コバルト

コバルト、  27 Co
小さなコバルトの立方体が入った灰色のコバルトチップ
コバルト
発音/ ˈ k oʊ b ɒ l t / ⓘ [1]
外観硬く光沢のある青灰色の金属
標準原子量 A r °(Co)
  • 58.933 194 ± 0.000 003 [2]
  • 58.933 ± 0.001  （要約）[3]
周期表におけるコバルト
水素ヘリウム
リチウムベリリウムボロン炭素窒素酸素フッ素ネオン
ナトリウムマグネシウムアルミニウムシリコンリン硫黄塩素アルゴン
カリウムカルシウムスカンジウムチタンバナジウムクロムマンガン鉄コバルトニッケル銅亜鉛ガリウムゲルマニウム砒素セレン臭素クリプトン
ルビジウムストロンチウムイットリウムジルコニウムニオブモリブデンテクネチウムルテニウムロジウムパラジウム銀カドミウムインジウム錫アンチモンテルルヨウ素キセノン
セシウムバリウムランタンセリウムプラセオジムネオジムプロメチウムサマリウムユーロピウムガドリニウムテルビウムジスプロシウムホルミウムエルビウムツリウムイッテルビウムルテチウムハフニウムタンタルタングステンレニウムオスミウムイリジウム白金金水銀（元素）タリウム鉛ビスマスポロニウムアスタチンラドン
フランシウムラジウムアクチニウムトリウムプロトアクチニウムウランネプツニウムプルトニウムアメリシウムキュリウムバークリウムカリホルニウムアインシュタイニウムフェルミウムメンデレビウムノーベリウムローレンシウムラザホージウムドブニウムシーボーギウムボーリウムハッシウムマイトネリウムダルムシュタットレントゲンコペルニシウムニホニウムフレロビウムモスコビウムリバモリウムテネシンオガネソン
–
↑
Co
↓
Rh
鉄←コバルト→ニッケル
原子番号 （Z）27
グループグループ9
期間第4期
ブロック  dブロック
電子配置[ Ar ] 3d 7 4s 2
殻あたりの電子数2、8、15、2
物理的特性
STPでの 位相固体
融点1768  K (1495 °C、2723 °F)
沸点3200 K (2927 °C、5301 °F)
密度（20℃）8.834 g/cm 3  [4]
液体の場合（  mp）7.75 g/cm 3
融解熱16.06  kJ/モル
蒸発熱377 kJ/モル
モル熱容量24.81 J/(モル·K)
蒸気圧
P （パ）1101001キロ1万10万
T （K）で 179019602165242327553198
原子の性質
酸化状態共通: +2, +3
−3, [5] −1, [6] 0, [6] +1, [6] +4, [6] +5 [7]
電気陰性度ポーリングスケール：1.88
イオン化エネルギー
  • 1位: 760.4 kJ/mol
  • 2位: 1648 kJ/mol
  • 3位: 3232 kJ/mol
  • （もっと）
原子半径経験的： 午後125時
共有結合半径低スピン：126±3 pm
高スピン：150±7 pm
スペクトル範囲における色の線
コバルトのスペクトル線
その他の特性
自然発生原始的な
結晶構造六方最密充填（hcp）（hP2）
格子定数
コバルトの六方最密結晶構造
a  = 250.71 pm
c  = 407.00 pm （20℃）[4]
熱膨張12.9 × 10 −6 /K (20℃) [a]
熱伝導率100 W/(m⋅K)
電気抵抗率62.4 nΩ⋅m（20℃）
磁気秩序強磁性体
ヤング率209 GPa
せん断弾性率75 GPa
体積弾性率180 GPa
音速の 細い棒4720 m/s（20℃）
ポアソン比0.31
モース硬度5.0
ビッカース硬度1043 MPa
ブリネル硬度470～3000MPa
CAS番号7440-48-4
歴史
ネーミングコベルト鉱石から採掘される。コボルドにちなんで名付けられたと考えられる。
発見と最初の分離ゲオルク・ブラント（1735）
コバルトの同位体
主な同位体[8]減衰
アイソトープ豊富半減期 （t 1/2）モード製品
56 Coシンセ77.24日β +56鉄
57 Coシンセ271.81日ε57鉄
58 Coシンセ70.84日β +58鉄
59 Co100%安定した
60 Coトレース5.2714年β −60 Ni
 カテゴリー: コバルト
|参照

コバルトは化学元素であり、記号 Co、原子番号27です。ニッケルと同様に、コバルトは地殻中では化学的に結合した形でのみ存在し、天然隕鉄の合金中に少量の鉱床が見られる場合を除きます。還元製錬によって生成される遊離元素は、硬く光沢のある、やや脆い灰色の金属です。

コバルトを主成分とする青色顔料（コバルトブルー）は、古代から宝飾品や塗料、ガラスに独特の青い色合いを与えるために使われてきました。その色は長い間、金属ビスマスによるものだと考えられていました。鉱山労働者たちは長い間、青色顔料を生成する鉱物の一部をコボルド鉱石（ドイツ語でゴブリン鉱石）と呼んでいました。これらの鉱石は既知の金属に乏しく、精錬するとヒ素を含む有毒な煙を出すため、このように名付けられました。[9] 1735年、このような鉱石は還元して新しい金属（古代以来の発見）が得られることが発見され、最終的にその金属はコボルドにちなんで名付けられました。

現在、コバルトは通常、銅やニッケルの採掘の副産物として生産されますが、コバルト石（CoAsS）などの金属光沢を持つ鉱石から生産されることもあります。コンゴ民主共和国（DRC）とザンビアにまたがる銅ベルト地帯は、世界のコバルト生産の大部分を占めています。カナダ天然資源省によると、2016年の世界生産量は11万6000トン（ロングトン11万4000、ショートトン12万8000）で、そのうちDRCだけで50%以上を占めています。[10] 2024年には生産量が30万トンを超え、そのうちDRCが80%以上を占めました。[11]

コバルトは主にリチウムイオン電池や、磁性、耐摩耗性、高強度の合金の製造に使用されます。コバルトケイ酸塩とコバルト(II)アルミン酸塩（CoAl 2 O 4 、コバルトブルー）の化合物は、ガラス、セラミック、インク、塗料、ワニスに独特の濃い青色を与えます。コバルトは、コバルト59という唯一の安定同位体として天然に存在します。コバルト60は商業的に重要な放射性同位体であり、放射性トレーサーとして、また高エネルギーガンマ線の生成に使用されます。コバルトは石油産業でも原油精製時の触媒として使用されます。これは、燃焼すると非常に汚染され、酸性雨の原因となる硫黄を除去するためです。[12]

コバルトは、コバラミンと呼ばれる補酵素群の活性中心です。このタイプの最もよく知られた例であるビタミンB 12は、すべての動物にとって必須のビタミンです。無機コバルトは、細菌、藻類、真菌にとって微量栄養素でもあります。

