钴的化合物及应用领域

在我国浙江绍兴、金华附近有优良的天然钴矿，我国劳动人民利用这些原料创造了中外闻名的青花瓷颜料，古时因浙江为吴国，故将此颜料命名为吴须，吴须为土状矿物，其主要成分为钴、锰、铁、镍、铜并混有黏土和砂子等云南所产的云墨，含钴量不多，通称为珠明料。此外，江西，福建，广东，广西，湖南等地均产土墨，含杂质较多，主要成分为锰和少量的钴，现将几种钴矿成分列表如下：

表（4—1）　钴矿的化学组成（%）

由表（4-1）可见，我国钴矿以三氧化二锰为主要成分，钴量很少，即猛矿中含有钴矿，另外，在烧成时能发色的金属化合物杂质有：钴、镍、锰、铁、铜等。这些化合物若用氧化焰强热则呈黑蓝色。若用还原焰强热时，钴带紫蓝色，镍带灰绿，但不安定，易变化，铜在还原焰中显黄色乃至红紫色，在氧化焰中现绿色，在弱氧化焰中则立即变为青绿色。铁在还原焰中显淡绿色，在氧化焰中可见褐色乃至黑色。锰在还原焰中，显灰紫色，在氧化焰中显灰褐色，在低温时则发紫色能力强。以上为钴矿内所含的其他成分，火焰性质对其呈色变化的关系。

钴的发色能力很强，色调也很稳定，其化合物主要发蓝色，也可发绿、紫、褐、黑或红等多种色，故广泛地用来制造陶瓷颜料，尤其是陶瓷蓝颜料。

1.氧化钴

氧化钻为灰黑色粉末，分子式：Co2O3，分子量168.88，比重5.18；可溶于酸，在600—700℃转化成Co2O3，在1150～1200℃转化成CoO。

氧化钴是由Co（NO3）2轻微煅烧制成，工业氧化钴中往往含有少量的其他金属（镍、锰、铁）杂质，含有杂质的氧化钴不能制得纯净的颜料。

商品含Co2O3以Co计为：一级品74%，二级品72%。储存干燥通风处。

2.氧化亚钴

氧化亚钴是橄榄色的粉末，分子式：CoO，分子量：74.94，比重为6.47，熔点1935℃。相对密度5.7～6.7，因生产方法而异。在室温时能自空气吸收氧气。煅烧时转化成Co2O3和Co3O4，不溶于水。可溶于盐酸和硝酸。高温时易与二氧化硅、氧化铝或氧化锌反应生成多种色料。商品含氧化钴以Co计72%以上，74%以下。储存于干燥通风处，密封保存。

3.四氧化三钴

分子式：Co3O4。分子量240.82，四氧化三钴当温度超过1200℃时，分解为CoO、Co2O3比重为6.07，仅能溶于浓H2SO4，在其他的弱酸中溶解很小。

4.硝酸钴

硝酸钴是红棕色的结晶，分子式Co（NO3）2·6H2O，分子量：291.05，有吸湿性，易溶于水。将氧化亚钴、氢氧化钴溶于硝酸即可制得，用硝酸钴可以制得美丽的天青色颜料。(www.xing528.com)

5.硫酸钴

硫酸钴为棕红色的结晶，分子式：CoSO4·7H2O，分子量：281，易溶于水，在自然界中成硫酸钴矿存在，无水的硫酸钴是纯红色的。

6.碳酸钴

碳酸钻是紫红色的结晶粉末，分子式：CoCO3，分子量118.95，易溶于酸，置空气中煅烧，失去水分和二氧化碳而变为氧化亚钴。加碳酸钾或碳酸钠溶液于钴盐中，则生成沉淀，洗涤干燥即得碳酸钴。在陶瓷颜料中，如欲制得钴溶液或钴与其他氧化物的混合物，使用碳酸钴较为便利。

7.磷酸钴

磷酸钴分子式：Co（PO4）2·8H2O，分子量：393，是青色颜料的优良原料，可用于釉下彩，颜色鲜艳，且不易流动蒙混花彩，具有特殊的性质。具体制法系取19.5份氯化钴或40份的结晶硫酸钴的溶液，注入53.8份磷酸钠的溶液中，则生成磷酸钴沉淀，经洗涤、过滤，干燥即得。

另一种特制青色颜料的磷酸锌钴，是以磷酸钠溶液注入硫酸锌溶液中，即得白色沉淀，再加硫酸钴溶液，同时酌加碳酸钠溶液，不断搅拌至深青色沉淀为主，洗涤，干燥，煅烧，研细备用。

8.氯化钴

氯化钴是红色或红紫色结晶，分子式：CoCl2·6H2O。分子量：238，稍加热即失去结晶水，无水氯化钴为蓝色，能溶于水和浓酸，将氧化亚钴溶于盐酸即得氧化钴。

9.铬酸钴

铬酸钴分子式：CoCrO4，分子量：175，它是制造蓝色或黑色颜辩的原料，其制法是将155份无水氯化钴溶液于水中，加99份黄色铬酸钾即得沉淀，然后洗涤、干燥、稍加热，再进行洗涤，即得铬酸钴。

10.钴土矿

褐黑色，细小分散的矿物集合体。常成结核状、土状、块状或薄层状。性柔软，有油腻感，条痕黑色。相对密度约为2，硬度约为1。为珠明料的原料，亦可配制黑色料。