來源:hao123百家號 時間:2022-02-27 16:54:22
礦物的世界很精彩,有精美絕倫的天然藝術品,也有殺人于無形的致命元素,各種礦物,顏色各異,形態萬千?!兜V業匯》將通過幾期為大家介紹幾種“有意思”的礦物,這次是”鈷“,一個在新能源產業大放異彩的元素。
鈷的英文名稱“Cobalt”來自于德文的Kobold,意為“小惡魔”或者“壞妖精”。
1733年,德國薩克森州的一座礦井,工人們發現了一種外表很像銀的礦石,他們激動地拿去提煉,卻萬萬沒有想到,在這個過程中,有許多工友中毒喪命,因此,在那個科學并不乏大的年代,人們覺得是“妖魔”礦石在作祟。
直到1780年,瑞典化學家伯格曼(Bergman)在研究后發現,這種石頭其實是鈷的化合物——輝鈷礦,它在加熱后會生成含有劇毒的硫、砷化合物,自此,“鈷”才洗脫了“妖魔”的惡名。
其實,人們利用鈷的歷史還要追溯到更久遠。在四千多年前的中東,鈷礦石就被用作藍色染料,甚至到新能源電池產業爆發的今天,仍有大約10%生產出來的鈷都被用于陶瓷和涂料行業。
長期以來,人們就使用天然的鈷礦石(如:黑云母)讓玻璃呈現出濃郁的藍色,1143年,第一座哥德式教堂法國巴黎的圣丹尼教堂建成,其采用大面積的花窗玻璃,其中就包括添加鈷的藍色玻璃窗,陽光照射在上面,會產生好看的藍紫色光,漂亮異常,后鈷藍玻璃成為了風尚。
法國圣丹尼大教堂耳堂的玫瑰花窗
文藝復興和巴洛克時期,鈷藍成為藍色顏料的重要分支,18世紀后期,法國化學家瑟納德(Louis-Jacques Thénard)在咨詢了使用鈷色玻璃藍釉的陶工之后,設計了一種化學成分相似并色彩濃郁的顏料:從化學成分上講,這個化合物是鋁酸鈷。
19世紀50年代,一種名為“鈷黃”的黃色顏料在法國問世。緊接著,第一款純紫色的顏料“鈷紫”問世,而一種提取自鈷和錫的混合物的天藍色顏料,更是成為一些后印象派畫家的最愛。
克勞德·莫奈(Claude Monet)的《圣拉扎爾火車站》
在中國歷史上,鈷的應用也很早,主要用于顏料、玻璃、陶瓷釉。其中,鈷顯色藍色玻璃可能始于西漢,鈷顯色藍色陶瓷釉始于戰國陶胎釉珠,唐朝唐三彩陶瓷釉發展成多個品種。
我國具有代表性的青花瓷,深藍色的花紋中透露著典雅的芬芳,而化學物質鈷就是青花的著色成分,鈷的性質不同,影響了青花呈色,以致于各時代青花風格各異。
國家寶藏,宋徽宗時期的《千里江山圖》,其繪畫中的顏料便包含了一種鈷礦物——鈷化。
鈷華是海底礦物資源之一,含有較高品位的鎳、鈷和銅等有價金屬,它是一種含水砷酸鉆,一般為針狀或板狀,桃紅色,透明到半透明,玻璃光澤。
鈷華晶體
可能很多人會問,鈷華明明是桃紅色,怎么做藍色的燃料?這就不得不提鈷化合物的另一項超能力——變色。
以常用的氯化鈷為例,它有著晶瑩剔透的玫瑰紅色,但加熱一陣,你會驚喜地看到,隨著結晶水的蒸發,其顏色會從玫瑰紅轉變為藍色,并且這個過程是可逆的,啥意思呢?也就是說,再補加水,就能看到其顏色重新變為紅色,正是因為這個有趣的屬性,氯化鈷可以被用作干濕指示劑、隱顯墨水、變色硅膠等等。
《千里江山圖》局部
當然,鈷的作用也不止于此,鈷可以生產各式各樣的合金和鈷鹽,含鈷合金鋼還用于制作燃氣輪機、發動機、導彈以及化工設備中的耐熱部件,鈷酸鹽則是重要的鋰離子電池的生產材料,在新能源產業爆發時增長的今天,鈷更是成為了一種戰略礦物。
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