コバルトという名前は、16 世紀のドイツの銀鉱山労働者が厄介者と考えていた鉱石の種類に由来しており、その鉱石は、迷信的にその原因であると考えられていた精霊またはゴブリンにちなんで名付けられた可能性があります。この精霊は、コボルド(家庭の精霊) と同等であると考える人もいれば、ノーム(鉱山の精霊) に分類される人もいます。

特徴

純粋なコバルトのサンプル
大きな板から切り出された電解精製コバルト（純度99.9%）のブロック

コバルトは比重8.9の強磁性金属である。キュリー温度は1,115℃（2,039℉）[13]、磁気モーメントは原子あたり1.6～1.7ボーア磁子である[14] 。コバルトの比透磁率は鉄の3分の2である[15] 。金属コバルトは、hcpとfccの2つの結晶構造で存在する。hcp構造とfcc構造間の理想的な転移温度は450℃（842℉）であるが、実際には両者のエネルギー差は非常に小さいため、両者がランダムに混在することが多い[16] [17] [18] 。

コバルトは弱還元性金属であり、不動態酸化膜によって酸化から保護されています。ハロゲンや硫黄によって侵されます。酸素中で加熱するとCo 3 O 4が生成され、900 °C（1,650 °F）で酸素を失って一酸化物CoOになります。[19]この金属は520 Kでフッ素（F 2 ）と反応してCoF 3を生成します。また、塩素（Cl 2）、臭素（Br 2）、ヨウ素（I 2）と反応して、等価な二元ハロゲン化物を生成します。加熱しても水素ガス（H 2）や窒素ガス（N 2 ）とは反応しませんが、ホウ素、炭素、リン、ヒ素、硫黄とは反応します。[20]常温では、鉱酸とゆっくりと反応し、湿った空気とは非常にゆっくりと反応しますが、乾燥した空気とは反応しません。[要出典]

化合物

コバルトツールチップ

コバルトの一般的な酸化数は+2と+3ですが、-3から+5の酸化数を持つ化合物も知られています。単純な化合物の一般的な酸化数は+2（コバルト(II)）です。これらの塩はピンク色の金属アコ錯体 [Co(H
2O)
6]2歳以上
水中で塩化物を加えると、濃い青色の[CoCl
4]2−
[ 7]ホウ砂ビーズ炎試験では、コバルトは酸化炎と還元炎の両方で濃い青色を示します。[21]

酸素とカルコゲン化合物

コバルトの酸化物はいくつか知られている。緑色の酸化コバルト(II) (CoO) は岩塩構造である。水と酸素で容易に酸化され、茶色の水酸化コバルト(III) (Co(OH) 3 ) となる。600～700℃の温度で、CoO はスピネル構造を持つ青色の酸化コバルト(II,III) (Co 3 O 4 )に酸化される。[7]黒色の酸化コバルト(III) (Co 2 O 3 ) も知られている。[22]コバルト酸化物は低温で反強磁性を示す。CoO (ネール温度291 K) と Co 3 O 4 (ネール温度 40 K) は磁鉄鉱(Fe 3 O 4 )に類似しており、+2 と +3 の酸化状態が混在する。[23]

コバルトの主なカルコゲニドは、黒色の硫化コバルト(II)、CoS2 （黄鉄鉱構造）、Co2S3（スピネル構造）、およびCoS（ニッケルヒ素構造）である。[7] : 1118 

ハロゲン化物

塩化コバルト(II)六水和物の紫色の力の山
塩化コバルト(II)六水和物

コバルト(II)の二ハロゲン化物は4種類知られており、フッ化コバルト(II)（CoF 2、ピンク色）、塩化コバルト(II)（CoCl 2、青色）、臭化コバルト(II)（CoBr 2、緑色）、ヨウ化コバルト(II)（CoI 2、青黒色）である。これらのハロゲン化物は無水物と水和物の形で存在する。無水二塩化物は青色であるのに対し、水和物は赤色である。[24]

反応Coの還元電位3歳以上
+ e − → Co2歳以上
は+1.92 Vで、塩素から塩化物への還元電位+1.36 Vを超えています。したがって、塩化コバルト(III)は自発的に塩化コバルト(II)と塩素に還元されます。フッ素からフッ化物への還元電位は+2.87 Vと非常に高いため、フッ化コバルト(III)は数少ない単純で安定したコバルト(III)化合物の一つです。いくつかのフッ素化反応に使用されるフッ化コバルト(III)は、水と激しく反応します。[19]

錯体化合物

錯体の数は非常に多い。高酸化状態から順に、Co(IV)およびCo(V)の錯体は稀である。例としては、ヘキサフルオロコバルト(IV)酸セシウム（Cs 2 CoF 6）や過コバルト酸カリウム（K 3 CoO 4）が挙げられる。[19]

コバルト(III)は、アンモニアやアミンと様々な配位錯体を形成し、これらはアンミン錯体と呼ばれます。例としては、[Co(NH 3 ) 6 ] 3+、[Co(NH 3 ) 5 Cl] 2+（クロロペンタアンミンコバルト(III)）、シス型およびトランス型の[ Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] + などがあります。対応するエチレンジアミン錯体もよく知られています。ハロゲン化物を亜硝酸塩、水酸化物、炭酸塩などに置き換えた類似体が知られています。アルフレッド・ヴェルナーは、ノーベル賞を受賞した研究でこれらの錯体について広範囲に研究しました。[25]これらの錯体の堅牢性は、トリス(エチレンジアミン)コバルト(III)（[Co(en)
3]3歳以上
）。[26]

コバルト(II)は多様な錯体を形成しますが、主に弱塩基性の配位子と錯体を形成します。ピンク色の陽イオンであるヘキサアクアコバルト(II) [Co(H 2 O) 6 ] 2+は、硝酸塩や硫酸塩などの一般的なコバルト塩に含まれています。ヘキサアクア錯体の溶液に過剰の塩化物を加えると、濃い青色のCoClに変化します。2−4、これは四面体である。[要出典]

トリフェニルホスフィンのようなより柔らかい配位子は、Co(II)およびCo(I)と錯体を形成します。例としては、ビス(トリフェニルホスフィン)コバルト(I)塩化物、トリス(トリフェニルホスフィン)コバルト(I)塩化物、 CoCl 2 (PPh 3 ) 2、CoCl(PPh 3 ) 3などが挙げられます。これらのCo(I)およびCo(II)錯体は、後述する有機金属錯体との関連を示すものです。[要出典]

