基本介紹
- 中文名：氧化鈷
- 英文名：cobaltous oxide
- 別稱：C.I.顏料黑13
- 化學式：CoO
- 分子量：74.93
- CAS登錄號：1307-96-6;11104-61-3
- EINECS登錄號：215-154-6
- 熔點：1935℃
簡介,物理性質,化學性質,類別,安全信息,上下游產品信息,鈷化合物,製備,套用,注意事項,危險性概述,急救措施,消防措施,泄漏應急處理,操作處置與儲存,毒理學數據,生態學數據,分子結構數據,計算化學數據,性質與穩定性,貯存方法,安全術語,風險術語,
簡介
中文名稱：氧化鈷
中文同義詞：氧化亞鈷;一氧化鈷;氧化鈷(II);氧化鈷(Ⅱ);氧化鈷;一氧化鈷;C. I. 顏料黑 13
英文同義詞：C.I. 77322;C.I. Pigment black 13;c.i.77322;c.i.pigmentblack13;ci77322;cipigmentblack13;Cobalt monooxide;Cobalt oxide (CoO)
CAS號：1307-96-6
EINECS號：215-154-6
Mol檔案：1307-96-6.mol
氧化高鈷(Co2O3)是鈷的高價氧化物，理論含鈷量為71.06%，含氧量為28.94%，密度為6.079/cm3。它是一種黑色無定形粉末，加熱時會生成四氧化三鈷(Co3O4)。氧化鈷是一種不穩定，也不可能呈游離狀態的化合物。通常所指的氧化鈷實際上仍含有一定數量的四氧化三鈷。Co2O3只有呈水化狀態時才穩定，而這種水化物在265℃下會脫水轉變成中間氧化物四氧化三鈷(Co3O4)。氧化鈷在125℃下可被H2還原成四氧化三鈷(Co3O4)，在200℃時被還原為CoO，在250℃時則被還原為金屬鈷。氧化鈷不溶於水，可溶於酸而生成相應的鹽。
相關類別: INORGANIC & ORGANIC CHEMICALS;有機無機化工;Inorganics;鍍膜材料;鈷鹽;Ct氧化物;無機化工產品;無機鹽;無機顏料;顏料;重金屬;催化和無機化學;鈷;通用試劑;Pharmaceutical int
ermediates;Raw material
Mol檔案: 1307-96-6.mol
物理性質
外觀與性狀：通常是灰色粉末, 有時是綠棕色晶體。桃紅色立方晶系粉末。
熔點(℃)：1935
相對密度（水=1）：6.45
化學性質
英文名稱：Cobalt oxide
溶解性：不溶於水、醇、氨水，溶於稀酸、熱濃氫氧化鈉。能被碳和氫氣等還原為金屬鈷。
鈷氧化物的性質：鈷的氧化物有三種：氧化鈷(CoO)、氧化高鈷（Co2O3）四氧化三鈷(Co3O4)。氧化鈷是鈷的最穩定氧化物，由於製法和純度的不同而呈現灰綠色、褐色、粉紅色、暗灰色。氧化鈷的理論含鈷量為78．65%，含氧量為21．35%，熔點為1935℃，密度5．7～6．79/cm3。CoO晶體為面心立方，晶格常數a=4．24x10-10m。灰綠色的CoO粉末在空氣中易變成褐色，粉紅色的CoO粉末在空氣中較穩定，即使長時間放置也不會生成高價氧化物。在高溫下氧化鈷中鈷能夠與氧離解，1000℃時離解壓為3．36x10-12大氣壓。加熱條件下氧化鈷易被H2、C或Co還原成單質鈷。氧化鈷能溶於酸、鹼中，不溶於水、醇和氨水。加水後變成紅色。用氧化鈷與二氧化矽、氧化鋁或氧化鋅在高溫下反應，能製成多種顏料。
類別
有毒物質
毒性分級： 高毒
急性毒性： 口服- 大鼠 LD 202 毫克/ 公斤; 皮下- 小鼠 LD50: 125 毫克/立方米/4小時
可燃性危險特性： 不可燃燒; 火場產生有毒含鈷化物煙霧
儲運特性： 庫房低溫, 通風, 乾燥
