كوبالت

السؤال: ما هو العدد الذري للكوبالت؟


الكوبالت هو عنصر كيميائي من عناصر الجدول الدوري. ورمزه Co، وعدده الذري 27، ولونه رمادي فلزي.
الكوبالت معدن صلب، لامع، في مختلف الخامات، ويُستخدم في اعداد السبائك المقاومة للتاكل المغناطيسي والسبائك شديدة الصلابة. مركباته تستخدم في إنتاج الاحبار والاصباغ.
التاريخ
استُخدمت مركبات الكوبالت لعدة قرون لإضفاء لون أزرق غني على الزجاج والتزيجيج الخزفي والسيراميك. تم اكتشاف الكوبالت في المنحوتات المصرية، والمجوهرات الفارسية من الألفية الثالثة قبل الميلاد، وفي أطلال مدينة بومبي، التي دُمرت في القرن 79 الميلادي، وفي الصين والتي يرجع تاريخها إلى سلالة تانغ (618-907 م) وسلالة مينغ (1368–1644 م).[1]
استُخدم الكوبالت في تلوين الزجاج منذ العصر البرونزي. أسفرت عملية حفر حطام السفينة أولوبورن عن اكتشاف سبيكة من الزجاج الأزرق، خلال القرن الرابع عشر قبل الميلاد.[2][3] كان الزجاج الأزرق من مصر ملونًا إما بالنحاس أو الحديد أو الكوبالت. ترجع أقدم نماذج الزجاج الملونة بالكوبالت إلى الأسرة الثامنة عشرة من مصر (1550-1292 قبل الميلاد). ولا يزال مصدر الكوبالت الذي يستخدمه المصريون غير معروف.[4][5]
اشتُق اسم الكوبالت من كلمة الكوبالت kobalt الألمانية، أو كلمة كوبولد kobold بمعنى القزم"goblin"، وهو مصطلح إيماني يتعلق بالخرافات المستخدمة بين عمال المناجم. فشلت محاولات أول فك هذه الخامات للنحاس أو النيكل، مما أسفر ببساطة عن مسحوق (أكسيد الكوبالت (II)) بدلًا من ذلك. ولأن الخامات الأساسية للكوبالت تحتوي دائما على الزرنيخ، فإن صهر خام الحديد يؤدي إلى أكسدة الزرنيخ في أكسيد الزرنيخ العالي السمية والمتقلب.[6]
يعود الفضل إلى الكيميائي السويدي جورج براندت (1694-1768) في اكتشاف الكوبالت في حوالي عام 1735، موضحًا أنه عنصر غير معروف سابقًا، يختلف عن البزموت والمعادن التقليدية الأخرى. وصفه براندت المداة المُكتشفة حديثًا بأنا "شبه معدنية".[7][8] وبيّن أن مركبات معدن الكوبالت كانت مصدر اللون الأزرق في الزجاج، والذي كان يُنسب في السابق إلى البزموت الموجود مع الكوبالت. أصبح الكوبالت أول معدن يتم اكتشافه منذ فترة ما قبل التاريخ. جميع المعادن الأخرى المعروفة (الحديد والنحاس والفضة والذهب والزنك والزئبق والقصدير والرصاص والبزموت) لم يكن لها مكتشفون مكتشفون.[9]
خلال القرن التاسع عشر، تم تنفيذ جزء كبير من إنتاج العالم من الكوبالت الأزرق (صبغة مصنوعة من مركبات الكوبالت والألومينا) وصبغ (مسحوق كوبالت للاستخدام في الصبغ في السيراميك والرسم) في مدينة بلافركيت النرويجية.[10][11] وكانت المناجم الأولى لإنتاج الصمغ في القرن السادس عشر موجودة في النرويج والسويد وسكسونيا والمجر. ومع اكتشاف خام الكوبالت في كاليدونيا الجديدة في عام 1864، انخفض تعدين الكوبالت في أوروبا. ومع اكتشاف رواسب الخام في أونتاريو (أونتاريو) وكندا في عام 1904 واكتشاف المزيد من الودائع في مقاطعة كاتانغا في جمهورية الكونغو الديمقراطية في عام 1914، بدأت عمليات التعدين مرة أخرى. عندما بدأ نزاع شبعا في عام 1978، توقفت مناجم النحاس في مقاطعة كاتانغا عن الإنتاج تقريبًا.