有機金属化合物

テトラキス(1-ノルボルニル)コバルト(IV)の構造

コバルトセンは、鉄の代わりにコバルトが使われている、フェロセンの構造類似体です。コバルトセンは、フェロセンよりもはるかに酸化されやすいです。 [27]コバルトカルボニル（Co 2 (CO) 8）は、カルボニル化反応およびヒドロシリル化反応の触媒です。[28]ビタミンB 12（下記参照）は、自然界で見つかる有機金属化合物で、金属原子を含む唯一のビタミンです。 [29]コバルトの+4酸化状態が一般的ではないアルキルコバルト錯体の例としては、ホモレプティック錯体テトラキス（1-ノルボルニル）コバルト（IV）（Co(1-norb) 4 ）があります。これは、遷移金属アルキル錯体であり、 β水素脱離に対する耐性で有名で、[30]ブレッド則に従っています。コバルト（III）およびコバルト（V）錯体[Li(THF)
4]+
[Co(1-ノルブ)
4]−
および[Co(1-norb)
4]+
[BF
4]−
も知られている。[31]

同位体

59 Coは唯一の安定なコバルト同位体であり、地球上に自然に存在する唯一の同位体です。22種類の放射性同位体が特徴付けられており、最も安定な60 Coの半減期は5.2714年、57 Coの半減期は271.81日、56 Coの半減期は77.24日、58 Coの半減期は70.84日です。コバルトの他の放射性同位体はすべて半減期が18時間未満、ほとんどの場合1秒未満です。この元素には4つのメタ状態があり、いずれも半減期は15分未満です。[32]

コバルトの同位体は50 Coから78 Coまでの範囲にあります。唯一の安定同位体である59 Coよりも原子質量が小さい同位体の主な崩壊様式は電子捕獲崩壊であり、それよりも原子質量が大きい同位体の主な崩壊様式はベータ崩壊です。59 Coよりも小さい原子質量を持つ同位体の主な崩壊生成物は元素番号26（鉄）の同位体であり、それよりも大きい原子質量を持つ同位体の主な崩壊生成物は元素番号28（ニッケル）の同位体です。[32]

59 Co 核は核磁気共鳴 [33] を用いて検出可能であり、磁気四重極モーメントを持っている。すべての NMR 活性核の中で、59 Co は最も大きな化学シフト範囲を持ち、化学シフトは分光化学系列と相関させることができる。[34]共鳴は 20000 ppm の範囲で観測され、信号幅は最大 20 kHz である。広く使用されている標準物質はヘキサシアノコバルト酸カリウム ( D 2 O中の0.1M K 3 Co(CN) 6 ) であり、これは高い対称性のため、線幅がかなり狭い。低い対称性のシステムでは、流体相 NMR では信号が観測されない程度に信号が広がる可能性があるが、固体 NMRでは依然として観測可能である。

語源

「コバルト」の語源については様々な説が提唱されている。ある説では、コバルトという元素は「コベルト」に由来するとされている。これは、16世紀のドイツの銀鉱夫たちが、腐食性があり有毒ガスを発生する厄介な鉱石に付けた名前である。[35] [36]このような鉱石は古代から青色顔料として利用されていたが、当時のドイツ人は鉱石を金属に精錬する技術を持っていなかった（後述の§歴史参照）。[37]

当時、このようなコベル鉱石（ラテン語でコバルトまたはカドミア[38] [39] ）の権威者はゲオルギウス・アグリコラであった。[35] [37]彼はまた、別の著作の中で「コベル」（ラテン語でcobalus、複数形cobali ）と呼ばれる鉱石スピリットの権威者としても頻繁に引用されている。[40] [41] [42]

アグリコラは、似た名前の鉱石と精霊を結びつけていませんでした。しかし、同時代の人物は因果関係（鉱石は「コーベル」のせい）を指摘し[44] 、 18世紀後半の著述家は語源（「コバルス」から「形成された」）を指摘しました[45] 。後に、グリムの辞書（1868年）は、コバルト／コベルト鉱石は山の精霊（ベルクメンヒェン [de] [b]）のせいであると記し、ベルクメンヒェンは「銀を盗み、鉱石を放出することで鉱山の雰囲気を悪化させ（ヴェッター[46]）、その他の健康被害も引き起こした」とされています[36] 。

グリムの辞書では、「コーベル」という言葉は「コボルド」と同義語とされており、単なる小称の変形として挙げられている[ 48 ]。しかし、後者はグリムの辞書では家の精霊として定義されている[47]。一方、近年の解説者の中には、鉱石の名を冠したコーベルト（recté kobel）を小人として特徴づけようとする者もいる[49] [52]。

20世紀初頭のオックスフォード英語辞典（第1版、1908年）はグリムの語源を支持していた。[c] [53]しかし、同時期にドイツでは、グリムが支持していない別の語源（kob/kof「家、部屋」+ walt「権力、支配者」）がより説得力のあるものとして提唱されていた。[54] [55]

少し後になって、パウル・クレッチマー（1928）は、この「家の支配者」という語源はコボルドの本来の意味である家の精霊を裏付ける適切な語源であったが、後に「鉱山の悪魔」という概念が加わり、誤用されたと説明した。[56]現版『語源辞典』（第25版、2012年）の「コボルド」の項ではグリム童話の語源ではなく後者を引用しているが、「コバルト」の項では、コバルト鉱石の名称は「鉱山の精霊/悪魔」（daemon metallicus）に由来する可能性があるとしつつも、これは「どうやら」コボルドのことだと述べている。[57]

ジョセフ・ウィリアム・メラー（1935）もコバルトはコバロス（κόβαλος ）に由来する可能性があると述べたが、他の説も提唱されていた。[58]

代替理論

いくつか代替語源が提唱されているが、精霊（コーベルまたはコボルド）とは全く関係がない可能性もある。カール・ミュラー＝フラウロイトは、kobelt はアグリコラが頻繁に言及する採掘用のバケツであるKübelに由来すると推測した。[54]すなわち、 kobel/köbel（ラテン語でmodulusと表記）[59]

語源辞典に記された別の説では、この語はkōbathium [57]あるいはむしろcobathia ( κωβάθια、「硫化ヒ素」[60] ) から派生したもので、有毒ガスとして発生するとされている。[37]

エマニュエル・メルク（1902）はスラヴ語のkowaltiからの語源を提唱した。[61] [58]

WWスキートとJ.ベレンデスはκόβαλοςを「寄生」、つまりニッケルに寄生する鉱石と解釈したが[58]、ニッケルが発見されたのは1751年まで待たなければならなかったため、この説明は時代錯誤であると非難されている[62] [63]。

歴史

コバルトブルーの中国磁器
 1335年頃に製造された初期の中国の青白磁

コバルト化合物は、ガラス、釉薬、陶磁器に鮮やかな青色を与えるために、何世紀にもわたって使用されてきました。コバルトは、エジプトの彫刻、紀元前3千年紀のペルシャの宝飾品、西暦79年に破壊されたポンペイの遺跡、そして唐王朝（西暦618～907年）と明王朝（西暦1368～1644年）の中国から検出されています。[64]

コバルトは青銅器時代からガラスの着色に使用されてきました。ウルブルンの難破船の発掘調査では、紀元前14世紀に鋳造された青いガラスの塊が発見されました。[65] [66]エジプトの青いガラスは、銅、鉄、またはコバルトで着色されていました。最も古いコバルト色のガラスは、エジプト第18王朝（紀元前1550～1292年）のものです。エジプト人は、このコバルトをエジプト西部のオアシスで発見されたコバルトを含むミョウバンから調達していました。[67]


