Co/Kobalt

Naam

De naam kobalt is afgeleid van Kobold, de Oud Ger­maanse (berg)gees­t. In vroeger tijden werd de lastige winning van het metaal toegeschreven aan tegenwerking van de Kobolden. Kobaltertsen zien er net zo uit als koper- of zilver­ertsen, maar met de primitieve methoden was het niet mogelijk er metaal uit te isoleren. Later verbasterde de naam tot kobalt, wat in het Latijn cobalt­um werd.

Ontdekking

De Egyptenaren, Grieken en Romeinen gebruikten al in de oudheid verbindingen met kobalt, vooral om glas blauw te kleuren. In Perzië is een halssnoer met blauwe glaskralen gevonden uit 2250 v. Chr. Ook de Chinezen gebruikten kobalt ver­bin­dingen. Ze kleurden er hun beroemde porselein mee, onder andere ten tijde van de Tang en Ming-dynastieën (respectievelijk 7-10^e en 14-17^e eeuw).

Kobalt is het eerste metaal waarvan de ontdekking echt aan iemand is toe te schrijven. Eerdere metalen (ijzer, koper, zilver, goud, zink, kwik, tin, lood en bismuth) waren al sinds mensenheugenis bekend en hadden geen bekende ontdekkers.

De ontdekker van kobalt is de Zweedse chemicus Georg Brandt. Die stelde in 1735 vast dat een nieuw element verantwoordelijk moest zijn voor de blauwe kleuring, en niet bismuth, zoals lang werd gedacht. In 1780 wist de Zweedse chemicus/mineraloog Torbern Olof Bergman (foto) het eerste metallisch kobalt te isoleren.

In 1938 ontdekten de Amerikaanse radiochemici John Livingood en Glenn T. Seaborg het isotoop kobalt-60, dat (onder andere) veel wordt gebruikt voor de bestraling van tumoren.

Voorkomen

Kobalt staat op de dertigste plaats in de lijst van meest voorkomende elementen, met een aandeel van 0,0025% in het gewicht van de aardkost.

Kobalt is ook een essentieel mineraal voor mensen, het is bijvoorbeeld onderdeel van vitamine B12. Toch is het in ons lichaam één van de minst voorkomende elementen. Een menselijk lichaam bevat ongeveer 1 mg kobalt.

Kobalt wordt in allerlei mineralen aangetroffen. De belangrijkste zijn:

Ook mangaanknollen bevatten kobalt, tot ruim 2 % – zowel in de aarde als op de zeebo­dem. Verder is het te vinden in nikkelertsen zoals kobaltnik­kelkies of siegeniet ((Co,Ni)₃S₄) en in koperertsen zoals carro­liet ((Cu,Co)₂S₄).

Men neemt aan dat in het binnenste van de aarde het kobalt­gehalte veel hoger is dan in de aardkorst (ruwweg de buitenste 16 km), aangezien materiaal afkomstig van meteorieten veel meer kobalt bevat (0,5 – 2,5 %) dan de aardkorst.

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in de Democratische Republiek Congo (Katanga), Zambia, de Verenigde Staten van Amerika, Cuba, Nieuw Caledonië, Australië, Canada (Ontario), Rusland (Kau­kasus), Finland, Zweden, Noorwegen, Ma­rokko, Burma, Zimbab­we, Indonesië en Japan.

Bereiding

Vroeger

Vroeger werd kobalt bereid door kobalt houdende ertsen reduceren met houtskool.

Tegenwoordig

Veel kobalt wordt gewonnen als ‘bijproduct’ bij de winning van nikkel of andere metalen zoals koper, ijzer en zilver. Er zijn verscheidene productieprocessen, bijvoorbeeld:

Door ‘roosten’ (verhitten) en een behandeling met soda en salpeterzuur ontstaan oxides, waaruit door reductie een legering van de aanwezige metalen ontstaat. Bij behandeling van deze legering met 20 % zwavelzuur lossen ijzer en kobalt op. Eventueel aanwezig koper is door elektrolyse te verwijderen. Vervolgens wordt eerst het ijzer verwijderd door een behandeling met natriumchloraat (NaClO₃) en natriumcarbonaat (Na_­2CO₃). Daarna leidt het toevoegen van chloorkalk tot het neerslaan van kobalthydroxide, dat tenslotte met cokes wordt gereduceerd tot het metaal.

Ook wordt kobalt verkregen door elektro­lyse van uitgeloogde ertsen of door het oplossen van kobaltverbindingen in ammoniak (NH₃), gevolgd door reductie met waterstof.