滅火劑： 水, 二氧化碳, 乾粉, 砂土
安全信息
危險品標誌： Xn,N,T+
危險類別碼： 22-43-50/53-42/43-26
安全說明 ：24-37-60-61-45-36/37-28
危險品運輸編號： UN 3288 6.1/PG 3
WGK Germany 3
RTECS號 GG2800000
HazardClass 6.1(b)
PackingGroup III
毒害物質數據 1307-96-6(Hazardous Substances Data)
上下游產品信息
上游原料 氫氧化鈉-->硫酸-->硝酸-->碳酸鈉-->氫氧化銨-->次氯酸鈉-->草酸-->氯化鈷-->萃取劑-->氯酸溶液[濃度≤10%]-->鈷-->金屬鈷
下游產品 氨合成催化劑-->工搪琅粉-->陶瓷顏料
鈷化合物
鈷的化合物有：紅色結晶體的CoSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、CoCO3，深紫色粉末的Co2O3，灰色粉末的Co3O4，所有鈷的化合物在高溫下都轉變為CoO。氧化鈷是提煉鎳礦的副產品。著色能力很強，含量低到2ppm也可辨認。在玻璃中單獨使用得藍色，與氧化銅共用得天藍色、藍綠色、綠色，與氧化錳共用得深紅色、紫色、黑色玻璃。是精陶彩釉、瓷彩釉、彩色水泥的著色劑。氧化鈷是穩定的著色劑，不受熔制條件的影響。與硒並用還可起脫色劑作用。
氧化鈷又稱氧化亞鈷、一氧化鈷，化學式CoO，淺灰綠色結晶粉末。相對密度為6.45，熔點為1935℃。不溶於水和醇，溶於稀酸成為淺紅色溶液，溶於熱濃氫氧化鈉時呈藍色。不溶於氨水，但有氧存在時，可與氨反應形成配合物而溶解。在空氣中焙燒生成黑色的四氧化三鈷。能被碳粉、氫氣或一氧化碳還原成金屬鈷。將金屬鈷粉末在氧氣中或空氣中氧化，或將硝酸鈷、碳酸鈷或氫氧化鈷在真空中或惰性氣氛中加熱分解均可製得氧化鈷。
主要用於製備鈷鹽，也用做鈷催化劑。若將氧化鈷與氫氧化鋁混合併經鍛燒可得到一種耐熱、耐光、耐酸、耐鹼腐蝕的帶綠光的藍色顏料(稱為鈷藍，化學式Al2CoO4)。若將氧化鈷與氫氧化鋅共熱，可得翠綠色的顏料。這些顏料用於製造陶瓷釉料、油漆色料、有色玻璃和用於繪圖等部門。
製備
金屬鈷法將金屬鈷加入鹽酸中，視溶解情況適當地加入硝酸，加熱至80 ℃進行反應，在生成的氯化鈷溶液中加入雙氧水淨化除鐵，沉澱、過濾後，加入碳酸鈉進行置換反應生成碳酸鈷，經洗滌、離心分離，把淨制的碳酸鈷經灼燒、過篩製得氧化鈷；
廢料回收法工藝與上述金屬鈷法基本相同，只是增加了用碳酸鈉、燒鹼除鐵和用次氯酸鈉除鎳等除雜質工序；
Co3O4在溫度高於900℃時即可分解生成CoO，將金屬鈷粉在空氣中進行氧化焙燒，為了避免生成Co3O4，提高氧化溫度為900℃以上，即可生成CoO。或者將Co3O4在空氣中加熱至960℃，使其發生熱分解，也可得到CoO。反應完成後應在通入惰性氣體的條件下降溫冷卻；
將硝酸鈷、碳酸鈷或氫氧化鈷在真空或惰性氣氛中焙燒使其發生熱分解，分解的產物為CoO。將硝酸鈷在氬氣流中焙燒後，再在含有濕HCl的氬氣流中於950℃加熱10h，然後在乾燥的氬氣流中進行熱處理，得到的產物為深暗紅色的CoO。用氫氧化鈷進行分解時，在真空或氮氣流中的加熱溫度為200℃或在CO2氣流中加熱溫度為900℃，其分解產物都是CoO。碳酸鈷比硝酸鈷更容易分解，碳酸鈷在真空中於900℃以下分解即得到CoO。為了避免產物在冷卻過程中發生氧化生成Co3O4，冷卻過程要在惰性氣氛中進行；
由碳酸鈷或硝酸鈷在惰性氣氛中加熱分解而製得。
套用
油漆添加劑
在製造各種油漆時加入氧化鈷，生產的油漆性能有所提高，特別是在油漆中起著催乾劑的作用，即在油漆使用中易於快速晾乾，以提高套用速率。這對油漆的快速施工大有益處。
