تشير المعلومات المعدنية فى بلادنا أن معدن الكوبالت موجود فى مناطق عديدة من البلاد ممزوج بعناصر معدنية أخرى بالإمكان استخلاصه منها وهو معدن ثمين أغلى من الذهب وتتصارع شركات التعدين العالمية عليه فقد تكون شركة النحاس فى اكجوجت قد سرقت الكثير منه عند استخلاص معدن النحاس فهو يوجد معه وهذا ما جعلنا نبحث عن بعض ثرواتنا الضائعة المنهوبة وقد اعددنا ملفا عن معدن الكوبالت عناصره وطريقة استخراجه والأماكن المحتمل وجوده فيها وبعض انواعه 

وقبل نشر كل ذلك نقدم لكم هذا الملف عن الكوبالت المنشور على موقع ويكيبيديا ثم نواصل نشر المعلومات عن هذا المعدن الثمين فى مناسبات لاحقة 

الكوبالت [ملاحظة 1] عنصرٌ كيميائي رمزه Co وعدده الذرّي 27، وهو ينتمي إلى عناصر المستوى الفرعي d ويقع على رأس عناصر المجموعة التاسعة في الجدول الدوري؛ ويصنّف كيميائياً ضمن الفلزّات الانتقالية. يوجد الكوبالت في الطبيعة غالباً في القشرة الأرضية مرتبطاً مع عناصر كيميائية أخرى ضمن معادن مختلفة، ولا يوجد في شكله الطبيعي الحرّ؛ ولكن عند استحصاله في الحالة النقيّة يكون الكوبالت على هيئة فلزّ رمادي فضّي برّاق. للكوبالت نظيرٌ مستقرّ وحيد، وهو كوبالت-59؛ كما يوجد له نظير مشعّ مهمّ، وهو كوبالت-60، والذي يُستخدَم على هيئة قائفة مشعّة، ومن أجل إنتاج أشعّة غامّا مرتفعة الطاقة.

يمكن استحصال الكوبالت بشكل مباشر من خاماته؛ ولكن عادةً ما يُستحصَل على هيئة ناتجٍ إضافيٍّ من عمليّات تعدين النحاس أو النيكل. توجد توضّعات رسوبية كبيرة من خامات الكوبالت في أفريقيا، وخاصّةً في جمهورية الكونغو الديمقراطية، والتي تساهم تقديرياً بما نسبته 50% من الإنتاج العالمي لهذا الفلز. عُرِفَ خضاب أزرق الكوبالت منذ القدم، واستُخدَم في مجال صناعة الخُضُب وتلوين الزجاج؛ أمّا في الوقت الحالي فيُستخدَم الكوبالت بشكلٍ كبيرٍ في مجال صناعة بطّاريات أيونات الليثيوم وفي مجال صناعة السبائك.

يعدّ الكوبالامين (فيتامين بي 12) المثال الأشهر على دخول الكوبالت في المركبات الحيوية، وهو فيتامين أساسي لجميع الحيوانات؛ كما يصنّف الكوبالت في شكله اللاعضوي ضمن المغذّيات الدقيقة بالنسبة للبكتيريا والطحالب والفطريات.

التاريخ وأصل التسمية[عدل]

استُخدمت مركّبات الكوبالت لعدّة قرونٍ لإضفاء لونٍ أزرقٍ غنيٍّ على الزجاج والمينا والخزف. اكتُشِفَ عنصر الكوبالت في المنحوتات المصريّة، وفي المجوهرات الفارسيّة من الألفية الثالثة قبل الميلاد، وفي أطلال مدينة بومبي، التي دُمّرت في سنة 79 للميلاد؛ وكذلك في الصين، والتي يرجع تاريخ القطع الأثرية الحاوية على الكوبالت فيها إلى سُلالَتي تانغ (618-907 م) ومينغ (1368–1644 م) الحاكِمَتين.[2]

قطعة فنّية ملوّنة بأزرق الكوبالت تعود إلى القرن السابع عشر، وهي مصنوعة في دمشق أثناء الحقبة العثمانية.

