NIKKEL KOBBER OG KOBOLT - NTNU

NIKKEL KOBBER OG KOBOLT
FRA NEDSLAG A V ASTEROIDE I CANADA
Edvald Reidar St¢levik Institutt for Kjemi-NTNU
Dannelse av nedslagskrater

NIKKEL KOBBER OG KOBOL T
FRA NEDSLAG A V ASTEROIDE I CANADA
Edvald Reidar St¢levik Institutt for Kjemi-NTNU
Mellom planetene Mars og Jupiter eksisterer asteroidebeltet,som bestar
av tusenvis av himmellegemer med varierende st0rrelse.De er av to hovedtyper:
stein-asteroider og jern-nikkel asteroider
Noen asteroider inneholder ogsa vann og karbon.
(Bilder av asteroidebeltet og asteroider er vedlagt.)
Asteroidene gar i baner rundt sola,men pa grunn av kollisjoner kommer noen ut
av sine baner.Disse kan kollidere med Jorda.Slike kollisjoner var vanlige da valt
solsystem ble dannet.Mange kolliderte med Jorda, og sammen med kometer tilf0rte
disse oss vannet vi na har.Nar en asteroide kommer inn i var atmosfrere
kalles den meteor(stjerneskudd).Dersom ikke hele meteoren fordamper pa veien
ned blir det igjen en rest som kalles en meteorittJorda mottar tlere tonn
meteoritter hvert ar.De tleste er sma og ufarlige,men noen har masser pa mange
tonn.Nar store asteroider treffer Jorda kan det lede til masseutryddelse av mange
dyrearter.Det har skjedd flere ganger i 10pet av Jordas historie(4.5 milliarder ar).
(Bilder av asteroide kollisjon og metoritter er vedlagt)
For ca.l.85 milliarder ar siden traff en stor asteroide omradet Sudbury i
Canada.Ved kollisjonen ble det dannet et nedslagskrater ca.62 km langt og ca.30
km bredt samt ca.15 km dypt.Sudburykrateret er det nest st0rste pa Jorda og et
av de eldste som er observert.De fleste kratere er "utvisket" pa grunn av erosjon.
Energi-utladningen ved en slik kollisjon er enorm og leder til at asteroiden samt
gnmnen under smelter.Dermed oppstar en kraterstruktur med en sentral topp i
sentrum av krateret.(Dette er vist pa vedlagte bilder.)Den meteoritten som traff
Sudbury inneholdt store mengder jern,nikkel,kobber,kobolt,platina samt andre
tunge metaller,men mest av jern og nikkel.Metallene dannet sulfider med svovel,
som var tilstede i nedslagsomradet.Etter at smelten ble nedkj0lt dan net det seg
sulfidmineraler.Det vanligste mineralet av denne typen er pentlanditt som inneholder
nikkel(Ni) og jem(Fe) samt svovel(S): ......... (Ni,Fe)9S8 .................
Vi ser at nikkel og jern forekommer i forholdet I: 1
Man finner ogsa kobberkis(chalkopyritt) som inneholder kobber og jern i
forholdet 1: 1 ..................................................CuFeS2
( Bilder av pentlanditt og kobberkis er vedlagt)
Malmen fra Sudbury sendes til Nikkelverket i Kristiansand.(Tidligere het det
Falconbridge Nikkelverk,- na heter det Xstrata Nikkeiverk.)Jeg velger a referere
til Nikkelverket i Kristiansand.

Her ser du asteroidebeltet(hvite prikker) mellom Mars og J upiter
Her er bilde av sma og store steiner i a, teroidebeltet

Store meteorer(meteoriter) har fait ned pa lorda
de st0rste veier mange tonn
noen er av jern,-noen av stein,-og noen en blanding av disse
- de fleste meteorene som faller ned brenner 0PP i atmosfreren

NIKKEL
Nikkel(Ni) atomnummer 28
smeltepunkt = 1453 °C kokepunkt = 2732 °C tetthet = 8.90 g/em 3

pentlanditt
Forfatler Red ksjonen
Retlighe/ (ilsens). fri
51st endre/:
pentland itt, bronsegult, metallisk mineral, et jernnikkelsulfid, (FeNi)gSS' med kubisk
symmetri. Opptrer sammenvokst med pyrrhotitt i forekomster knyttet til gabbromassiver, og
er den viktigste nikkelerts (Sudbury, Ontario, Canada; Petsjenga, Russland; tidligere drift pa
en rekke forekomster i Norge, se under nikkelmalm). Mineralet ble f0rst pavist og beskrevet fra
navnet jernnikkelkis av K. J. A. T. Scheerer i 1843.
Navn
Etter den irske naturforskeren J. B. Pentland (1797-1873).
Ved sitat oppgi: Store norske leksikon, snl.no, Rune S. Selbekk, 2011-07-01, http://snl.no/pentlanditt

