Kobalt Nedir, Özellikleri Nelerdir, Nerelerde Kullanılır?

Kobalt, son yıllarda kullanımı ve değeri artan önemli bir metalik elementtir. Bataryaların hammaddesi olan kobalt, boyalara da mavi renk verir.

Kobalt, kimyasal bir element olarak birçok alanda kullanılır. Mavimsi ve parlak gri renkleri ile süs eşyalarından diş protezlerine, bataryalardan cep telefonlarına kadar hayatı kolaylaştıran ve renk katan özelliği vardır. Sert alanlarda ve aşındırıcı aletlerin üretiminde de kobaltın katkısı büyük.

Almanca “kötü ruh, cin veya gulyabani” ifadelerinin karşılığı olan “kobolt” kelimesinden türetilen kobalt, İsveçli kimyager ve mineralog George Brandt tarafından 1735 yılında keşfedilmiştir. 16. yüzyılda kobaltın bakır minerali olduğu sanılıyordu. Ancak daha sonra arsenik ve kobalt içeren mineraller için kobalt adı kullanılmıştır. Geroge Brandt, bu mineraldeki mavi rengin kobalttan kaynaklandığını tespit etmiştir. Bazı arkeolojik kazılarda bulunan çeşitli materyal ve objelerin yapısında kobalta rastlanmıştır. MÖ 3000 yıllarında Pers İmparatorluğu’nda kullanılan kolye boncukları, Mısır heykel ve heykelcikleri, Ming Hanedanı döneminde kullanılan mavi porselen tabak ve vazolarda, Çin’deki Tang Hanedanı dönemine ait camlarda kobalta rastlanmıştır.

Kobaltın Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Kobaltın kimyasal sembolü ‘Co’ şeklindedir. Element tablosunun VIII-B grubunun 4. periyodunda yer alan metal grubundadır. Aynı grupta bulunan demir ve nikel ile benzer özellikler gösterir. Atom ağırlığı 58,933200, atom numarası 27’dir. Dövülgen bir katılığa sahiptir, metaliktir. Erime noktası 1493 derece, kaynama noktası 3100 derecedir. 300 derecede oksitlenir; oksitlenme kabiliyeti demirden azdır.

Doğada saf kobalt çok nadir bulunur. Bu sebeple bulunması ve işlenerek kobalt elde edilmesi zor işlemler gerektirir. Çeşitli bileşiklerle birlikte çıkarılmakta ve bazı işlemlerin ardından kobalt elde edilmektedir. Örneğin kükürtlü filizler ve arseniğin kavrulma işlemlerinin ardından kobalt elde edilir. Arsenik, demir, nikel, bakır, mangan ve çinko cevherlerinden yan ürün olarak elde edilebilir.

Alniko, stellit, hiperko ve vikalloy gibi alaşımlarda da kobalt yer alır. Kobalt, erimiş alkalilerden ve alkali çözeltilerden etkilenmez. Hidrojen ve azot ile tepkime vermez. Bu nedenle kobalt hidrür ve kobalt nitrür bilinemez. Kobaltit; kobalt, arsenik ve kükürtten oluşan bir sülfür mineralidir. Bu mineraldeki mavimsi bölümler kobalttır. Kobaltit, kobalt ve nikel mineralleri ile birlikte cevherli yataklarda bulunur. 

Kobalt Nerelerde Kullanılır?

Kobaltın rengi ve kimyasal yapısı sebebiyle kullanım alanları da farklılık gösterir. Çeşitli alaşımlarla elde edilen maddeler, birçok ürünün hammaddesi veya katkısı olarak kullanılır. Özellikle batarya, mıknatıs ve elektromıknatıslar, elektrik rezidansları, kesici ve delici aletler, korozyona, aşınmaya ve yüksek ısıya dayanıklı malzemeler ve kaplama materyalleri gibi ürünlerde kobaltın payı vardır. Jet türbinleri, süper alaşımlar, yüksek kapasiteli pil ve bataryalar, renk pigmentleri, petrol ürünleri gibi sektörlerde de kullanımı yaygındır.