[12][13]  كان التأثير على الاقتصاد العالمي للكوبالت من هذا الصراع أصغر مما كان متوقعًا: لأن الكوبالت معدن نادر، وصبغته شديدة السمية، وقد أنشأت الصناعة بالفعل طرق فعالة لإعادة تدوير مواد الكوبالت. كانت الصناعة في بعض الحالات قادرة على الانتقال إلى استخدام بدائل خالية من الكوبالت.[12][13]
في عام 1938 ، اكتشف جون ليفينجود وغلين سيبورغ النظير المشع كوبالت 60.[14] اشتهر هذا النظير في جامعة كولومبيا في الخمسينات من القرن الماضي لتحديد مخالفة التكافؤ في اضمحلال بيتا المُشع.[15][16]
بعد الحرب العالمية الثانية، أرادت الولايات المتحدة ضمان توريد خام الكوبالت للاستخدامات العسكرية (كما كان يفعل الألمان) وتوقعات الكوبالت داخل حدود الولايات المتحدة. تم العثور على إمدادات كافية من الكوبالت خام في ولاية ايداهو بالقرب من وادي بلاكبيرد في جانب الجبل. بدأت شركة كاليرا للتعدين بإنتاج الكوبالت في الموقع.[17]
أماكن تواجده
يتم إنتاج الشكل الثابت للكوبالت في المستعرات العظمى من خلال عملية التقاط النيوترون السريعة.[18] يتكون الكوبالت من 0.0029 ٪ من مكونات قشرة الأرض. لم يتم العثور على الكوبالت في الأرض بسبب الأكسجين في الغلاف الجوي والكلور في المحيط الذان يتوافران بما فيه الكفاية في الطبقات العليا من قشرة الأرض لمنع تكوين الكوبالت المعدني الأصلي. باستثناء ما تم تسليمه مؤخرًا في الحديد النيزكي، فإن الكوبالت النقي في شكل المعدن الأصلي غير معروف على الأرض. يتواجد هذا العنصر بوفرة متوسطة ولكن المركبات الطبيعية للكوبالت عديدة ويوجد جميع كميات مركبات الكوبالت في معظم الصخور والتربة والنباتات والحيوانات.
غالبًا ما يرتبط الكوبالت في الطبيعة بالنيكل. يميز كلا العنصرين الحديد النيزكي، على الرغم من أن الكوبالت أقل وفرة في النيازك الحديدية من النيكل. قد يكون الكوبالت،كما هو الحال مع النيكل، في سبائك الحديد النيزكي جيدًا بما يكفي من الحماية من الأكسجين والرطوبة للبقاء كمعدن حر (لكنه مخلوط)،[19] وعلى الرغم من عدم وجود أي عنصر بهذا الشكل في القشرة الأرضية القديمة.
يتواجد الكوبالت في شكل مركب في النحاس ومعادن النيكل. ويعتبر مكون معدني رئيسي يتحد مع الكبريت والزرنيخ في الكوبالتايت الكبريتية (CoAsS)، والصفريت.[20] يشبه الكوبالتيت المعدني البيريت ويتواجد مع الفايسيت في رواسب النحاس في مقاطعة كاتانغا.[21] عندما يصل الكوبالت إلى الغلاف الجوي، فأنه يتأثر بعملية التجوية؛ حيث تتأكسد المعادن الكبريتيدية وتكوِّن الإريثريت الوردي ("نظرة الكوبالت": Co3 (AsO4) 2 · 8H2O) والكوبالت الكروي(سفيروكوبالتيت) (CoCO3).[22][23]
يعتبر الكوبالت أيضًا مكون من مكونات دخان التبغ.[24] يمتص نبات التبغ بسهولة ويُركز المعادن الثقيلة مثل الكوبالت من التربة المحيطة في أوراقها. يتم استنشاقها لاحقًا أثناء تدخين التبغ.[25]
استخراج الكوبالت