استُخدِمَ الكوبالت في تلوين الزجاج منذ العصر البرونزي؛ وقد أسفرت عمليّة استخراج حطام السفينة أولوبورون [ط 1] عن اكتشاف صبّة من زجاج أزرق مصنّعة خلال القرن الرابع عشر قبل الميلاد.[3][4] كان الزجاج الأزرق من مصرَ ملوّناً إمّا باستخدام النحاس أو الحديد أو الكوبالت. تعود أقدم نماذج الزجاج الملوّنة بالكوبالت إلى الأسرة المصرية الثامنة عشر (1550-1292 قبل الميلاد)؛ ولا يزال مصدر الكوبالت الذي استخدمه المصريون غيرَ معروف.[5][6]

اشتُقّت تسمية الكوبالت من كلمة «kobalt» الألمانية، والآتية من كلمة كوبولد [ط 2]، وهو مسمّى لكائنات خيالية في الأساطير الجرمانية، من ضمنها أقزام غوبْلِن [ط 3]، وقد انتشر استخدام ذلك المصطلح الخرافي بين عمّال المناجم إشارةً إلى خامات الكوبالت؛ إذ إنّ المحاولات الأولى من أجل صهرها لم تعطِ فلزّاتٍ مثل النحاس أو النيكل، إنّما أسفرت ببساطة عن مسحوقٍ من أكسيد الكوبالت بدلاً من ذلك. ونظراً لأنّ الخامات الأساسية للكوبالت تحتوي دائماً على الزرنيخ، فإنّ صهر الخام سيؤدّي إلى أكسدة الزرنيخ إلى أكسيد الزرنيخيك السامّ والمتطاير؛ ممّا أدّى إلى انتشار صيت ذلك الخام.[7]

يُنسَب الفضل في اكتشاف الكوبالت إلى الكيميائي غيورغ براندت [ط 4] (1694-1768) قرابة سنة 1735، والذي وضّح أنّه فلزّ غير معروف سابقاً باختلافه عن البزموت والفلزّات التقليدية الأخرى؛ ووصفه براندت بأنّه شبه فلز.[ملاحظة 2][8] وبيّن أنّ مركّبات الكوبالت كانت مصدر اللون الأزرق في الزجاج، والذي كان يُنسب في السابق إلى البزموت الموجود مع الكوبالت. بذلك أصبح الكوبالت أوّل فلزّ يُعلَن عن اكتشافه منذ فترة ما قبل التاريخ؛ إذ أنّ جميع الفلزّات الأخرى المعروفة آنذاك (الحديد والنحاس والفضّة والذهب والزنك والزئبق والقصدير والرصاص والبزموت) لم تُنسَب إلى مكتَشِفين محدَّدِين.[9] ساهمت جهود وأبحاث توربرن برغمان [ط 5] في دعم فكرة أنّ الكوبالت هو عنصرٌ جديدٌ بالفعل.[10]