Ferromanyetik özelliği demir ve nikelden fazla olduğu için mıknatıs yapımında kobalt kullanılır. Dünya kobalt üretiminin dörtte biri mıknatıs üretiminde kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda magnetik özellikler gerektiren malzemelerin yapımında da kobalttan faydalanılır. Kobalt içeren stellit alaşımları tıp aletlerinin; alniko alaşımı devamlı mıknatısların hammaddesidir. Demir ve nikel ile birlikte kobalttan elde edilen alniko alaşımı oldukça yüksek manyetiklenme özelliğine sahiptir.

Kobalt alaşımları diş protezinin de önemli bir bileşiğidir. Parlak ve dayanıklı bir tabaka oluşturduğundan kaplama malzemelerinde kullanılan kobaltın demir ve krom gibi alaşımlarla özel çeliklerin yapımında önemli bir yeri vardır. Bu çeliklerle, torna ve kesme kalemleri üretilir. Toz kobalt, karbondioksit ve karbonmonoksitin hidrojelenerek hidrokarbonlara dönüştürülmesinde katalizör görevi görür.

Radyoaktif özelliği de olan kobalt, kanser tedavisinde de kullanılmaktadır. Tıpta beyin tümörlerini tedavi etmek için kullanılan Gamma Knife cihazında gamma ışınları üretilmesi için ‘Kobalt 60’ denilen madde kullanılır. Kobalt 60, kobaltın radyoizotopudur ve bu izotop, ışın tedavisi veya radyoterapi tedavilerinin yapıtaşıdır. Yaydığı gamma ışınları, metallerin yapısı ve çatlaklarının belirlenmesinde ve sterilizasyon işlemlerinde başaktördür.

Kobalttan elde edilen bazı bileşikler de; ateşe dayanıklı boyalarda, seramik ve porselen üretiminde, porselen ve camların renklendirilmesi veya boyanmasında, gübre üretiminde kullanılmaktadır. Kobalt içeren malzemelerin aşınma ve sürtünmeye karşı dayanıklılıkları da artmaktadır.

Sera gazı emisyonlarının indirgenmesi, yakıt artıklarının giderilmesi, doğalgazın sıvı hidrokarbonlara dönüştürülmesi, sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları oluşturmak için de kobalttan yararlanılmaktadır ve gelecekte bu sektörlerde önemli bir yeri olacaktır. Elektrikli otomobillerin bataryaları gibi uzun ömürlü ve şarj edilebilir pil ve bataryaların önemli bir katkı maddesidir.

Kobaltın kullanıldığı bazı ürünleri de şöyle sıralayabiliriz: Elmas takımları, çini, cam, çömlek, manyetik malzemeler, emayeler, yağ ve kükürt gidericiler, mürekkep kurutucular, yapıştırıcılar, elektronik malzemeler, video ve fotoğraf kayıt sistemleri, bilgisayar sarf malzemeleri, hayvan besinleri, biyolojik arıtma sistemleri, sterilizasyon işlemleri, radyoaktif izleme işlemleri, kemik cerrahisindeki alaşımlı malzemeler, vida ve cıvatalar, egzoz kanalları, cerrahide kullanılan malzemeler (bıçak, neşter, pens gibi), cep telefonları, elektrikli araçlar, süs eşyaları, mavi renkli takılar…

Kobalt Mavisi

Kimya literatüründe ‘kobalt mavisi’ diye bir ifade vardır. Bu ifade, kobaltın verdiği mavi renk sebebiyle kullanılır. ‘Tenard mavisi’ olarak da bilinir. Kobalt alümant olarak bilinen kobalt mavisi, boyalarda mavi renk elde edilmesinde kullanılır. Boya ürünlerindeki mavi pigmenti kobalt sağlar. Kalıcı ve parlak mavi rengin üretilmesinde kobalt tuzları kullanılmaktadır. Asit ve alkalilere karşı dayanıklı olan kobalt mavisi, yağ ve su ile çeşitli karışımlar elde edilerek kozmetikte de kullanılır. Kobalt mavisi, cam, porselen ve çini gibi ürünlerde mavi rengi elde edebilmek için kullanılan ender özellikleri içerir. Giyim sektöründe de ‘kobalt mavisi’ ifadesi kullanılır.