コバルトという 言葉は、前述のように、16世紀のドイツ語で鉱石の一種である「 kobelt 」に由来しています。これらの鉱石を銅や銀に精錬する最初の試みは失敗に終わり、代わりに得られたのは単なる粉末（酸化コバルト(II)）でした。コバルトの主要鉱石には常にヒ素が含まれているため、精錬によってヒ素が酸化され、毒性が高く揮発性の高い酸化ヒ素が生成され、この鉱石の悪名がさらに高まりました。[68] パラケルスス、ゲオルギウス・アグリコラ、バジル・バレンタインは皆、このようなケイ酸塩を「コバルト」と呼んでいました。[69]

スウェーデンの化学者ゲオルク・ブラント（1694–1768）は、  1735年頃にコバルトを発見したとされ、コバルトがビスマスなどの従来の金属とは異なる、これまで知られていなかった元素であることを示しました。ブラントはコバルトを新しい「半金属」と呼び、[70] [71]抽出に使用した鉱物にちなんで名付けました。[72] : 153 彼は、ガラスの青色の源がコバルト金属の化合物であることを示しました。それまで、ガラスの青色はコバルトとともに発見されたビスマスによるものと考えられていました。コバルトは先史時代以来初めて発見された金属となりました。それまで知られていた金属（鉄、銅、銀、金、亜鉛、水銀、錫、鉛、ビスマス）には、発見者の記録がありませんでした。[73]

19世紀の間、世界のコバルトブルー（コバルト化合物とアルミナから作られる顔料）とスマルト（陶磁器や絵画の顔料として使うために粉末にしたコバルトガラス）の生産の大部分は、ノルウェーのブラアファルヴェヴェルケットで行われていた。[ 74 ] [75] 16世紀にスマルトを生産するための最初の鉱山は、ノルウェー、スウェーデン、ザクセン、ハンガリーにあった。1864年にニューカレドニアでコバルト鉱が発見されると、ヨーロッパのコバルト採掘は衰退した。1904年にカナダのオンタリオで鉱床が発見され、1914年にはコンゴ共和国のカタンガ州でさらに大規模な鉱床が発見され、採掘活動は再び方向転換した。[68] 1978年にシャバ紛争が始まると、カタンガ州の銅鉱山は生産をほぼ停止した。[76] [77]この紛争による世界のコバルト経済への影響は予想よりも小さかった。コバルトは希少金属であり、顔料は毒性が強いこと、そして業界は既にコバルト材料のリサイクルに効果的な方法を確立していたことなどが挙げられる。場合によっては、業界はコバルトを含まない代替品への切り替えに成功した。[76] [77]

1938年、ジョン・リビングードとグレン・T・シーボーグは放射性同位体コバルト60を発見した。[78]この同位体は1950年代にコロンビア大学で放射性ベータ崩壊におけるパリティ対称性の破れを証明するために使用されたことで有名である。[79] [80]

第二次世界大戦後、アメリカ合衆国は（ドイツがそうしていたように）軍事用途のコバルト鉱石の供給を確保したいと考え、国内でコバルトの探鉱を行いました。高純度のコバルトは、ジェットエンジンやガスタービンへの利用が強く求められていました。[81]アイダホ州ブラックバード・キャニオン付近で十分な量のコバルト鉱石が発見され、カレラ鉱山会社がそこで生産を開始しました。[82]

コバルトの需要は、21世紀に入り、充電式電池、超合金、触媒などの材料に不可欠な成分としてさらに増加し​​ました。[81]再生可能エネルギーと電池に依存する世界において、コバルトは地政学的競争の主要な対象の一つとなると主張されてきましたが、この見方は生産拡大に対する経済的インセンティブの力を過小評価しているとして批判も受けています。[83]

発生

コバルトの安定型は、超新星爆発においてr過程を経て生成されます。[84]地球の地殻の0.0029%を占めています。近年、隕石中の鉄に含まれていた場合を除き、遊離コバルト（天然金属）は、大気中の酸素と反応する性質があるため、地球の地表には存在しません。ほとんどの岩石、土壌、植物、動物には、少量のコバルト化合物が含まれています。[85]海洋では、コバルトは一般的に塩素と反応します。

自然界では、コバルトはニッケルとしばしば共存しています。どちらも隕鉄の特徴的な成分ですが、鉄隕石中のコバルトはニッケルよりもはるかに少ない量しか含まれていません。ニッケルと同様に、隕鉄合金中のコバルトは酸素や湿気から十分に保護されていたため、単体（ただし合金化）金属として存在していた可能性があります。[86]

コバルトは化合物の形で銅やニッケル鉱物中に存在します。硫化コバルト鉱（CoAsS）、サフロライト（CoAs 2）、グラウコドット（(Co,Fe)AsS）、スクッテルダイト（CoAs 3 ）鉱物において、硫黄やヒ素と結合する主要な金属成分です。[19]鉱物であるカティエライトは黄鉄鉱に類似しており、カタンガ州の銅鉱床ではベイサイトと共に産出します。[87]大気圏に達すると風化が起こり、硫化鉱物は酸化されてピンク色のエリスライト（「コバルト・グランス」：Co 3 (AsO 4 ) 2 ·8H 2 O）と球状コバルト鉱（CoCO 3）を形成します。[88] [89]

コバルトはタバコの煙の成分でもあります。[90]タバコは周囲の土壌からコバルトなどの重金属を容易に吸収し、葉に蓄積します。そして、喫煙によってこれらの重金属が吸入されます。[91]

生産

コボルト鉱石標本
コバルト鉱石
USGSによるコバルト鉱山の生産量（2022年）と埋蔵量（トン）[92]
国生産準備金
コンゴ民主共和国13万4,000,000
インドネシア10,00060万
ロシア8,90025万
オーストラリア5,9001,500,000
カナダ3,90022万
キューバ3,80050万
フィリピン3,80026万
マダガスカル3,00010万
パプアニューギニア3,00047,000
七面鳥2,7003万6000
モロッコ2,30013,000
中国2,20014万
アメリカ合衆国80069,000
その他の国5,20061万
世界合計19万830万

コバルトの主な鉱石はコバルト鉱、エリスライト、グラウコドット、スクッテルダイト（上記参照）ですが、ほとんどのコバルトはニッケルや銅の採掘や製錬で生じるコバルトの副産物を還元することで得られます。[93] [94]

コバルトは一般的に副産物として生産されるため、その供給は特定の市場における銅とニッケルの採掘の経済的実現可能性に大きく左右されます。2017年のコバルト需要は6%増加すると予測されています。[95]

一次コバルト鉱床は稀であり、例えばモロッコのブー・アザール地区に代表される超塩基性岩石を伴う熱水鉱床に見られるような鉱床が挙げられる。このような地域では、コバルト鉱石は低濃度ではあるものの、独占的に採掘されているため、コバルト抽出にはより多くの下流処理が必要となる。[96] [97]