تعدّ صناعة الخُضُب من أقدم تطبيقات الكوبالت ومركّباته، فقد استُخدِمَ أزرق الكوبالت منذ القدم في تلوين الأواني؛ كما استُخدمَت مركّبات الكوبالت في تلوين الرسومات وخاصّةً في القَرنين الثامن عشر والتاسع عشر. ففي سنة 1780 اكتشف سفن رينمان [ط 6] خضاب أخضر الكوبالت [ط 7]؛ وفي سنة 1802 اكتشف لوي جاك تينار [ط 8] خضاب أزرق الكوبالت [ط 9] (المعروف أيضاً باسم «الإِسْمَلت» [ط 10]؛[de 1] وفي سنة 1848 اكتشف نيكولاوس فولفغانغ فيشر [ط 11] خضاب أصفر الكوبالت.[de 2] وخلال القرن التاسع عشر انتشرت التجارة في الدول الأوربية بتلك الخُضُب، مثل الزعفر [ط 12] (وهو خضاب أزرق يُستحصَل من تحميص خام الكوبالت)؛ وكذلك بمسحوق زجاج الكوبالت الأزرق ؛ وتركّزت صناعة تلك المواد في موقع بلافارفيفيركت [ط 13] في بلدية مودوم النرويجية.[11][12] انخفض تعدين هذا الفلزّ في أوروبا بعد اكتشاف خام الكوبالت في مناطق مختلفة من العالم، مثل مجموعة جزر كاليدونيا الجديدة في المحيط الهادي ومقاطعة أونتاريو الكندية، وكذلك خاصّةً في محافظة كاتانغا في جمهورية الكونغو الديمقراطية.[7] رغم اندلاع النزاعات في جمهورية الكونغو الديمقراطية سنة 1978 أثناء حرب شابا الثانية [ط 14]، إلّا أنّ ذلك لم يكن له كبير الأثر على الاقتصاد العالمي حينها؛ خاصّةً بعد تطوير طرائق فعّالة لإعادة تدوير مواد الكوبالت؛ ومع الانتقال إلى استخدام بدائل خالية من الكوبالت.[13][14]

في سنة 1938 اكتشف جون ليفينغود [ط 15] بمرافقة غلين سيبورغ [ط 16] النظير المشعّ كوبالت-60؛[15] ووَجد له تطبيقات في أبحاث أجريت في جامعة كولومبيا في خمسينيات القرن العشرين عن خاصّية التكافؤ في اضمحلال بيتّا المُشعّ.[16][17]

الوفرة الطبيعية[عدل]

عيّنة عُثِرَ عليها في المغرب من السكوتِيرُوديت، وهو معدن من معادن الكوبالت

يتخلّق الكوبالت بشكله الثابت في الكون داخل المُستعِرَات العظمى من خلال عملية التقاط النيوترون السريعة [ط 17].[18] غالباً ما يترافق الكوبالت في الطبيعة مع النيكل، وكلاهما داخلٌ في تركيب الحديد النيزكي، على الرغم من أنّ الكوبالت أقلّ وفرةً في النيازك الحديدية من النيكل.[19] غالباً ما يترافق الكوبالت أيضاً مع النيكل في الخامات الأرضية، وكلاهما من العناصر المحبّة للحديد [ط 18] وفقاً لتصنيف غولدشميت [ط 19]، ويكثُر وجودها في طبقات الصخور النارية.

في الغلاف الصخري[عدل]

يعدّ الكوبالت من العناصر قليلة الوفرة نسبياً في القشرة الأرضية، وتتراوح كمّيّته فيها قرابة 0.004% وزناً.[de 3] من الصعب العثور على فلزّ الكوبالت بشكله العنصري الحرّ في الطبيعة؛ وهو غالباً ما يوجد على هيئة مركّبات كيميائية، خاصّةً مع الكبريت والزرنيخ، داخل المعادن المختلفة. من الأمثلة على تلك المعادن كلّ من الكوبالتيت [ط 20] والسافلوريت [ط 21] والغلاوكودوت [ط 22] والسيغينيت [ط 23] والسكوتيروديت [ط 24]؛[de 4] بالإضافة إلى معدن الكاتيريت [ط 25] وهو معدن كبريتيدي له بنية تشبه بنية البيريت [ط 26]، ويرافق معدن الفايسيت الحاوي على النيكل، وينتشر في مواقع تعدين النحاس في محافظة كاتانغا الكونغولوية.[20] عادةً ما يكون محتوى الكوبالت في المعادن الكبريتيدية ضئيلاً، وهو يتراوح بين 0.1 إلى 0.3%.[de 5] عندما تصل معادن الكوبالت الكبريتيدية السطح، وتكون على تماسٍ مع الغلاف الجوّي، فإنّها تتأثّر بعملية التجوية، إذ تتأكسد وتعطي شكلاً ثانوياً ذا لون أحمر وردي من معدن الإريثريت [ملاحظة 3] ومن معدن السفيروكوبالتيت [ط 27].[21][22]

