الكوبالت

الكوبالت عنصر كيميائي ، رمزه Co وعدده الذري 27. وكما هو الحال مع النيكل ، لا يوجد الكوبالت في قشرة الأرض إلا في صورة مركبات كيميائية، باستثناء رواسب صغيرة موجودة في سبائك الحديد النيزكي الطبيعي . أما العنصر الحر ، الذي يُنتج عن طريق الصهر الاختزالي، فهو معدن رمادي صلب لامع وهش نوعًا ما .

استُخدمت الأصباغ الزرقاء القائمة على الكوبالت ( الأزرق الكوبالتي ) منذ القدم في صناعة المجوهرات والدهانات، ولإضفاء لون أزرق مميز على الزجاج. وكان يُعتقد لفترة طويلة أن هذا اللون ناتج عن معدن البزموت . وقد أطلق عمال المناجم اسم " خام الكوبولد " ( وهو مصطلح ألماني يعني " خام العفريت ") على بعض المعادن المنتجة للصبغة الزرقاء . وسُميت بهذا الاسم لأنها كانت فقيرة بالمعادن المعروفة، وكانت تُطلق أبخرة سامة تحتوي على الزرنيخ عند صهرها. ^{[ 9 ]} وفي عام 1735، وُجد أن هذه الخامات قابلة للاختزال إلى معدن جديد (أول معدن يُكتشف منذ العصور القديمة)، والذي سُمي في النهاية على اسم الكوبولد .

يُنتج الكوبالت اليوم عادةً كمنتج ثانوي لتعدين النحاس والنيكل، وأحيانًا من خامات معدنية لامعة مثل الكوبالتيت (CoAsS). وتُعدّ منطقة حزام النحاس في جمهورية الكونغو الديمقراطية وزامبيا المصدر الرئيسي لإنتاج الكوبالت العالمي. وبلغ الإنتاج العالمي في عام 2016 نحو 116 ألف طن (114 ألف طن إنجليزي؛ 128 ألف طن أمريكي) وفقًا لبيانات وزارة الموارد الطبيعية الكندية ، حيث استحوذت جمهورية الكونغو الديمقراطية وحدها على أكثر من 50% من هذا الإنتاج. ^{[ 10 ]} وفي عام 2024، تجاوز الإنتاج 300 ألف طن، استحوذت جمهورية الكونغو الديمقراطية على أكثر من 80% منها. ^{[ 11 ]}

يُستخدم الكوبالت بشكل أساسي في بطاريات الليثيوم أيون ، وفي صناعة السبائك المغناطيسية المقاومة للتآكل وعالية القوة . تُضفي مركبات سيليكات الكوبالت وألومينات الكوبالت (II) (CoAl₂O₄ _{، المعروف} باسم أزرق الكوبالت ) لونًا أزرق داكنًا مميزًا على الزجاج والسيراميك والأحبار والدهانات والورنيش . يوجد الكوبالت في الطبيعة على شكل نظير مستقر واحد فقط ، وهو الكوبالت-59. يُعد الكوبالت-60 نظيرًا مشعًا ذا أهمية تجارية، حيث يُستخدم كمتتبع إشعاعي ولإنتاج أشعة غاما عالية الطاقة. كما يُستخدم الكوبالت في صناعة البترول كعامل مساعد في تكرير النفط الخام، وذلك لتنقيته من الكبريت، الذي يُعد شديد التلوث عند احتراقه ويسبب الأمطار الحمضية . ^{[ 12 ]}

يُعد الكوبالت المركز النشط لمجموعة من الإنزيمات المساعدة تُسمى الكوبالامينات ، والمعروفة أيضاً بفيتامين ب ₁₂ ، وهو فيتامين أساسي لجميع الحيوانات. كما يُعد الكوبالت في صورته غير العضوية عنصراً غذائياً دقيقاً للبكتيريا والطحالب والفطريات .

يشتق اسم الكوبالت من نوع من الخام الذي اعتبره عمال مناجم الفضة الألمان في القرن السادس عشر مصدر إزعاج، والذي ربما يكون قد سمي بدوره نسبة إلى روح أو عفريت يُعتقد أنه مسؤول عنه بشكل خرافي؛ ويعتبر البعض هذه الروح مساوية للكوبولد ( روح منزلية )، أو يصنفها آخرون على أنها قزم (روح منجم).