تقدر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية احتياطي العالم من الكوبالت بـ 7،100،000 طن متري.[26] تنتج جمهورية الكونغو الديمقراطية حاليًا 63 ٪ من الكوبالت في العالم. قد تصل هذه الحصة السوقية إلى 73٪ بحلول عام 2025 إذا حدثت عمليات توسيع مخطط لها بواسطة منتجي التعدين مثل شركة جلينكور بي إل سي كما هو متوقع. ولكن بحلول عام 2030، قد يكون الطلب العالمي أكثر 47 مرة مما كان عليه في عام 2017، حسب تقديرات بلومبيرج نيو إنيرجي فاينانس.[27]
أدت التغييرات التي أدخلتها الكونغو على قوانين التعدين في عام 2002 إلى جذب الاستثمار في مشاريع النحاس والكوبالت الكونغولية. ومع ذلك ، تهيمن شركة جلينكور على سوق التعدين في جمهورية الكونغو الديمقراطية. وكان لغم "مانتاندا" الخاص بها قد شحن 24500 طن من الكوبالت من منجمها العام الماضي، و 40٪ من إنتاج الكونغو الديمقراطية، أي ما يقرب من ربع الإنتاج العالمي. كما يستأنف مشروع كاتانغا للتعدين التابع لشركة جلينكور  أيضًا إنتاج 300 ألف طن من النحاس و 20000 طن من الكوبالت بحلول عام 2019، وفقًا لجلينكور.[27]
جمهورية الكونغو الديموقراطية
في عام 2005، كان جمهورية الكونغو الديموقراطية أكبر منتج للكوبالت من  رواسب النحاس في مقاطعة كاتانغا الديمقراطية. وفي مقاطعة شبعا سابقًا، كانت المنطقة تحتوي على ما يقرب من 40 ٪ من الاحتياطيات العالمية، وفقًا لما ذكرته هيئة المسح الجيولوجي البريطانية في عام 2009.[28] وبحلول عام 2015، قدمت جمهورية الكونغو الديمقراطية 60 ٪ من إنتاج الكوبالت في العالم، و 32،000 طن بسعر يتراوح بين 20،000 و 26،000 دولار لكل طن. يمكن أن يرجع النمو الأخير في الإنتاج جزئيًا على الأقل إلى انخفاض إنتاج التعدين خلال الحروب الأهلية العنيفة جدًا في جمهورية الكونغو الديمقراطية في أوائل العقد الأول من القرن الحالي، أو إلى التغييرات التي أدخلتها البلاد على قانون التعدين الخاص بها في عام 2002 لتشجيع الاستثمار الأجنبي والمتعدد الجنسيات، وجلب عدد من المستثمرين، بما في ذلك شركة جلينكور التي يساهم ثلاثة من مشاريعها الحالية في الكونغو بما يقارب 10٪ إلى 25٪ من إنتاج الكونغو الديمقراطية.[29] يستخدم حوالي 100 ألف من عمال مناجم الكوبالت في جمهورية الكونغو الديمقراطية أدوات يدوية لحفر مئات الأقدام، مع القليل من التخطيط وإجراءات أقل للسلامة، كما يقول العمال والمسؤولون الحكوميون والمنظمات غير الحكومية، بالإضافة إلى ملاحظات مراسلي صحيفة واشنطن بوست على الزيارات إلى المناجم المعزولة. يؤدي نقص احتياطات السلامة بشكل متكرر إلى حدوث إصابات أو وفيات.[30] يلوث التعدين المنطقة المجاورة ويُعّرض الحياة البرية المحلية والمجتمعات الأصلية إلى معادن سامة يعتقد أنها تسبب عيوب خلقية وصعوبات في التنفس، وفقًا لمسؤولين صحيين. [58]
زعم نشطاء حقوق الإنسان، والصحافة الاستقصائية،[31][32][33][34] أن عمالة الأطفال تُستخدم في تعدين الكوبالت من مناجم أفريقية . دفع هذا الكشف شركة أبل لصناعة الهواتف المحمولة، في 3 مارس 2017، إلى وقف شراء الكوبالت الخام من الموردين مثل تشجيانغ هوايو الذي يصدر من المناجم في جمهورية الكونغو الديمقراطية، والبدء في التعامل فقط مع المُوردين الذين تم التحقق من التزامهم بمعايير مكان العمل.[35][36]