搪瓷和陶瓷顏料
搪瓷材料中加入氧化鈷後，可耐腐蝕和提高耐磨度。在各種建材和日用陶瓷中，用氧化鈷製成藍色的顏料或釉料塗於陶瓷製品，經焙燒後呈現了鮮艷的陶瓷品，更具有藝術性。
精鍊石油催化劑
鈷製品在石油煉製中作為催化劑有著較長的歷史，且在促進煉油的發展中起著重要作用。如有的用金屬鈷與鋁、鐵等製成合金催化劑；而用氧化鈷作為石油催化劑也是十分重要，對於加速石油煉製的作用是不可缺少的。因此，近幾年來氧化鈷催化劑的使用躍居重要地位。
電池行業
八十年代以來，鈷粉作為高能電池充放電的活化劑，大量地套用於充電電池領域。九十年代初，日、德等國科學家成功地將亞鈷材料添加到電池原料中，使其成為電池行業研究與發展的高價值、高技術產品。鈷粉和氧化亞鈷粉等鈷的化合物作為一種性能優良的電池材料添加劑，能夠改善Ni(OH)2的質子電導，降低氧化電位，提高析氧電位，對提高電極性能有顯著效果。在充電前期可以保證電極充分充電，使Ni(OH)2充分轉化為NiOOH，同時遏制氧的析出，提高充電效率，增加電極比容量。近幾年來，隨著鋰離子電池的發展，鈷氧化物作為製備鋰離子電池電極材料的原料，也使其消費量不斷增加。我國的鈷酸鋰生產近幾年快速發展，因而對Co304的需求也相應迅猛增加。電池級Co304作為鋰離子電池正極材料鈷酸鋰的主要原料，也隨鋰離子二次電池的需求量增加而增加。2002年全球鈷的消耗總量為8800萬磅，鑽套用在電池行業中的份額迅速上升達到32%。而隨著小型分立的可移動電源需求的進一步增長，像移動通信的迅猛發展和筆記本電腦普及率的快速增長，為鋰離子電池工業的發展創造了更好的機遇，對應地，對鋰離子電池正極材料LiCo02的需求也大幅增長。預計到2015年鈷的套用將達到2.3億磅，其中56%將套用在鋰電池行業。
其他產品原料
如用氫在一定溫度下還原氧化鈷生產金屬鈷粉，用於製造硬質合金；用酸溶解氧化鈷製成水溶液進行電解獲得金屬鈷錠，作為高溫高強度合金鋼添加劑；將氧化鈷製成酸性鈷溶液，經不同的化學加工後可生產鈷鹽，如CoC2、CoS04、CoCo3和CoC204等。因此，純氧化鈷作為中間原料，套用廣泛。此外，氧化鈷在電氣工業如螢光粉的添加劑及其他化工方面的使用也迅速地發展。總的看來，氧化鈷的套用領域將不斷開拓擴大。
注意事項
危險性概述
健康危害：可引起咽黏膜刺激症狀，繼而出現胃腸道刺激症狀，可有嘔吐和腹絞痛，體溫升高，小腿無力等。非職業接觸引起紅細胞增多症、心肌病和甲狀腺腫大，可引起皮炎。
燃爆危險：該品不燃，具刺激性。
急救措施
皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動清水沖洗。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入：脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐。就醫。
消防措施
危險特性：未有特殊的燃燒爆炸特性。
有害燃燒產物：氧化鈷。
滅火方法：消防人員必須穿全身防火防毒服，在上風向滅火。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。
泄漏應急處理
應急處理：隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。若大量泄漏，用塑膠布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置與儲存