コバルトを銅やニッケルから分離する方法はいくつかあり、コバルトの濃度と使用する鉱石の正確な組成によって異なります。その一つがフロス浮選法です。この方法では界面活性剤が鉱石成分に結合し、コバルト鉱石の濃縮につながります。その後の焙焼により鉱石は硫酸コバルトに変換され、銅と鉄は酸化物に酸化されます。水で浸出すると、硫酸塩とヒ酸塩が抽出されます。残留物はさらに硫酸で浸出され、硫酸銅溶液が得られます。コバルトは銅製錬のスラグからも浸出できます。[98]

上記のプロセスで得られた生成物は、酸化コバルト（Co 3 O 4 ）に変換されます。この酸化物は、アルミノテルミット反応、または高炉内での炭素還元によって金属に還元されます。[19]

年間コボルト生産量（1000トン）
世界の生産動向

抽出

1944年の世界のコバルト生産量

米国地質調査所（USGS）は、世界のコバルト埋蔵量を1100万トンと推定しています。[99]コンゴ民主共和国（DRC）は現在、世界のコバルトの63%を生産しています。グレンコア社などの鉱山会社による計画的な拡張が予定通りに進めば、この市場シェアは2025年までに73%に達する可能性があります。ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンスは、2030年までに世界のコバルト需要が2017年の47倍に達する可能性があると推定しています。[100]

コンゴ民主共和国

コンゴ民主共和国でコバルトを採掘する鉱夫たち

コンゴが2002年に鉱業法を改正したこと（詳細は要説明）により、コンゴの銅・コバルト事業への新たな投資が引き寄せられた。[101] 2005年、コバルト最大の生産地はコンゴ民主共和国カタンガ州の銅鉱床であった。旧シャバ州であったこの地域は、世界の埋蔵量のほぼ40%を保有していると、英国地質調査所は2009年に報告している。[102]

カタンガ州で中央アフリカ鉱業探査会社（CAMEC）が運営するムコンド・マウンテン・プロジェクトは、世界で最も豊富なコバルト埋蔵量を誇るプロジェクトと言える。2008年には、世界のコバルト生産量の約3分の1を同プロジェクトが生産したと推定されている。[103] 2009年7月、CAMECはムコンド・マウンテンで生産されるコバルト精鉱の全量を中国の浙江ガリコ・コバルト・ニッケル・マテリアルズに納入する長期契約を締結した。[104]

2016年、コンゴにおける中国のコバルト生産の所有権は世界のコバルト供給量の10%以上と推定され、中国のコバルト精錬産業への主要な原材料となり、世界のコバルトサプライチェーンに対する中国の影響力を強めている。[105]コンゴのコバルトに対する中国の支配は、サプライチェーンにおける中国への依存を減らそうとする西側諸国の懸念を引き起こし、コンゴ民主共和国のコバルト鉱山における労働および人権侵害についても懸念を表明している。[106] [107]

グレンコアのムタンダ鉱山は2016年に2万4500トンのコバルトを出荷しました。これはコンゴ民主共和国の生産量の40%、世界生産量の約4分の1に相当します。供給過剰となったため、グレンコアは2019年末にムタンダ鉱山を2年間閉鎖しました。[101] [108]グレンコアのカタンガ鉱山プロジェクトも再開され、2019年までに銅30万トンとコバルト2万トンを生産する予定です。[95]

2018年2月、世界的な資産運用会社アライアンス・バーンスタインは、電気自動車を動かすリチウムイオン電池に不可欠なコバルト資源を理由に、コンゴ民主共和国を経済的に「電気自動車時代のサウジアラビア」と定義した。[109]

2018年3月9日、ジョセフ・カビラ大統領は2002年鉱業法を改正し、鉱業使用料を引き上げ、コバルトとコルタンを「戦略金属」に指定した。[110] [111] 2002年鉱業法は2018年12月4日に事実上改正された。[112]

2025年2月、コンゴ民主共和国（DRC）は、コバルト価格が21年ぶりの安値に下落する中で供給過剰となっていることを理由に、コバルトの輸出を4ヶ月間停止しました。銅鉱山の主要副産物であるコバルトは、バッテリー技術に不可欠な材料です。DRCは世界の供給量の約75%を占めています。国内では、中国モリブデン公司（CMOC）が業界を独占しており、世界のコバルト生産量の約40%を占めています。過去1年間で、CMOCは生産量を大幅に増加させ、DRCにある2つの鉱山の生産量を5万6000トンから11万4000トンへと倍増させました。[要出典]

労働条件

2016年時点で、コンゴ民主共和国の生産量の17%から40%は、手掘り採掘によるものでした。 [113]コンゴ民主共和国では、約10万人のコバルト採掘労働者が、計画性も安全対策もほとんどないまま、手工具を用いて数百フィートも掘り進めていると、労働者や政府関係者、NGO関係者、そしてワシントン・ポスト紙の記者による孤立した鉱山訪問の観察結果から明らかになりました。安全対策の欠如は、しばしば負傷や死亡を引き起こしています。[114]保健当局によると、採掘は周辺地域を汚染し、地元の野生生物や先住民を先天性欠損症や呼吸困難を引き起こすと考えられる有毒金属にさらしています。[115]

アフリカの手掘り鉱山からのコバルト採掘では児童労働が行われている。[113] [116]人権活動家はこの点を強調し、調査報道によって確認されている。[117] [118]この暴露を受けて、携帯電話メーカーのアップル社は、2017年3月3日、コンゴ民主共和国の手掘り鉱山から鉱石を調達する浙江華友コバルトなどのサプライヤーからの鉱石購入を停止し、職場基準を満たしていることが検証されたサプライヤーのみを使用するようになった。[119] [120]アップルは2023年、2025年までにリサイクルコバルトの使用に切り替えると発表した。[121]

EUおよび大手自動車メーカー（OEM）は、世界的にコバルトの生産を持続可能で責任ある方法で調達および生産し、サプライチェーンのトレーサビリティを確保するよう圧力をかけています。鉱山会社は、 OECDガイダンスに沿ってESGイニシアチブを採用および実践しており、リチウムイオン電池のサプライチェーン生産におけるゼロまたは低炭素フットプリント活動の証拠を整えています。これらのイニシアチブは、大手鉱山会社、職人および小規模鉱山会社（ASM）ですでに実施されています。自動車メーカーとバッテリーメーカーのサプライチェーン：テスラ、VW、BMW、BASF、グレンコアは、責任あるコバルトイニシアチブ[122]や開発のためのコバルト[123]調査など、いくつかのイニシアチブに参加しています。2018年にBMWグループは、BASF、サムスンSDI、サムスン電子と提携して、DRCの1つのパイロット鉱山でパイロットプロジェクトを開始し、職人鉱山労働者と周辺コミュニティの状況を改善し、課題に取り組んでいます。