الكوبالت معدن مغناطيسي حديدي ذو كثافة نوعية تبلغ 8.9. تبلغ درجة حرارة كوري 1115 درجة مئوية (2039 درجة فهرنهايت) ^{[ 13 ]} ، وعزمه المغناطيسي يتراوح بين 1.6 و1.7 مغنيتون بور لكل ذرة . ^{[ 14 ]} يتميز الكوبالت بنفاذية نسبية تبلغ ثلثي نفاذية الحديد . ^{[ 15 ]} يوجد الكوبالت المعدني في بنيتين بلوريتين : سداسية متراصة (hcp ) ومكعبة مركزية الوجوه ( fcc) . تبلغ درجة حرارة التحول المثالية بين البنيتين 450 درجة مئوية (842 درجة فهرنهايت) ، ولكن عمليًا يكون فرق الطاقة بينهما ضئيلًا جدًا لدرجة أن التداخل العشوائي بينهما شائع. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}    

الكوبالت معدن مُختزل ضعيف ، يحميه من الأكسدة طبقة أكسيد مُخَمِّلة . يتفاعل مع الهالوجينات والكبريت . يُنتج تسخينه في الأكسجين أكسيد الكوبالت الثلاثي (Co₃O₄ ₎ ، _الذي يفقد الأكسجين عند 900 درجة مئوية (1650 درجة فهرنهايت) مُعطيًا أكسيد الكوبالت الأحادي ( CoO). ^{[ 19 ]} يتفاعل المعدن مع الفلور (F₂ ₎ عند 520 كلفن مُعطيًا فلوريد الكوبالت _{الثلاثي} (CoF₃ )؛ ومع الكلور (Cl₂ ₎ والبروم ( Br₂ ₎ واليود ( I₂ ₎ ، مُنتجًا هاليدات ثنائية مُكافئة . لا يتفاعل مع غاز الهيدروجين ( H₂ ₎ أو غاز النيتروجين ( N₂ ₎ حتى عند تسخينه ، ولكنه يتفاعل مع البورون والكربون والفوسفور والزرنيخ والكبريت . ^{[ 20 ]} في درجات الحرارة العادية، يتفاعل ببطء مع الأحماض المعدنية ، وببطء شديد مع الهواء الرطب، وليس الجاف.   

تشمل حالات الأكسدة الشائعة للكوبالت +2 و+3، على الرغم من وجود مركبات بحالات أكسدة تتراوح من -3 إلى +5 . وتُعد حالة الأكسدة +2 (كوبالت(II)) شائعة في المركبات البسيطة. تُشكل هذه الأملاح معقدًا فلزيًا مائيًا وردي اللون [Co(H )₂ O)₆ ] ²⁺في الماء. إضافة الكلوريد تعطي اللون الأزرق الداكن [CoCl₄ ] ^{2−[ 21 ]} في اختبار اللهب باستخدام خرزة البوراكس ، يظهر الكوبالت لونًا أزرق داكنًا في كل من اللهب المؤكسد والمختزل. ^{[ 22 ]}

الهاليدات

_يُعد ملح سداسي فلورو كوبالتات السيزيوم ( Cs₂CoF₆ ₎ مثالًا نادرًا للكوبالت (IV). ^{[ 19 ] جهد} الاختزال لتفاعل Co³⁺+ e ⁻ → Co ²⁺يبلغ جهد اختزال الكوبالت (III) +1.92  فولت، وهو أعلى من جهد اختزال الكلور إلى كلوريد، +1.36  فولت. ونتيجة لذلك، يختزل كلوريد الكوبالت (III) تلقائيًا إلى كلوريد الكوبالت (II) والكلور. ونظرًا لارتفاع جهد اختزال الفلور إلى فلوريد، +2.87 فولت، يُعد فلوريد الكوبالت (III) أحد مركبات الكوبالت (III) البسيطة والمستقرة القليلة. ويتفاعل فلوريد الكوبالت (III)، المستخدم في بعض تفاعلات الفلورة، بشدة مع الماء. ^{[ 19 ]} 

تُعرف أربعة ثنائيات هاليد للكوبالت (II): فلوريد الكوبالت (II) (CoF₂ _، وردي)، وكلوريد الكوبالت (II) (CoCl₂ _، أزرق)، وبروميد الكوبالت (II) (CoBr₂ _، أخضر)، ويوديد الكوبالت (II) (CoI₂ _، أزرق داكن). توجد هذه الهاليدات أيضًا في صور مائية. بينما يكون ثنائي الكلوريد اللامائي أزرق اللون، يكون المائي أحمر. ^{[ 25 ]} يوجد الكاتيون الوردي اللون سداسي أكوا كوبالت (II) [ Co(H₂O ₎ ₆ _] ²⁺ ^في العديد من أملاح الكوبالت الشائعة مثل النترات والكبريتات.