KOBBER
Kobber(Cu) atomnummer 29__
smeltepunkt =1084 °C kokepunkt =2567 °C tetthet =8.96 g/em 3

Fremstilling
KORBER
Malmen brytes dels i apne dagbrudd og dels ved gruvedrift. Ramalmen knuses til pulver og
mineraJet blir skilt ut ved flotasjon . Konsentratet kan direkte smeltes i ovner ved tilsetning av
kalkstein og kvarts eller jernoksid. Smelten deler seg i en sulficlsmelte og en silikatsmelte.
Den siste tappes av som slagg. Sulfidsmelten bestir hovedsakelig av CU2S og FeS. Denne
smelten inneholder ogsa gull, solv, platina-metaller, selen, teliur, arsen og noe nikkel samt
jern. Etter gjennomblasing med luft (oksygen) og flere behandjjnger for afjeme jern far en
blanding av CU20 og CuS. Sulfidet reduserer sa oksidet:
2Cu20 + CU2S ---7 6Cu + S02
og en far kobber samt svoveldioksid gassen. Den siste resten av CU20 fjernes ved reduksjon
med hydrogen (eller CO):
CU20 + H2 ---7 2Cu + H 2 0
Dette rakobberet gjennomgar sa elektrolyse hvor rakobber brukes som anode. Kobber gar da i
losning fra anoden og avsettes pa katoden som rent kobber (99.99%). Verdensproduksjoncn
av kobber var ea 5.5 rniliioner tonn i 1968. FaJeonbridge Nikkelverk i Kristiansand har en
produksjonskapasitet pa 20-30 tonn arlig.
Kobber i Norge
Roros kobberverk er det bergverk i Norge som har gitt st0rst utbytte for de moderne gruvcne
kom i drift. Oct har eksistert fra 1644. Malmen som inneholder kobberkis sammen med
svovekis og magnctkis finnes i leier med ski fer. TaWlt har gruvene pradusert ca. 100000 tann
kobber og ca. 500 000 tonn svovelkis til eksport. Som vi forst:lr fikk de dansk-norske kongene
s¢lv fra Kongsberg og kobber fra ROros.

chalkopyritt
Forfa!!er: edaksJonen
Re!!ighet (ilsens). fri
Sist endrel­
KOBBERKIS
chalkopyritt, kobberkis, et tetragonalt mineral som bestar av kobber, jern og svovel CuFeS 2 ,
med 34,6 % kobber. Mineralet er messinggult, ofte anl0pt, Spr0tt og med lavere hardhet enn
pyritt. (Lar seg risse med kniv.)
Chalkopyritt er det mest utbredte kobbermineral og en av de viktigste kobbermalmer. Oet
opptrer i en rekke forskjellige typer av forekomster, ofte sammen med pyritt, f.eks. pa de
norske kisforekomster som Folldal, L0kken, R0ros, Grong, Sulitjelma. Se kobbermalm.
Chalkopyritt
Kjemisk formel CuFeS 2
Hardhet 3,5-4
Densitet 4 ,1-4,3 g/cm 3
KrystaJiiserer letragonalt
Ved sitat oppgi: Store norske leksikon, snLno, Rune S. Selbekk, 2011-07-01, http://snl.no/chalkopyritt

KOBOLT
Kobolt(eo) atomnummer 27
smeltepunkt =1495 (Ie kokepunkt =2870 °e teUhet =8.96 g/cm 3
I Norge produseres kobolt elektrolytisk ved Falconbridge Nikkelverk (Kristiansand).
Utgangsstoffet er nikkelkobbermatte fra Canada. Matten inneholder 52% Ni, 24% Cu og ca.
I % Co samt noe jern (ca. 1%) og edle metaller. Svovelinnholdet er ca. 21 %. Etter knusing blir
matten r¢stet. Svovel forsvinner da som S02 (svoveldioksid) og metallene blir tilbake som
oksider. R¢stemassen blir lutet ut med svovelsyre hvor kobberoksidet gar i l¢sning og
utvinnes ved elektrolyse. Den utl¢ste resten, som ogsa inneholder noe kobberoksid, blir
smeltet reduserende i elektrisk ovn og st¢pt til plater. Disse blir brukt som anoder i en
elektrolytt av nikkelklorid og nikkeIsulfat. Anoden gar i l¢sning, og resten av kobberet felles
med metallisk nikkel og kobolt ved innledning av klor. Den rensede l¢sningen gar sa tilbake
til elektrolyseceUene for utfelling av nikkel. Koboltbunnfallet l¢ses i syre og l¢sningen befris
for jern, kobber, nikkel og andre forurensninger. Deretter felles kobolt og overf¢res til oksid
som l¢ses i syre. L¢sningen elektrolyseres og en far da rent kobolt (99.8%).
Produksjonskapasiteten er 1000 tonn arlig. Verdensproduksjonen er over ca. l7000 tonn arlig.