この地域の政治的・民族的ダイナミクスは、過去に暴力の発生、長年にわたる武力紛争、そして避難民の発生を引き起こしてきた。この不安定さはコバルト価格に影響を与え、第一次および第二次コンゴ戦争において、ダイヤモンド鉱山をはじめとする貴重な資源へのアクセスが、しばしばジェノサイドにまで至る軍事目標の資金調達に役立ち、戦闘員自身も富を得たため、戦闘を長期化させるという不当な動機を生み出した。コンゴ民主共和国は2010年代に入り、近隣諸国の軍事勢力による侵略を受けていないものの、最も豊富な鉱床の一部はツチ族とフツ族の衝突が依然として頻発する地域に隣接しており、小規模ではあるものの不穏な状況は続いており、暴力の発生から難民が依然として流入している。[124]

2007年にコンゴの小規模な手掘り鉱山から採掘されたコバルトは、中国企業であるコンゴ・ドンファン・インターナショナル・マイニング社に供給された。世界最大級のコバルト生産企業の一つである浙江華友コバルトの子会社であるコンゴ・ドンファン社は、世界最大級のバッテリーメーカー数社にコバルトを供給しており、これらのメーカーはAppleのiPhoneのような普及製品向けのバッテリーを製造していた。労働法違反の疑いと環境への懸念から、LG化学はその後、OECDガイドラインに基づきコンゴ・ドンファン社を監査した。自動車メーカー向けのバッテリー材料も製造しているLG化学は、検査対象となるすべてのサプライヤーに行動規範を課した。[125]

2019年12月、人権NGOのインターナショナル・ライツ・アドボケーツは、アップル、テスラ、デル、マイクロソフト、そしてグーグル傘下のアルファベットに対し、コバルト採掘における「幼い児童の残酷で残酷な労働から故意に利益を得、幇助した」として画期的な訴訟を起こした。[126]問題の企業は児童労働への関与を否定した。[127] 2024年、裁判所はサプライヤーが強制労働を助長しているものの、米国のテクノロジー企業はサプライヤーと共同事業として運営されておらず、「申し立てられた損害は被告のいずれの行為にも起因するものではない」として責任を負わないとの判決を下した。[128]著書『コバルト・レッド』[129] [130]は、コンゴ民主共和国におけるコバルトの手掘り採掘中に、危険な労働環境や坑道の崩落により、児童を含む労働者が負傷、切断、死亡に苦しんでいると主張している。[131]

コンゴ民主共和国の手掘りコバルト鉱山を中心に、コバルト採掘における児童労働や奴隷労働が繰り返し報告されているため、倫理的なサプライチェーンを求めるテクノロジー企業はこの原材料の不足に直面しており、[132]コバルト金属の価格は2017年10月に9年ぶりの高値である1ポンドあたり30ドルを超え、2015年後半の10ドルから上昇した。[133]供給過剰の後、価格は2019年に15ドルとより正常な水準に下落した。[134] [135]コンゴ民主共和国の手掘りコバルト採掘の問題を受けて、多くのコバルト供給業者とその顧客がフェア・コバルト・アライアンス（FCA）を結成し、児童労働の廃止とコンゴ民主共和国におけるコバルトの採掘と加工の労働条件の改善を目指している。 FCAの会員には、浙江華友コバルト、ソノモーターズ、責任あるコバルトイニシアチブ、フェアフォン、グレンコア、テスラ社などが含まれる。[136] [137]

カナダ

2017年には、いくつかの探査会社がオンタリオ州コバルト地域の古い銀とコバルトの鉱山を調査する計画を立てていました。そこにはかなりの鉱床があると考えられていました。[138]

カナダで採掘されるコバルトはニッケル採掘の副産物です。それでも、2023年には5,000トン以上のコバルトが生産されました（そのうち43%はニューファンドランド・ラブラドール州、残りはオンタリオ州、マニトバ州、ケベック州で採掘されています）。2023年のコバルトおよびコバルト製品の輸出額は合計5億6,800万ドルでした。[139]

キューバ

カナダのシェリット・インターナショナルは、キューバのモア鉱山のニッケル鉱床でコバルト鉱石を加工しており、同島にはマヤリ、カマグエイ、ピナール・デル・リオにも複数の鉱山がある。シェリット・インターナショナルは17～20年にわたる採掘権を取得しながら、キューバのニッケル・コバルト生産への継続的な投資を行ってきたため、2019年には共産主義国キューバのコバルト埋蔵量はカナダを上回り、世界第3位となった。[140]

インドネシア

インドネシアは2021年に少量からニッケル生産の副産物としてコバルトの生産を開始した。2022年までに同国は世界第2位のコバルト生産国となり、ベンチマーク・ミネラル・インテリジェンスは2030年までにインドネシアの生産量が世界生産量の20%を占めると予測している。[141]インドネシア政府による電気自動車向けの強固な国内サプライチェーン構築の戦略的取り組みにより、コバルト生産量は2015年から2024年の間に1,300トンから20,500トンに増加した。2020年の輸出禁止により、同国のニッケルおよびコバルト加工への外国投資が確実に流入している。 [11]

アプリケーション

2016年には116,000トン（128,000ショートトン）のコバルトが使用されました。[10]コバルトは高性能合金の製造に使用されています。[93] [94]また、一部の充電式バッテリーにも使用されています。

合金

コバルト基超合金は歴史的に、生産されるコバルトのほとんどを消費してきた。[93] [94]これらの合金は温度安定性があるため、ガスタービンや航空機ジェットエンジンのタービンブレードに適しているが、性能ではニッケル基単結晶合金の方が優れている。[142]コバルト基合金は耐腐食性と耐摩耗性もあり、チタンのように、時間が経っても摩耗しない整形外科用インプラントの製造に有用である。耐摩耗性コバルト合金の開発は、20 世紀の最初の 10 年間に、さまざまな量のタングステンと炭素を含むクロムを含むステライト合金から始まった。クロムと炭化タングステンを含む合金は非常に硬く、耐摩耗性がある。[143]ビタリウムのような特殊なコバルト - クロム -モリブデン合金は人工部品 (股関節および膝関節置換術)に使用されている。 [144]コバルト合金は、アレルギーを引き起こす可能性のあるニッケルの有用な代替品として歯科補綴物にも使用されています。 [145]一部の高速度鋼にも、耐熱性と耐摩耗性を高めるためにコバルトが含まれています。 アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄の特殊合金はアルニコとして知られ、サマリウムとコバルトの合金（サマリウムコバルト磁石）は永久磁石に使用されています。[146]また、宝飾品用に95％のプラチナと合金にすると、わずかに磁性を持つ精密鋳造に適した合金になります。[147]構造的および磁気的役割に加えて、コバルト合金は航空宇宙グレードの電気部品に不可欠です。 コネクタ、サーマルスイッチ、マイクロセンサーに使用され、衛星、戦闘機、極超音速システムに典型的な極端な温度、振動、放射線に耐える必要があります。[148]これらの合金は、変動するミッションクリティカルな負荷下でも導電性と機械的完全性を維持します。[149]