تسببت الديناميكيات السياسية والعرقية في المنطقة في الماضي في اندلاع أعمال عنف مروعة وسنوات من الصراع المسلح والسكان المشردين. وقد أثر عدم الاستقرار هذا على سعر الكوبالت، كما خلق حوافز ضارة للمقاتلين في حربي الكونغو الأولى والثانية لإطالة فترةالقتال، حيث ساعد الوصول إلى مناجم الماس والموارد الأخرى القيمة في تمويل أهدافهم العسكرية - والتي غالبًا ما ترقى إلى الإبادة الجماعية - أغنت أيضا المقاتلين أنفسهم. وفي حين  لم تقم جمهورية الكونغو الديمقراطية في الآونة الأخيرة بغزو القوات المسلحة المجاورة في عام 2010، إلا أن بعض أغنى المناطق التعدينية التي تجاور المناطق التي لا يزال يتصادم فيها التوتسي والهوتو، وتستمر الاضطرابات رغم ذلك على نطاق أصغر ولا يزال اللاجئون يفرون من أعمال العنف.[37]
أصبح الكوبالت المستخرج من مساعي التعدين الحرفي الكونغولي الصغير في عام 2007 من أولويات شركة صينية هي كونغو دونغ فانغ الدولية للتعدين. وفرّت شركة كونغو دونغفانغ، إحدى الشركات التابعة لشركة زيهانغ هياو للتعدين وهي واحدة من أكبر منتجي الكوبالت في العالم، الكوبالت إلى بعض أكبر مصنعي البطاريات في العالم، الذين أنتجوا بطاريات لمنتجات شاملة مثل آي فون. وهكذا تم التقاء الشركات حول سلسلة التوريد الأخلاقية مع بعض الشكوك. دعا عدد من المراقبين إلى قيام شركات التكنولوجيا وغيرها من الشركات المصنعة بتجنب الحصول على معادن النـزاع في وسط أفريقيا على الإطلاق بدلاً من المخاطرة بتمكين الاستغلال المالي وحقوق الإنسان مثل الاختطاف من أجل العمل غير الحر والدمار البيئي والخسائر البشرية العنف والفقر والظروف السامة.
قد يكون مشروع جبل موكوندو، الذي تديره شركة التعدين والاستكشاف في أفريقيا الوسطى (CAMEC) في مقاطعة كاتانغا، أغنى محمية للكوبالت في العالم. أنتجت الشركة ما يقدر بنحو ثلث إجمالي الإنتاج العالمي من الكوبالت في عام 2008.[38] وفي يوليو 2009، أعلنت CAMEC عن اتفاقية طويلة الأجل لتقديم كامل إنتاجها السنوي من تركيز الكوبالت من جبل موكوندو إلى شركة زيانغ الصينية لإنتاج الكوبالت والنيكل.[39]
كندا
في عام 2017، كانت بعض شركات الاستكشاف تخطط لمسح مناجم الفضة والكوبالت القديمة في منطقة أونتاريو حيث يُعتقد وجود رواسب كبيرة.[40] وذكر رئيس بلدية كوبالت أن سكان كوبالت رحبوا بمساعي التعدين الجديدة، وأشاروا إلى أن قوة العمل المحلية سلمية ومتحدثة باللغة الإنجليزية، وأن البنية التحتية الجيدة ستتيح سهولة أكبر في الحصول على قطع الغيار اللازمة للمعدات أو الإمدادات الأخرى أكثر مما يمكن أن تكون وجدت في مناطق الصراع.
انظر أيضًا
كولتان
اقتصاد جمهورية الكونغو الديمقراطية
المراجع

مصادر مراجعات الأقران

روابط خارجية

 at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)





*
تصنيف:اقتصاديات الموارد
تصنيف:خصائص دوائية وأحيائية للعناصر الكيميائية
تصنيف:عمالة الأطفال
تصنيف:عناصر كيميائية
تصنيف:فلزات انتقالية
تصنيف:مسرطنات المجموعة 2B حسب تصنيف الوكالة الدولية لأبحاث السرطان
تصنيف:معادن غذائية
تصنيف:مواد مغناطيسية حديدية
تصنيف:مجتمعات تعدين في أفريقيا