المركبات العضوية المعدنية

الكوبالتوسين هو نظير بنيوي للفيروسين ، حيث يحل الكوبالت محل الحديد. الكوبالتوسين أكثر حساسية للأكسدة من الفيروسين. ^{[ 29 ]} كربونيل الكوبالت ( _Co₂ ( CO) _₈ ) عامل حفاز في تفاعلات الكربنة والهدرجة السيليكونية . ^{[ 30 ]} فيتامين ب ₁₂ (انظر أدناه ) مركب عضوي فلزي موجود في الطبيعة، وهو الفيتامين الوحيد الذي يحتوي على ذرة فلزية. ^{[ 31 ]} من الأمثلة على معقدات ألكيل الكوبالت في حالة الأكسدة +4 غير الشائعة للكوبالت، المعقد المتجانس رباعي (1-نوربورنيل) كوبالت (IV) (Co(1-norb) _₄ )، وهو معقد ألكيل فلزي انتقالي يتميز بمقاومته لحذف ذرة الهيدروجين بيتا ، ^{[ 32 ]} وفقًا لقاعدة بريدت . معقدات الكوبالت (III) والكوبالت (V) [Li(THF)₄ ] ⁺[Co(1-norb)₄ ] ⁻و [Co(1-norb)₄ ] ⁺[BF₄ ] ⁻وهي معروفة أيضاً. ^{[ 33 ]}

^{يُعدّ الكوبالت -59} النظير المستقر الوحيد للكوبالت ، وهو النظير الوحيد الموجود طبيعيًا على الأرض. وقد تمّ تحديد خصائص 22 نظيرًا مشعًا: الكوبالت ^-60 ، وهو الأكثر استقرارًا، له عمر نصف يبلغ 5.2714  سنة؛ والكوبالت ^-57 له عمر نصف يبلغ 271.81  يومًا؛ والكوبالت ^-56 له عمر نصف يبلغ 77.24  يومًا؛ والكوبالت ^-58 له عمر نصف يبلغ 70.84  يومًا. أما باقي نظائر الكوبالت المشعة ، فلها أعمار نصف أقصر من 18  ساعة، وفي معظم الحالات أقصر من  ثانية واحدة. كما يمتلك هذا العنصر 4 حالات ميتا ، جميعها لها أعمار نصف أقصر من 15 دقيقة. ^{[ 34 ]}

تتراوح نظائر الكوبالت من ^50Co إلى ^{78Co .} نمط التحلل الأساسي للنظائر ذات الكتل الذرية الأقل من كتلة النظير المستقر الوحيد، ^59Co ، هو التقاط الإلكترون ، بينما نمط التحلل الأساسي للنظائر ذات الكتل الذرية الأكبر من ذلك هو تحلل بيتا . نواتج التحلل الأساسية للنظائر ذات الكتل الذرية الأقل من ^59Co هي نظائر العنصر 26 (الحديد)؛ أما النواتج الأعلى من ذلك فهي نظائر العنصر 28 (النيكل). ^{[ 34 ]}

يمكن الكشف عن نواة الكوبالت-59 باستخدام الرنين ^{المغناطيسي} النووي ^{[ 35 ]} ، ولها عزم مغناطيسي رباعي الأقطاب . من بين جميع النوى النشطة في الرنين المغناطيسي النووي، يتميز الكوبالت ^-59 بأوسع نطاق للإزاحة الكيميائية، ويمكن ربط هذه الإزاحة بالسلسلة الطيفية الكيميائية ^{[ 36 ]} . تُلاحظ الرنينات ضمن نطاق 20000 جزء في المليون، ويصل عرض الإشارات إلى 20 كيلوهرتز. يُعد سداسي سيانو كوبالتات البوتاسيوم (0.1 مولار K₃Co (CN) _{₆ في} D₂O )  معيارًا شائع الاستخدام ، والذي يتميز بعرض خط طيفي ضيق نسبيًا نظرًا لتناظره العالي. قد تُنتج الأنظمة ذات التناظر المنخفض _إشارات متسعة لدرجة تجعلها غير قابلة للملاحظة في الرنين المغناطيسي النووي في الطور السائل، ولكنها تظل قابلة للملاحظة في الرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة .

طُرحت روايات عديدة حول أصل كلمة "كوبالت". في إحدى الروايات، سُمّي عنصر الكوبالت نسبةً إلى " كوبلت "، وهو الاسم الذي أطلقه عمال مناجم الفضة الألمان في القرن السادس عشر على نوع مزعج من الخام كان يُسبب التآكل ويُطلق غازات سامة. ^{[ 37 ] [ 38 ]} مع أن هذه الخامات استُخدمت في صناعة الصبغات الزرقاء منذ القدم، إلا أن الألمان في ذلك الوقت لم تكن لديهم التقنية اللازمة لصهرها وتحويلها إلى معدن (انظر قسم  التاريخ أدناه). ^{[ 39 ]}

كان جورجيوس أغريكولا المرجع الأبرز في ذلك الوقت فيما يتعلق بخام الكوبيلت (المعروف باللاتينية باسم كوبالتوم أو كادميا ^{[ 40 ] [ 41 ]} ) . ^{[ 37 ] [ 39 ]} كما كان المرجع الذي يُستشهد به كثيرًا فيما يتعلق بمشروبات الكحول المستخدمة في المناجم والتي تُسمى " كوبيل " (المعروفة باللاتينية باسم كوبالوس أو جمعها كوبالي ) في عمل منفصل. ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}

لم يربط أغريكولا بين الخام والروح المتشابهين في الاسم. مع ذلك، أشار أحد المعاصرين إلى وجود علاقة سببية (إلقاء اللوم على "كوبيل")، ^{[ 46 ]} كما أشار كاتب من أواخر القرن الثامن عشر إلى أصل الكلمة (كلمة "مشتقة" من " كوبالوس "). ^{[ 47 ]} لاحقًا، ذكر قاموس غريمز (1868) أن خام الكوبالت/الكوبلت يُعزى إلى روح الجبل ( بيرغمانشن ^{[ ب ]} )، التي حُمِّلت أيضًا مسؤولية "سرقة الفضة وإخراج خام تسبب في تلوث هواء التعدين ( ويتر ^{[ 48 ]} ) ومخاطر صحية أخرى". ^{[ 38 ]}

ربطت مداخل قاموس غريم كلمة "كوبيل" بكلمة "كوبولد"، وأدرجتها كصيغة تصغيرية مختلفة ، [ ^{50 ] لكن} الأخيرة عُرّفت فيه بأنها روح منزلية . ^{[ 49 ]} يفضل بعض المعلقين المعاصرين وصف الكوبيلت (الصحيح كوبيل )، الذي سُمّي الخام باسمه، بأنه قزم . ^{[ 51 ] [ 54 ]}

أيد قاموس أكسفورد الإنجليزي (الطبعة الأولى، 1908) في أوائل القرن العشرين تفسير غريم للكلمة. ^{[ ج ] [ 55 ]} مع ذلك، في نفس الفترة تقريبًا في ألمانيا، طُرح تفسير بديل للكلمة لم يؤيده غريم ( kob/kof بمعنى "بيت، غرفة" + walt بمعنى "سلطة، حاكم") باعتباره أكثر إقناعًا. ^{[ 56 ] [ 57 ]}

في وقت لاحق، أوضح بول كريتشمر (1928) أنه بينما كان هذا الاشتقاق اللغوي بمعنى "حاكم المنزل" هو الصحيح الذي يدعم المعنى الأصلي لكلمة كوبولد كروح منزلية، فقد حدث تحريف لاحق أدخل فكرة "شيطان المنجم" إليها. ^{[ 58 ]} يذكر الإصدار الحالي من قاموس الاشتقاق اللغوي (الطبعة 25، 2012) تحت كلمة "كوبولد" الاشتقاق الأخير، وليس اشتقاق غريم، ولكنه لا يزال يؤكد، تحت مدخل كلمة "كوبالت"، أن خام الكوبالت ربما يكون قد حصل على اسمه من "نوع من أرواح/شياطين المناجم" ( daemon metallicus )، مع الإشارة إلى أن هذا "على ما يبدو" هو الكوبولد. ^{[ 59 ]}