電池

1991年にソニーが初めて市販したコバルト酸リチウム（LiCoO 2 、別名「LCO」）は、 2010年代までリチウムイオン電池の正極材料として広く使用されていました。この材料は、リチウムがインターカレーションされたコバルト酸化物層で構成されています。これらのLCO電池は、依然として民生用電子機器市場を支配しています。しかしながら、電気自動車用バッテリーは、より低コバルト化技術に移行しています。[150]

2018年にバッテリーに使用されたコバルトの大部分はモバイル機器に使用されていましたが、[151]コバルトのより最近の用途は電気自動車の充電式バッテリーです。この業界では、2016年から2020年にかけてコバルトの需要が5倍に増加したため、世界のより安定した地域で新しい原材料を見つけることが急務となりました。[152]電気自動車の普及に伴い、需要は継続または増加すると予想されています。[153] 2016年から2017年にかけての探査には、数十年前に多くの銀鉱山が操業を停止したオンタリオ州コバルト周辺の地域が含まれていました。[152]電気自動車用のコバルトは、2018年上半期から81％増加して、2019年上半期には7,200トンとなり、バッテリー容量は46.3 GWhとなりました。[154] [155]

2020年8月現在、バッテリーメーカーはカソードのコバルト含有量を1/3（NMC 111）から1/5（NMC 442）、そして現在は1/10（NMC 811）まで段階的に削減しており、テスラ モデル3などの電気自動車のバッテリーパックにはコバルトフリーのリン酸鉄リチウムカソードも導入されている。[156] [157] 欧州連合も、リチウムイオン電池生産におけるコバルト要件を廃止する可能性について調査を行った。[158] [159] 2020年9月、テスラは独自のコバルトフリーバッテリーセルを製造する計画を概説した。[160]

ニッケルカドミウム[161]（NiCd）電池とニッケル水素[162]（NiMH）電池にも、電池内のニッケルの酸化を改善するためにコバルトが含まれています。[161] リン酸鉄リチウム電池は、2021年に三元コバルト電池の設置容量の52%を公式に上回りました。アナリストは、その市場シェアが2024年には60%を超えると予測しています。[163]

触媒

いくつかのコバルト化合物は酸化触媒として使用されます。酢酸コバルトはキシレンをテレフタル酸（バルクポリマーであるポリエチレンテレフタレートの前駆体）に変換するために使用されます。代表的な触媒はコバルトカルボン酸塩（コバルト石鹸として知られる）です。これらはまた、乾性油の酸化を介して「乾燥剤」として塗料、ワニス、インクにも使用されます。[164] [165]しかし、毒性への懸念から、その使用は段階的に廃止されています。[166]同じカルボン酸塩は、スチールベルトラジアルタイヤにおける鋼鉄とゴムの接着性を向上させるために使用されています。さらに、ポリエステル樹脂システムの促進剤としても使用されます。[167] [168] [169]

コバルト系触媒は、一酸化炭素が関与する反応に使用されます。コバルトは、一酸化炭素を水素化して液体燃料に変換するフィッシャー・トロプシュ法の触媒としても使用されます。 [170]アルケンのヒドロホルミル化では、コバルトオクタカルボニルが触媒としてよく使用されます。[171]石油の水素化脱硫には、コバルトとモリブデンから誘導された触媒が使用されます。このプロセスは、液体燃料の精製を妨げる硫黄不純物を石油から除去するのに役立ちます。[165]

顔料と着色料

青いガラス容器が置かれた棚
コバルトブルーガラス
首の付いた青いガラス瓶
コバルト色のガラス

19世紀以前、コバルトは主に顔料として使われていました。中世以降、青色ガラスであるスマルトの製造に使われてきました。スマルトは、焙焼した鉱物スマルタイト、石英、炭酸カリウムの混合物を溶融することで製造され、濃い青色のケイ酸塩ガラスが得られます。このガラスは製造後に細かく粉砕されます。[172]スマルトはガラスの着色や絵画の顔料として広く使用されていました。[173] 1780年、スヴェン・リンマンがコバルトグリーンを発見し、1802年にはルイ・ジャック・テナールがコバルトブルーを発見しました。[174]コバルトブルー（アルミン酸コバルト）、セルリアンブルー（スズ酸コバルト（II））、様々な色合いのコバルトグリーン（酸化コバルト（II）と酸化亜鉛の混合物）、コバルトバイオレット（リン酸コバルト）などのコバルト顔料は、優れた色彩安定性のため、絵画用顔料として使用されています。[175] [176]

放射性同位元素

コバルト60（Co-60または60 Co）は、コバルトに中性子を照射することで、高放射能かつ予測可能な量で生成できるため、ガンマ線源として有用である。1.17MeVおよび1.33MeVのエネルギーを持つ ガンマ線を生成する。[32] [177]

コバルトは、外部放射線治療、医療用品および医療廃棄物の滅菌、食品の殺菌（低温殺菌）のための放射線処理、[178] 、 工業用放射線検査（例：溶接部の健全性検査）、密度測定（例：コンクリートの密度測定）、タンク充填高さスイッチなどに使用されている。この金属は微細な粉塵を発生させるという厄介な性質があり、放射線防護上の問題を引き起こす。放射線治療装置から発生するコバルトは、適切に廃棄されない場合、深刻な危険を及ぼす。北米で最悪の放射線汚染事故の一つは、1984年にメキシコのフアレスの廃品置き場で、コバルト60を含む廃棄された放射線治療装置が誤って解体されたときに発生した。[179] [180]

コバルト60の放射性半減期は5.27年である。放射線治療においては、放射能の減衰により定期的な線源交換が必要となるため、現代の放射線治療においてコバルト装置が直線加速器に大きく置き換えられた理由の一つとなっている。 [181] コバルト57（Co-57または57Co ）は、ビタミンB12の摂取量測定やシリング試験などの医療検査で最もよく用いられるコバルト放射性同位元素である。コバルト57はメスバウアー分光法の線源として用いられ、蛍光X線装置における複数の線源の一つでもある。[182] [183]

核兵器の設計には意図的に59Coが組み込まれており、その一部は核爆発で活性化され60Coを生成する。核降下物として拡散した60Coはコバルト爆弾と呼ばれることもある。[184] [185]

磁性材料

コバルトの強磁性のため、様々な磁性材料の製造に使用されています。[186]アルニコ磁石のような永久磁石の製造に使用され、電気モーター、センサー、MRI装置に使用される強力な磁気特性で知られています。[187] [188]また、ハードディスクやテープなどの磁気記録媒体に広く使用されているコバルト鋼のような磁性合金の製造にも使用されています。[189]