في الغلاف المائي[عدل]

يوجد الكوبالت في مياه المحيطات، نظراً لمساهمته على هيئة فلز نزر في عمليّة التركيب الضوئي وفي عمليات تثبيت النتروجين، ولكونه من المغذّيات الصغرى للعوالق النباتية [ط 28] والبكتيريا الزرقاء [ط 29].[23][24] يكون تركيز الكوبالت المنحلّ قليلاً في الطبقات القريبة من السطح، ومثلما هو الحال مع المنغنيز والحديد فإنّ الامتصاص الحيوي [ط 30] للكوبالت مبنيٌّ على المساهمة في عمليات التركيب الضوئي القريبة من السطح، وعلى الاقتيات [ط 31] في أعماق المحيطات، على الرغم من أنّ أغلب عمليات اقتيات الكوبالت محدّدة بوجود بنىً معقّدةً من الرُبَيطات العضويّة.[25][26]

يعود مصدر الكوبالت في المحيطات بشكلٍ كبيرٍ إلى مصادرَ خارجيّةٍ من الأنهار التي تصبّ في المحيطات ومن عمليّات الصرف السطحي على اليابسة [ط 32]، بالإضافة إلى مصادرَ داخلية من المنافس المائية الحرارية [ط 33].[27] توجد مصادر الكوبالت في أعماق المحيطات في الغالب بالقرب من الجبال البحرية حيث تَكنُسُ التيّارات المحيطية قاع المحيطات وتتراكم بقربها الرواسب.[28] من المناطق البحرية التي يُتوقّع أن يكون فيها ترسّبات كبيرة من الكوبالت منطقة تصدّع كليبرتون [ط 34] في قاع المحيط الهادي، ممّا قد يفتح المجال لعمليّات تعدينٍ في قاع البحر.[29] على العموم، فإنّ تركيز الكوبالت المنحلّ في مياه المحيطات ضئيلٌ نسبياً، ووجدت بعض النماذج في بعض المناطق حيث يرتفع تركيز الكوبالت المنحلّ مع انخفاض تركيز الأكسجين المنحلّ،[30] مثلما هو الحال في جنوبيّ المحيط الأطلسي.[27]

الاستخراج[عدل]

إحصاءات إنتاج خام الكوبالت والاحتياطي العالمي منه مقدّراً بالأطنان في سنة 2017 وفق بيانات هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية.[31]

البلدالإنتاجالاحتياطي جمهورية الكونغو الديمقراطية64,0003,500,000 روسيا5,600250,000 أستراليا5,0001,200,000 كندا4,300250,000 كوبا4,200500,000 الفلبين4,000280,000 مدغشقر3,800150,000 بابوا غينيا الجديدة3,20051,000 زامبيا2,900270,000 كاليدونيا الجديدة2,800- جنوب أفريقيا2,50029,000 المغرب1,500
 الولايات المتحدة65023,000دول أخرى5,900560,000الإجمالي العالمي110,0007,100,000

مخطّط الإنتاج العالمي من الكوبالت منذ بدايات القرن العشرين

عادةً ما يُستخرَج الكوبالت من المواقع الغنيّة بخامات النحاس والنيكل. تُقدِّر هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية [ط 35] الاحتياطيَّ العالميَّ من الكوبالت بمقدار 7 ملايين طنّ متري.[32] تُنتِج جمهورية الكونغو الديمقراطية حاليّاً قرابة 63% من الكوبالت في العالم. قد تصل هذه الحصّة السوقية إلى 73% بحلول سنة 2025؛ ووفق تقديرات مالية قد يكون الطلب العالمي بحلول عام 2030 أكثر بقرابة 47 مرّة ممّا كان عليه في سنة 2017.

