Cobalto

COBALTO (Co)

El cobalto (del alemán kobalt, voz derivada de kobold, término utilizado por los mineros de Sajonia en la Edad Media para describir al mineral del cual se obtiene) es un elemento químico de número atómico 27 y símbolo Co situado en el grupo 9 de la tabla periódica de los elementos.

Etimología

Se le denominaba kobold en la Edad Media por los mineros que consideraban este metal sin valor y tenían la creencia de que un duende (un kobold) lo ponía en sustitución de la plata que había robado.3 En el diccionario castellano del siglo XVIII aparece comocobalt.

Características principales

El cobalto es un metal ferromagnético, de color blanco azulado. Su temperatura de Curie es de 1388 K. Normalmente se encuentra junto con níquel, y ambos suelen formar parte de los meteoritos de hierro. Es un elemento químico esencial para los mamíferos en pequeñas cantidades. El Co-60, un radioisótopo de cobalto, es un importante trazador y agente en el tratamiento del cáncer.

El cobalto metálico está comúnmente constituido de una mezcla de dos formas alotrópicas con estructuras cristalinas hexagonal y cúbica centrada en las caras siendo la temperatura de transición entre ambas de 722 K.

Se emplea sobre todo en superaleaciones de alto rendimiento, siendo éstas normalmente más caras que las de níquel. Es un metal eminentemente de aleación, al igual que el níquel o el zinc, por ejemplo. Dichos metales suelen agregarse a otros que actúan de base, aunque cuando el Cobalto actúa de base suele hacerlo en aleaciones con cromo. Su principal característica es su elevadísima dureza y resistencia al desgaste. Son aleaciones normalmente poco usadas ya que su virtud no compensa la gran cantidad que hay que abonar por ellas. El cobalto posee características muy similares a sus elementos vecinos, hierro y níquel, con los cuales comparte más rasgos que con los elementos de su propio grupo en la tabla periódica. Ni cobalto ni níquel suelen mezclarse con la plata ni el mercurio (siendo ambos raras excepciones) además de que comparten el efecto magnético del hierro. El cobalto es el metal más escaso de estos tres, es el menos rentable y también el más caro. Encuentra pocos usos en la industria en comparación a sus vecinos inmediatos. Se trata de uno de los pocos elementos químicos monoisotópicos. El cobalto tiene poca resistencia química aunque es más estable que el hierro ya que se mantiene en aire y agua siempre que no se encuentren otros elementos corrosivos en dichos medios.

Presenta estados de oxidación bajos. Los compuestos en los que el cobalto tiene un estado de oxidación de +4 son poco comunes. El estado de oxidación +2 es muy frecuente, así como el +3. También existen complejos importantes con el estado de oxidación +1.

Historia

Porcelana China azul y blanca, realizada sobre 1335

Los compuestos de cobalto se han utilizado durante siglos para obtener un color azul intenso de vidrio, los esmaltes y cerámicas. Se ha detectado cobalto en esculturas egipcias y en joyas persas desde el tercer milenio aC, en las ruinas de Pompeya (destruida en el año 79 dC), y en China, en la dinastía Tang (618-907 dC) y la dinastía Ming (1368-1644 dC).

El cobalto se ha empleado para colorear el vidrio desde la Edad del Bronce. La excavación del naufragio Uluburun encontró un lingote de cristal azul, que fue confeccionado durante el siglo XIV AC.^5 6 artículos de cristal azul de Egipto son de color con el cobre, el hierro o el cobalto. La más antigua de cobalto de color de cristal era de la época de la dinastía XVIII deEgipto (1550-1292 aC). Se desconoce el lugar donde se obtuvieron los compuestos de cobalto.^7 8

El elemento fue descubierto por el químico sueco George Brandt. La fecha del descubrimiento varía en las diversas fuentes entre 1730 y 1737. Mostrando que es un nuevo elemento hasta entonces desconocido diferente de bismuto y otros metales tradicionales, y decir que es un nuevo "semi-metal".^9 10 Brandt fue capaz de demostrar que el cobalto era el responsable del color azul del vidrio que previamente se atribuía al bismuto. El cobalto se convirtió en el primer metal descubierto desde la época pre-histórica, en la que todos los metales conocidos (hierro, cobre, plata, oro, zinc, mercurio, estaño, plomo y bismuto) no tenían descubridores registrados.

Su nombre proviene del alemán kobalt de kobold, espíritu maligno, llamado así por los mineros por su toxicidad y los problemas que ocasionaba ya que al igual que el níquel contaminaba y degradaba los elementos que se deseaba extraer. Los primeros intentos de fundición de estas menas para obtener metales como el cobre o el níquel, fracasaban dando en su lugar simplemente un polvo (óxido de cobalto (II)). Además, debido a que los minerales primarios de cobalto siempre contienen arsénico, la fundición de estas menas oxidaba el contenido de arsénico para dar el altamente tóxico y volátil,óxido de arsénico, lo que también disminuye el aprecio de estas menas para los mineros.¹¹

Durante el siglo XIX, una parte significativa de la producción mundial, entre el 70 y 80%, de azul cobalto (un tinte hecho con compuestos de cobalto y alúmina) y esmalte (vidrio de cobalto en polvo para uso con fines de pigmento en cerámica y pintura) se llevó a cabo en la fábrica noruega Blaafarveværket^12 13 adquirida en 1823 por el barón W. C. Benecke y el industrial prusiano Benjamin Wegner. Las primeras minas para la producción de esmalte entre los siglos XVI al XVIII se encontraban en Noruega, Suecia, Sajonia y Hungría.   

Producción

En 2005, los depósitos de cobre en la provincia de Katanga (antigua provincia de Shaba) de la República Democrática del Congo fueron el principal productor de cobalto con casi el 40% cuota mundial, según informa el Servicio Geológico Británico.¹⁸ La situación política en el Congo influye en el precio de cobalto de manera significativa.

El proyecto de la Montaña Mukondo, operado por la Central African Mining and Exploration Company(CAMEC) en Katanga, puede ser la más rica reserva de cobalto en el mundo. Se estima que será capaz de producir alrededor de un tercio de la producción total mundial de cobalto en el 2008. En julio de 2009 CAMEC anunció un acuerdo a largo plazo en virtud del cual CAMEC entregaría toda su producción anual de concentrado de cobalto de la Montaña Mukondo a Zhejiang Galico Cobalt & Nickel Materials deChina.

Existen varios métodos para separar el cobalto del cobre y níquel. Dependen de la concentración de cobalto y la composición exacta del mineral utilizado. Una etapa de separación implica flotación por espuma, en el que los tensioactivos se unen a los diferentes componentes del mineral, dando lugar a un enriquecimiento de mena de cobalto. Tras el tostado se convierte la mena a sulfato de cobalto, mientras que el cobre y el hierro se oxida al óxido. La lixiviación con agua extrae el sulfato junto con los arseniatos. Los residuos están ademáslixiviado con ácido sulfúrico obteniéndose una solución de sulfato de cobre. El cobalto también puede ser lixiviado de la escoria de la fundición de cobre.²²

Los productos de los procesos mencionados anteriormente se transforman en óxido de cobalto (Co₃O₄). Este óxido se reduce al metal por la reacción aluminotérmica o reducción con carbono en un alto horno.