コバルトは高温でも磁気特性を維持できるため、磁気記録用途では貴重な材料となり、信頼性の高いデータストレージデバイスを実現します。[190]コバルトは、センサーやアクチュエータなどの電子機器の部品に不可欠なサマリウムコバルト磁石などの特殊な磁石にも貢献しています。[191]

その他の用途

生物学的役割

コバルトはあらゆる動物の代謝に必須です。コバルトはビタミンB 12としても知られるコバラミンの主要成分であり、超微量元素としてのコバルトの主要な生物学的貯蔵庫です。[194] [195]反芻動物の胃の中の細菌は、コバルト塩を細菌または古細菌によってのみ生成される化合物であるビタミンB 12に変換します。したがって、土壌中のコバルトが最小限であれば、放牧動物の健康は著しく改善されます。放牧動物はビタミンB 12の他の供給源がないため、1日あたり0.20 mg/kgの摂取が推奨されています。[196]

コバラミンをベースとしたタンパク質は、コバルトを保持するためにコリンを使用する。コエンザイムB 12は、反応に関与する反応性の高いC-Co結合を特徴とする。[197]ヒトにおいて、B 12 はメチル基とアデノシル基の2種類のアルキル リガンドを有する。MeB 12はメチル基（−CH 3）転移を促進する。アデノシル型のB 12は、隣接する2つの原子間で水素原子が直接転移する転位を触媒し、同時に2番目の置換基X（置換基を有する炭素原子、アルコールの酸素原子、またはアミン）が交換される。メチルマロニルコエンザイムAムターゼ（MUT）は、 MMl-CoAをSu-CoAに変換する。これは、タンパク質と脂肪からのエネルギー抽出における重要なステップである。[198]

他の金属タンパク質（例えば亜鉛や鉄の金属タンパク質）に比べるとはるかに一般的ではありませんが、ビタミンB 12以外にもコバルトタンパク質が知られています。これらのタンパク質には、メチオニンアミノペプチダーゼ2が含まれます。これはヒトなどの哺乳類に存在し、ビタミンB 12のコリン環を利用せず、コバルトに直接結合する酵素です。コリン環を利用しない別のコバルト酵素には、細菌に存在し、ニトリルを代謝する酵素であるニトリルヒドラターゼがあります。[199]

コバルト欠乏症

ヒトでは、コバルト含有ビタミンB 12を摂取することで、コバルトの必要量をすべて満たすことができます。牛や羊は、ルーメン内の常在細菌によるビタミンB 12の合成によって必要量を満たしており、無機コバルトが重要な役割を果たしています。20世紀初頭、ニュージーランド北島の火山台地で農業が発展していた頃、牛は「ブッシュ・シックネス」と呼ばれる病気にかかりました。火山性土壌には、牛の食物連鎖に不可欠なコバルト塩が不足していることが判明したのです。[200] [201] 1930年代、南オーストラリア州南東部のナインティ・マイル砂漠で羊に発生した「コースト・ディジーズ」は、微量元素であるコバルトと銅の栄養欠乏に起因することが判明しました。コバルト欠乏症は、「コバルト弾」の開発によって克服されました。これは粘土と混合した酸化コバルトの濃厚なペレットで、動物のルーメン内に留まるように経口投与されます。[説明が必要] [202] [201] [203]

健康問題

コバルト
危険
GHSラベル： [204]
GHS07: 感嘆符 GHS08: 健康被害
危険
H302、H317、H319、H334、H341、H350、H360F、H412
P273、P280、P301+P312、P302+P352、P305+P351+P338、P308+P313
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
2
0
0

可溶性コバルト塩のLD50値は150～500 mg/kgと推定されている。[205]米国では、労働安全衛生局（OSHA）が職場における許容曝露限界（PEL）を時間加重平均（TWA）0.1 mg/m 3と定めている。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、推奨曝露限界（REL）を時間加重平均0.05 mg/m 3と定めている。IDLH （生命と健康に直ちに危険となる値）は20 mg/m 3である。[206]

しかし、慢性的なコバルト摂取は、致死量よりもはるかに低い量であっても深刻な健康問題を引き起こしています。1966年、カナダでビールの泡を安定させるためにコバルト化合物が添加された結果、特異な毒素誘発性心筋症が発生し、ビール飲用者心筋症として知られるようになりました。[207] [208]

さらに、国際がん研究機関（IARC）のモノグラフによれば、コバルト金属はがんを引き起こす疑い（発がん性の可能性がある、IARCグループ2B ）がある。[209]

吸入すると呼吸器系の問題を引き起こします。[210]また、触れると皮膚の問題を引き起こします。ニッケルとクロムに次いで、コバルトは接触性皮膚炎の主な原因です。[211]

注記

  1. ^ コバルトの熱膨張は異方性があり、各結晶軸の係数は（20℃で）α a  = 10.9 × 10 −6 /K、α c  = 17.9 × 10 −6 /K、α平均= α V /3 = 12.9 × 10 −6 /K。
  2. ^ グリムの辞書では、より具体的には「幽霊のような山の人影」（ gespenstisches Bergmännchen）と呼んでおり、他の箇所（「コボルド」II）では、コボルドはベルクメン（鉱夫の専門用語）でもベルクガイストを指すと記されている。
  3. ^ グリムは、前述のように、 kobold をギリシャ語のkobalosに由来するものとしています。OED は、 kobold、 kobelt (鉱石)、 kobel (鉱山の精霊) が同じ単語であることに同意しています。

参考文献

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  42. ^ 別著『de animantibus』のこの一節は、 Agricola & Hoovers trr. (1912)、p. 217、n26 の脚注で次のように翻訳されています。「ドイツ人もギリシャ人もcobalosと呼ぶ」。
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  45. ^ ヨハン・ベックマン（英訳1797年）は、コベル（アグリコラのコバルス）から形成される「コバルト」鉱石の語源について明確にコメントしており、化学者ピーター・ウォザーズもこの件に関して引用している。 [37]
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  49. ^ 実際には「ノームとゴブリン」の間で。[35] [37]
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  52. ^ アグリコラの注釈によると、コーベルは「ベルクメンリン」（現代標準綴りではBergmännlein、Bergmännchen）とも呼ばれていた。[ 41 ]グリム辞書も、鉱石はベルクメンヒェンの精霊によって生成されたとしているが、鉱夫たちはこれを「コボルド」と呼び、「コーベル」と区別していないとしている。一方、ルクートゥーの辞書では「ベルクメンヒェン」を「鉱山の精霊」と定義し、「コーベル」は同義語として認めているものの、「コボルド」は認めていない。[50]近年では、ベルクメンヒェンを「ノーム」と呼ぶことを躊躇しない文献も見られる。[51]
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  • 「コバルト」 。ブリタニカ百科事典。 Vol. VI (第 9 版)。 1878 年。81 ～ 83ページ 。
  • ビデオ周期表のコバルト（ノッティンガム大学）
  • 疾病予防管理センター – コバルト
  • usgs.gov（鉱物商品概要2025）：コバルト

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