مخطّط بياني يمثّل سعر طنّ الكوبالت بالدولار الأمريكي بين سنتي 2016 و2021.

يعدّ خام الكوبالت من الخامات الإستراتيجية؛[33] وقد ازداد الطلب العالميّ عليه بشكلٍ متصاعدٍ منذ القرن العشرين، وشهد ذلك الطلب ارتفاعاً ملحوظاً منذ بدايات القرن الحادي والعشرين مع ازدياد النزعة إلى تطوير بطّاريات السيّارات الكهربائية.[34] بلغ سعر الطنّ المتري الواحد من الكوبالت زهاء 20 ألف دولار أمريكي في سنة 2015، وقفزَ إلى ما يقارب 100 ألف دولار أمريكي في سنة 2018، ليهبط إلى ما يقارب 50 ألف دولار أمريكي في سنة 2021. من الدول الغنيّة بخامات الكوبالت والرائدة في إنتاجه بالإضافة إلى جمهورية الكونغو الديمقراطية كلّ من أستراليا وكندا وروسيا وزامبيا ومدغشقر وكوبا والفلبين.

إنّ جمهورية الكونغو الديموقراطية رائدةٌ على مستوى العالم في إنتاج الكوبالت وفي الاحتياطي الغنيّ من خاماته،[35] خاصّةً في مناطق استخراج النحاس في محافظة كاتانغا [ط 36]، والتي تحوي وفق تقديرات هيئة المساحة الجيولوجية البريطانية [ط 37] سنة 2009 على قرابة 40% من الاحتياطي العالمي من هذا الفلزّ.[36] ازداد إنتاج الكوبالت في جمهورية الكونغو الديموقراطية بعد انتهاء الحَربين الأهليّتين فيها، الأولى والثانية، مطلع القرن الحادي والعشرين؛ كما جرى تقديم تسهيلات تنظيمية للتعدين في أراضيها منذ سنة 2003، ممّا دفع شركات التعدين مثل جلينكور [ط 38] إلى الاستثمار في إنشاء مناجم في عددٍ من المواقع في محافظة كاتانغا،[37] مثل منجم موتاندا [ط 39]، والذي أغلق أواخر سنة 2019.[38] بالإضافة إلى شركة الاستكشاف والتعدين في وسط أفريقيا [ط 40] المُستمَلكة من شركة مؤسسة الموارد الطبيعية الأوراسية [ط 41]، والمسؤولة عن إدارة منجم موكوندو [ط 42] الغنيّ بخام الكوبالت.[39] ولكن مع ذلك، لا زالت مواقع استخراج الكوبالت في جمهورية الكونغو الديموقراطية خاضعةً لتقلّبات وصراعات جيوسياسية وإقليمية.[13]

من جهةٍ أخرى، تساهم عمليّات التعدين على النطاق الصغير [ط 43] في نسبةٍ تتراوح بين 17-40% من إنتاج الكوبالت في جمهورية الكونغو الديموقراطية.[40] إذ يُستخدَم نحو 100 ألف من عمّال المناجم وسائل بدائية يدوية من أجل الحفر؛ كما يساهم نقص احتياطات السلامة بشكلٍ متكرّرٍ إلى حدوث إصابات أو وفيّات؛ كما لوحظ ضَعفٌ في التخطيط والتنظيم لعمليّات التعدين، بالإضافة إلى تعريض الحياة البرّية والسكان الأصليّين إلى مخاطرَ بيئيّة.[41] نشرت تقارير حقوقية وصحفيّة استقصائيّة عديدة عن الظروف المحيطة في استخراج الكوبالت في هذه الدولة الإفريقية؛[42] وخاصّةً فيما يتعلّق باستغلال عمالة الأطفال في عمليّات التعدين البدائية.[40][43] ركّزت تلك التقارير على التجاوزات التي كانت تحدث في مناطق التعدين البدائية التابعة لشركة كونغو دونغ فانغ [ط 44] التابعة لشركة جيجيانغ هوايو كوبالت [ط 45] الصينية، وهي واحدةٌ من أكبر مُوَرّدي الكوبالت في العالم؛ الأمر الذي دفع شركاتٍ كبرى إلى اتخاذ إجراءات لضبط التعامل معها، مثل شركة أبّل [ط 46]؛[44] وشركة إل جي للكيماويات [ط 47].[45]