ذكر جوزيف ويليام ميلور (1935) أيضًا أن الكوبالت قد يكون مشتقًا من كلمة kobalos ( κόβαλος )، على الرغم من وجود نظريات أخرى مقترحة. ^{[ 60 ]}

استُخدمت مركبات الكوبالت لقرون لإضفاء لون أزرق غني على الزجاج والطلاءات الخزفية . وقد تم اكتشاف الكوبالت في المنحوتات المصرية ، والمجوهرات الفارسية التي تعود إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد، وفي أطلال مدينة بومبي التي دُمرت عام 79 ميلادي، وفي الصين، حيث يعود تاريخها إلى عهد أسرة تانغ (618-907 ميلادي) وأسرة مينغ (1368-1644 ميلادي). ^{[ 66 ]}   

استُخدم الكوبالت لتلوين الزجاج منذ العصر البرونزي . وقد أسفرت أعمال التنقيب في حطام سفينة أولوبورون عن اكتشاف سبيكة من الزجاج الأزرق، صُنعت خلال القرن الرابع عشر قبل الميلاد. ^{[ 67 ] [ 68 ]} وكان الزجاج الأزرق في مصر يُلوّن إما بالنحاس أو الحديد أو الكوبالت. ويعود أقدم زجاج ملون بالكوبالت إلى الأسرة الثامنة عشرة في مصر (1550-1292  قبل الميلاد). وقد استخرج المصريون هذا الكوبالت من أحجار الشبّ الغنية بالكوبالت الموجودة في الواحات الغربية لمصر. ^{[ 69 ]}

أحد الأصول المحتملة لكلمة كوبالت هو الكلمة الألمانية " kobald " التي تعود إلى القرن السادس عشر ، وهي نوع من الخامات. باءت المحاولات الأولى لصهر هذه الخامات لاستخراج النحاس أو الفضة بالفشل، إذ لم ينتج عنها سوى مسحوق (أكسيد الكوبالت الثنائي). ولأن خامات الكوبالت الأولية تحتوي دائمًا على الزرنيخ، فإن صهر الخام يؤدي إلى أكسدة الزرنيخ إلى أكسيد الزرنيخ شديد السمية والتقلب ، مما زاد من سمعة الخام السيئة. ^{[ 70 ]} وقد أشار كل من باراسيلسوس وجورجيوس أغريكولا وباسيل فالنتين إلى هذه السيليكات باسم "الكوبالت". ^{[ 71 ]}

يُنسب إلى الكيميائي السويدي جورج براندت (1694-1768) اكتشاف الكوبالت حوالي عام 1735 ، مُثبتًا أنه عنصر غير معروف سابقًا، يختلف عن البزموت والمعادن التقليدية الأخرى. أطلق براندت عليه اسم "شبه فلز" جديد، ^{[ 72 ] [ 73 ]} مُسميًا إياه نسبةً إلى المعدن الذي استخلصه منه. ^{[ 74 ] : 153} أثبت أن مركبات معدن الكوبالت هي مصدر اللون الأزرق في الزجاج، والذي كان يُعزى سابقًا إلى البزموت الموجود مع الكوبالت. أصبح الكوبالت أول معدن يُكتشف منذ عصور ما قبل التاريخ. لم يُسجل مكتشف أي من المعادن المعروفة سابقًا (الحديد، النحاس، الفضة، الذهب، الزنك، الزئبق، القصدير، الرصاص، والبزموت). ^{[ 75 ]}

خلال القرن التاسع عشر، كان جزء كبير من إنتاج العالم من الكوبالت الأزرق (صبغة مصنوعة من مركبات الكوبالت والألومينا) والسمالت ( مسحوق زجاج الكوبالت المستخدم في صناعة الخزف والرسم) يُنتج في مصنع بلافارفيفيركيت النرويجي . ^{[ 76 ] [ 77 ]} وكانت أولى مناجم إنتاج السمالت في القرن السادس عشر تقع في النرويج والسويد وساكسونيا والمجر. ومع اكتشاف خام الكوبالت في كاليدونيا الجديدة عام 1864، تراجع استخراج الكوبالت في أوروبا. ومع اكتشاف رواسب خام في أونتاريو بكندا عام 1904، واكتشاف رواسب أكبر في مقاطعة كاتانغا بالكونغو عام 1914، تحولت عمليات التعدين مرة أخرى. ^{[ 70 ]} وعندما اندلع نزاع شابا عام 1978، كادت مناجم النحاس في مقاطعة كاتانغا أن تتوقف عن الإنتاج. ^{[ 78 ] [ 79 ]} كان تأثير هذا النزاع على اقتصاد الكوبالت العالمي أقل من المتوقع: فالكوبالت معدن نادر، والصبغة المستخدمة فيه شديدة السمية، وقد سبق للصناعة أن طورت طرقًا فعالة لإعادة تدوير مواد الكوبالت. وفي بعض الحالات، تمكنت الصناعة من التحول إلى بدائل خالية من الكوبالت. ^{[ 78 ] [ 79 ]}

