero cobalto (6% Co). Además, la aleación de cobalto se puede usar para proteger contra el desgaste de superficies de piezas sujetas a cargas pesadas. La aleación dura puede aumentar la vida útil de una pieza de acero de 4 a 8 veces.

Propiedades magnéticas

También vale la pena señalar las propiedades magnéticas del cobalto. Este metal puede mantener estas propiedades después de una única magnetización.Los imanes deben tener una alta resistencia a la desmagnetización, ser resistentes a la temperatura y a las vibraciones, fáciles de mecanizar. La adición de cobalto en el acero les permite mantener propiedades magnéticas a altas temperaturas y vibraciones, y también aumenta la resistencia a la desmagnetización. Entonces, por ejemplo, el acero japonés, que contiene hasta 60% de Co, tiene una gran fuerza coercitiva (resistencia a la desmagnetización) y solo en un 2-3.5% pierde sus propiedades magnéticas durante la vibración. Las aleaciones magnéticas a base de cobalto se utilizan en la fabricación de núcleos de motores eléctricos, transformadores y otros dispositivos eléctricos.

Industria aeroespacial

Vale la pena señalar que el cobalto también ha encontrado aplicación en la industria aeroespacial. Las aleaciones de cobalto comienzan a competir gradualmente con el níquel, que está bien establecido y se ha utilizado durante mucho tiempo en esta industria. Las aleaciones que contienen Co se usan en motores donde se alcanza una temperatura suficientemente alta, en diseños de turbinas de aviones. Las aleaciones de níquel a altas temperaturas pierden su resistencia (a temperaturas de 1038 ° C) y, por lo tanto, pierden cobalto.

Generadores termoeléctricos

Recientemente, el cobalto y sus aleaciones se han utilizado en la fabricación de ferritas, en la producción de «circuitos impresos» en la industria de la radio, en la fabricación de generadores y amplificadores cuánticos. El cobaltato de litio se utiliza como un electrodo positivo altamente eficiente para la producción de baterías de litio. El siliciuro de cobalto es un excelente material termoeléctrico y permite la producción de generadores termoeléctricos con alta eficiencia. Los compuestos de Co introducidos en el vidrio durante su cocción proporcionan un hermoso color azul (cobalto) para los productos de vidrio.

Problema social en la utilización del cobalto

Alrededor de 120 mil toneladas de cobalto se extraen cada año en el mundo. El 60 por ciento de la producción proviene de la República Democrática del Congo (RDC), uno de los países más pobres y corruptos del mundo. El PIB per cápita en la RDC es de $ 466. En el ranking de percepción de la corrupción del país está en el lugar 156 de 176.

Asimismo, los niños congoleños están obligados a trabajar en condiciones paupérrimas para extraer cobalto, sin protección de ningún tipo.

La economía inestable del Congo hace que los expertos teman por la extracción de cobalto en el país; Los altos riesgos aumentan los precios de los metales. Las reservas de cobalto se encuentran en otros países, pero son pequeñas. Canadá representa el 6% por ciento de la producción, Australia el 4%, Rusia el 3%.

Ventajas y Desventajas en los usos del cobalto