操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與還原劑、酸類接觸。搬運時輕裝輕卸，防止包裝破損。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項：儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與還原劑、酸類分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
毒理學數據
急性毒性：大鼠口經LD50：202mg/kg：精神萎靡，腹瀉，體重下降 小鼠植入皮下LD50：125mg/kg 小鼠肌肉注射LDLo：400mg/kg2、 致腫瘤性：大鼠肌肉注射TDLo：135mg/kg 大鼠肌肉注射TD：90mg/kg.吸入氧化鈷粉塵會引起急性中毒，出現支氣管哮喘。
生態學數據
水危害級別3：對水是極其危害的，即使是少量產品滲入地下也會對飲用水造成危害，若無政府許可勿將產品排入周圍環境。對水中有機物有劇毒和危害
分子結構數據
摩爾折射率：無可用的
摩爾體積（cm3/mol）：無可用的
等張比容（90.2K）：無可用的
表面張力（dyne/cm）：無可用的
介電常數：無可用的
極化率（10-24cm3）：無可用的
單一同位素質量：74.928115 Da
標稱質量：75 Da
平均質量：74.9326 Da
計算化學數據
疏水參數計算參考值（XlogP）:無
氫鍵供體數量:0
氫鍵受體數量:1
可旋轉化學鍵數量:0
互變異構體數量:無
拓撲分子極性表面積17.1
重原子數量:2
表面電荷:0
複雜度:2
同位素原子數量:0
確定原子立構中心數量:0
不確定原子立構中心數量:0
確定化學鍵立構中心數量:0
不確定化學鍵立構中心數量:0
共價鍵單元數量:1
性質與穩定性
如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免氧化物。溶於酸，不溶於水、醇、氨水。易被一氧化碳還原成金屬鈷。高溫時易與二氧化矽、氧化鋁或氧化鋅反應生成多種顏料。
操作中要戴防毒口罩，防止氣溶膠損傷呼吸器官。要穿防塵工作服，戴防護手套。
依產品顆粒大小，顏色由橄欖綠到紅色。在室溫能吸氧，不溶於水，溶於酸或鹼，易被碳或一氧化碳還原成鈷。
貯存方法
貯存於通風乾燥處。要防止受潮雨淋，避免散包，包裝密封保存。勿與酸類物質接觸。裝卸時要輕拿輕放，防止包裝破損。
安全術語
S24Avoid contact with skin.
避免皮膚接觸。
避免皮膚接觸。
S37Wear suitable gloves.
戴適當手套。
戴適當手套。
S60This material and its container must be disposed of as hazardous waste.
該物質及其容器須作為危險性廢料處置。
該物質及其容器須作為危險性廢料處置。
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免釋放至環境中。參考特別說明/安全數據說明書。
避免釋放至環境中。參考特別說明/安全數據說明書。
風險術語
R22Harmful if swallowed.
吞食有害。
吞食有害。
R43May cause sensitization by skin contact.
與皮膚接觸可能致敏。
與皮膚接觸可能致敏。
R50/53Very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.
對水生生物有極高毒性，可能對水體環境產生長期不良影響
對水生生物有極高毒性，可能對水體環境產生長期不良影響