Store norske leksikon - koboltlcgeringer Page l of l
koboltlegeringer
Forfallu' HaaKon Haraldsen
Sisl endrel:
koboltlegeringer, fellesbetegnelse for legeringer og til dels ogsa intermetalliske faser der kobo It er en
hovedbestanddel. Kobolt er et viktig legeringsmetall for fremstilling av spesiel! harde,
temperaturbestandige legeringer og av verdiftJlle magnetiske legeringer. Utviklingen av
Ultale: k'oboltleg'eringer
koboltlegeringer begynte 1907. da amerikaneren E. Haynes oppdaget at kobolt-kromlegeringer er meget harde og beholder sin hardhet selv
ved r"dgI0d.
Stellitt-Iegeringer
Haynes' oppdagelse la grunnlaget for utviklingen av stellitt-Iegeringer, som foruten kobolt (20-65 %, dvs.vektprosent) og krom (20-30 %)
inneholder en rekke andre metaller som wolfram (5-20 %) , molybden, nikkel m.fl. Legeringene har et relativt h0yt karboninnhold (1 ,5-3 %),
men inneholder (mindre enn 2 %) jem.
Stellilt-Iegeringene utmerker seg ved h0Y varmefasthet, stor motstandsdyktighet mot slitasje, oksidasjon og korrosjon. De har srerlig fait
anvendelse i verkt0y som skal brukes til skjrering, boring, fresing 0.1. med sa store hastigheter at varmeutviklingen fmer til sterk
temperaturstigning, og er bedre egnet for slike formal enn wolframstal.
En lignende legering er vila/lium (ca. 67 % kobol!, 28-30 % krom, 3-5 % molybden el. wolfram), som brukes for dentale og kirurgiske formal
da den ikke angripes av legemsvreskene. Stelliltenes betydning som verkt0ymetall er galt tilbake til fordel for sintrede hardmetaller. de
sakalte widialegeringer.
Widialegeringer
Den f0rste av disse kom pa markedet i 1923 og inneholdt 94 % wolframkarbid og 6 % kobolt som bindemiddel. De navrerende
widialegeringer bestar av karbider, nitrider, borider og silisider av h0ytsmeitende metaller som wolfram. tantal, molybden, titan og vanadium
med koboltpulver som bindemiddel.
StAI
Ogsa som legeringsmetan for stal spiller kobolt en viktig rolle. I mengder pa 3-20 % blir kobol! salt til wolframstal for a "ke dets skjrereevne
ved h0ye temperaturer. Srerlig stor motstandsdyktighet mot h0ye temperaturer har kromnikkelstal tilsalt 20-35 % kobol!. Slike legeringer
brukes i gassturbiner, jetmotorer, i romfartsteknikken m.m.
Magnetiske legeringer
Etter den annen verdenskrig har kobol! faU s!adig st0rre betydning for fremstilling av legeringer med srerlig verdifulle magnetiske
egenskaper.
srAL
Som tilsetning til stal blir kobo It brukt bade for a lage sakait magnetisk myke legeringer med st0rst mulig permeabilitet, og legeringer med
permanente magnetiske egenskaper. De f0rste inneholder opptil ca. 50 % kobolt og 50 % jem eller ogsa ca. 25 % koboit. 45 % nikkel, 20­
30 % jem, samt mindre mengder av andre metaller som krom, molybden, vanadium o.a. Den store permeabiliteten gj0r at legeringene blir
sterkt magnetiske selv i meget svake magnetfeiter. Ved utsjaltning av magnetfeitet blir de igjen fullstendig umagnetiske. Slike magneter er
praktisk viktige, f.eks. i polskoene for elektromagneter, i tynne skiver for telefonmembraner og for andre telekommunikasjonsformal.
ALNICO-LEGERINGER
Slant de koboitholdige permanentmagnetene inntar alnico-Iegeringene en fremtredende plass. De ble utviklet i 1935 og inneholder 6-12 %
aluminium, 14-30 % nikkel og 5-35 % kobol!, ev!. ogsa kobber og titan. Resten er jem. Legeringer med 30-62 % koboit, 6-16 % vanadium
og resten jern blir brukt til a lage meget sma magneter som bare veier br"kdeler av et gram. f.eks. i form av megettynne trader, i
regnemaskiner, plates pill ere 0.1.
LANTANOIO-METALL-KOBOL TLEGERINGER
I de sen ere ar er en rekke lantanoid-metall-koboltlegeringer blil! utvikle!. For visse formal som permanentmagneter har de bedre egenskaper
enn de konvensjonelle alnico-Iegeringene.
Ved sitat oppgi: Store norske leksikon, snl.no, Havard Karoliussen, 2011-07-01 , hltp:lIsnl.no/koboltiegeringer
Artikkelansvarlig
Havard Ka roliussen er ansvarlig for denne artikkelen og fagansvarlig for alie artikler i fagkategorien Elektrokjemi og metallurgi (Kjemi )