Qu’est-ce que le cobalt ?
Le cobalt est un élément métallique de la famille des métaux de transition, avec le symbole chimique Co et un numéro atomique de 27. Il possède une densité de 8,90 g/cm³, un point de fusion de 1495 °C et un point d’ébullition de 2927 °C. Sa structure cristalline est de type hexagonal compact (HCP). Le cobalt se trouve dans la nature sous forme de divers minéraux, notamment la cobaltite (CoAsS) et la smaltite (CoAs2). Il est également produit industriellement par des méthodes telles que la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie. On l’utilise dans de nombreux domaines, notamment dans la fabrication d’aciers inoxydables, de batteries lithium-ion, de colorants et de catalyseurs.
Quel est le volume de la production de cobalt ? D’où vient-il ?
La production de cobalt a considérablement augmenté ces dernières années, passant de 31 000 tonnes en 2010 à plus de 120 000 tonnes en 2018. En 2021, la production mondiale a atteint environ 140 000 tonnes. La majorité du cobalt est produite en Afrique, notamment en République démocratique du Congo (environ 70% de la production mondiale), ainsi qu’au Canada, en Australie et au Chili. Les gisements de cobalt en RDC présentent des teneurs en cobalt variant de 2 à 5% dans les minerais extraits.
A quoi sert le cobalt ?
Le cobalt est utilisé dans de nombreux domaines, notamment dans la fabrication d’aciers inoxydables, de batteries lithium-ion (où il représente environ 20-30% de la composition des cathodes), de colorants pour le verre et la céramique, ainsi que dans les catalyseurs pour le raffinage du pétrole. Sa capacité à améliorer la résistance à la chaleur et à la corrosion en fait un élément clé dans les alliages destinés à des applications à haute température.
Dans quels produits trouve-t-on du cobalt ?
On trouve du cobalt dans de nombreux produits, notamment dans les batteries lithium-ion utilisées dans les ordinateurs portables, les téléphones portables et les voitures électriques. Il est également présent dans des alliages spéciaux pour les turbines à gaz, les outils de coupe, ainsi que dans les colorants pour les céramiques et les verres. Environ 40% du cobalt est utilisé dans les batteries, tandis que 30% est utilisé dans les alliages et 20% dans les catalyseurs.
Quelles sont les particularités du cobalt ?
Le cobalt a pour principal intérêt d’être un catalyseur métallique, capable d’accélérer une réaction chimique sans être consommé par cette réaction. Il est également ferromagnétique, ce qui signifie qu’il est aimanté par un champ magnétique. Sa conductivité électrique est d’environ 17,5 × 10-6 S/m, et sa conductivité thermique est de 100 W/(m·K). De plus, le cobalt présente une résistance à la corrosion dans des environnements non acides, ce qui le rend précieux pour des applications industrielles.
Comment raffine-t-on le minerai de cobalt ?
Le minerai de cobalt est généralement raffiné par une technique appelée pyrométallurgie, qui consiste à chauffer le minerai à des températures élevées (environ 1200-1500 °C) afin de séparer les différents éléments qui le composent. Cette méthode est souvent suivie d’une hydrométallurgie, où le cobalt est extrait par lixiviation avec des acides. Les réactions chimiques impliquées incluent la réduction du cobalt à partir de ses oxydes, par exemple :
CoO + C → Co + CO2.
Les rendements typiques de ces processus peuvent atteindre 90%, avec une consommation énergétique d’environ 2-3 MWh par tonne de cobalt raffiné.
Quelle est l’histoire du cobalt ?
Le cobalt a été découvert en 1735 par Georg Brandt, un chimiste suédois. Le nom « cobalt » vient du mot allemand « kobold », qui signifie « esprit malin », en référence aux esprits malins qui, selon la légende, auraient été attirés par le minerai de cobalt et auraient perturbé le processus de raffinage. Le cobalt est utilisé depuis plusieurs siècles dans la fabrication de verre coloré et de tissus colorés, notamment pour produire des teintes de bleu. Aujourd’hui, il est également utilisé dans des applications modernes telles que les batteries rechargeables et les alliages de haute performance.