Kobaltın Sağlığa Faydaları Nelerdir?

İnsan sağlığı için önemli bir yere sahip olan B12 vitamini, kobalt içerir. B12’nin oluşumunda kobaltın büyük bir önemi var. B12, kırmızı kan hücresi alyuvarların üretimini ve merkezi sinir sisteminin korunmasını sağlar. Bu sebeple B12 vitamini eksikliği sebebiyle kansızlık, bacak ve kollarda uyuşma ve karıncalanma, güçsüzlük gibi belirtiler ortaya çıkar. Kobalt eksikliği, alyuvarların yeniden oluşumunu engeller. Vücuttaki kobalt, damarları genişleterek damar tıkanıklığı ve yüksek tansiyon gibi sorunların önüne geçer. Sinir sistemini rahatlatır, migreni giderir, anemi (kansızlık) sorunlarını çözmede yardımcı olur, karaciğer ve pankreasın çalışmasını düzenler.

Faydaları yanında gerekli miktarın dışında kobalt alımı zehirlenmelere yol açabilir. Kobalt zehirlenmeleri körlük, sağırlık, kalp yetmezliği, lenf bezleri genişlemesi gibi rahatsızlıklara yol açar. Kobalt zehirlenmeleri, vücudun çeşitli bölgelerine takılan parçalardaki kobaltın vücutta birikmesi sonucu meydana gelir. Nadir karşılaşılan bir durum olsa da kemik cerrahisi ve protez işlemlerinde kullanılan parçaların kalitesi ve kobalt içeriği çok önemlidir.

Kobalt Üretimi

Kobalt, nadir olarak bulunan cevherlerde yer alır. Dünya üretiminin yüzde 55’i nikel cevherlerinden karşılanır. Derin deniz kabukları ve nodüllerinde de önemli miktarda kobalt bulunur. Orta Pasifik’te ciddi kobalt kaynaklarının olduğu tahmin edilmektedir. Mevcut kobalt rezervlerinin yaklaşık 100 yıl kobalt ihtiyacını karşılayabileceği öngörülmektedir. Dünyadaki yıllık kobalt üretimi ise 100 bin ton civarındadır.

Dünya kobalt üretiminin yüzde 60’ı Demokratik Kongo Cumhuriyeti’ndeki kaynaklardan sağlanmaktadır. Avustralya, Belçika, Brezilya, Çin, Kanada, Küba, Fransa, Finlandiya, Hindistan, Japonya, Madagaskar, Fas, Norveç, Rusya, Güney Afrika, Uganda ve Zambiya kobalt üretiminin en fazla yapıldığı ülkelerdir.

Türkiye’de ise 13 kobalt işletmesi bulunuyor. Bu işletmelerin bulunduğu ilçeler şunlardır: Adana Tufanbeyli, Balıkesir Dursunbey, Elazığ Keban, Gümüşhane Şiran, Kastamonu Küre, Manisa Merkez ve Turgutlu, Sivas Suşehri, Uşak Banaz…

Son yıllarda özellikle cep telefonları ve elektrikli otomobil sektörlerindeki gelişmelere paralel olarak değeri yüzde 70’lere varan oranlarda artan kobaltın tonu 50-60 bin dolar civarındadır. Günümüzde dünya kobalt üretiminin yarısı batarya üretiminde kullanılmaktadır. Bu oranın önümüzdeki 5 yıl içinde yüzde 60’lara kadar çıkacağı tahmin edilmektedir.