الإنتاج[عدل]

خام الكوبالت

يُستحصَل على الكوبالت غالباً من عمليّات صهر واختزال النواتج الثانوية المستخرَجة من تعدين النيكل والنحاس.[46][47] بالمقابل، يوجد عددٌ من الخامات الحاوية على الكوبالت بشكلٍ رئيسي، من ضمنها الكوبالتيت والإريثريت والسكوتيروديت والغلاوكودوت؛[48] وتكثر تلك الخامات في الصخر فوق المافي [ط 48]، كما هو الحال في منطقة بو وازار المنجمية في المغرب. في تلك المواقع، يُستحصَل على خام الكوبالت بشكل حصري، بالرغم من انخفاض التركيز، ممّا يتطلّب إجراء عمليات تعدين باطنية أكثر من أجل استخراج هذا الفلز.[49]

ينبغي فصل الكوبالت عن المكوّنات المرافقة في الخام في عمليّات الاستحصال غير المباشر، وتوجد طرائق عديدة لإنجاز هذا الأمر، وذلك يعتمد على تركيز الكوبالت وعلى تركيب الخام؛ من إحدى تلك الطرائق التعويم الرغاوي [ط 49]، حيث ترتبط المؤثّرات السطحية إلى مكوّنات الخامة، ممّا يؤدّي إلى تخصيب خامات الكوبالت. في البداية يُفصَل الحديد جزئياً بإجراء عملية تحميص للخام، ممّا يؤدّي إلى أكسدة كبريتيدات الحديد المرافقة (FeS و FeS2) إلى أكسيد الحديد الثلاثي، والذي يضاف إليه ثنائي أكسيد السيليكون للحصول على خَبَث [ط 50] من سيليكات الحديد. بعد التحميص يُستحصَل على خامٍ يحوي بالإضافة إلى الكوبالت على النيكل والنحاس والجزء المتبقّي من الحديد، وذلك على هيئة كبريتيدات أو زرنيخيدات. يؤدّي التحميص اللاحق بوجود الأكسجين، وإجراء التصويل مع الماء إلى استخلاص الكبريتات بشكلٍ مرافقٍ مع الزرنيخات؛ والتي تترُك وراءها مجموعةً من أكاسيد الفلزّات الموجودة، والتي تعالَج بحمض الكبريتيك، ممّا يؤدّي إلى فصل النحاس على هيئة كبريتات النحاس، في حين يبقى الكوبالت والنيكل والحديد في المحلول.

كوبالت منقّى كهربائياً (نقاوة 99.9%)

تؤدّي إضافة كلور الكلس (وهو مزيجٌ من هيبوكلوريت الكالسيوم وكلوريد الكالسيوم وهيدروكسيد الكالسيوم) إلى اسخلاص الكوبالت بشكلٍ انتقائيٍّ من الوسط على هيئة هيدروكسيد الكوبالت الثنائي Co(OH)2، والذي يُحمّص للحصول على أكسيد الكوبالت الثنائي والثلاثي Co3O4؛ والذي يُختَزل باستخدام الألومنيوم وفق تفاعلٍ حراري [ط 51]، أو بالاختزال باستخدام الكربون (الفحم) في فرنٍ لافح [ط 52].[de 4]

Co3O4+C⟶3 CoO+CO

CoO+C⟶Co+CO

بعد ذلك يُنقّى فلزّ الكوبالت المستحصَل باستخدام وسائل التحليل الكهربائي.