في عام 1938، اكتشف جون ليفينغود وجلين تي. سيبورغ النظير المشع الكوبالت-60 . ^{[ 80 ]} وقد استُخدم هذا النظير على نطاق واسع في جامعة كولومبيا في خمسينيات القرن الماضي لإثبات انتهاك التكافؤ في تحلل بيتا الإشعاعي . ^{[ 81 ] [ 82 ]}

بعد الحرب العالمية الثانية، سعت الولايات المتحدة إلى ضمان إمدادات خام الكوبالت للاستخدامات العسكرية (كما فعل الألمان)، فبدأت بالتنقيب عن الكوبالت داخل أراضيها. وكان الكوبالت عالي النقاء مطلوبًا بشدة لاستخدامه في محركات الطائرات النفاثة والتوربينات الغازية. ^{[ 83 ]} وقد وُجدت كمية كافية من الخام في ولاية أيداهو بالقرب من وادي بلاكبيرد . وبدأت شركة كاليرا للتعدين الإنتاج في الموقع. ^{[ 84 ]}

ازداد الطلب على الكوبالت بشكل ملحوظ في القرن الحادي والعشرين باعتباره مكونًا أساسيًا للمواد المستخدمة في البطاريات القابلة لإعادة الشحن، والسبائك الفائقة، والمحفزات. ^{[ 83 ]} وقد طُرحت فكرة أن الكوبالت سيكون أحد الأهداف الرئيسية للتنافس الجيوسياسي في عالم يعتمد على الطاقة المتجددة والبطاريات، إلا أن هذا المنظور وُوجه بانتقادات أيضًا لتقليله من شأن قوة الحوافز الاقتصادية لتوسيع الإنتاج. ^{[ 85 ]}

يُنتَج النظير المستقر للكوبالت في المستعرات العظمى عبر عملية الالتقاط السريع للنيوترونات (r-process) . ^{[ 86 ]} ويُشكِّل 0.0029% من قشرة الأرض ، حيث يرتبط غالبًا بالنيكل . وكلاهما من المكونات المميزة للحديد النيزكي ، مع أن الكوبالت أقل وفرةً بكثير من النيكل في النيازك الحديدية. وكما هو الحال مع النيكل، ربما يكون الكوبالت في سبائك الحديد النيزكي قد حُفِظَ جيدًا من الأكسجين والرطوبة ليظل معدنًا حرًا (لكنه مُخَلَّط). ^{[ 87 ]} وفي المحيط، يتفاعل الكوبالت عادةً مع الكلور.

يوجد الكوبالت في صورة مركبات في معادن النحاس والنيكل. وهو المكون المعدني الرئيسي الذي يتحد مع الكبريت والزرنيخ في معادن الكوبالتيت الكبريتي (CoAsS)، والسافروريت (CoAs₂ ₎ ، والجلوكودوت ( Co,Fe)AsS ، والسكوتيروديت (CoAs₃ ₎ . ^{[ 19 ]} يشبه معدن الكاتيريت معدن البيريت ، ويوجد مع الفايزيت في رواسب النحاس في مقاطعة كاتانغا . ^{[ 88 ]} عند وصوله إلى الغلاف الجوي، يتعرض للتجوية ؛ فتتأكسد المعادن الكبريتية مكونةً الإريثريت الوردي ("بريق الكوبالت"): Co₃ (AsO₄ ₎ ₂ _· 8H₂O _{، والكوبالتيت} الكروي ( CoCO₃ ₎ . ^{[ 89 ] [ 90 ] توجد كميات ضئيلة من} مركبات الكوبالت في معظم الصخور والتربة والنباتات والحيوانات. [ ^{91 ]}

تم الإبلاغ عن وجود الكوبالت الحر ( المعدن الأصلي ) ^{[ 92 ]} في عينات من بئر كولا العميق للغاية وفي صخور القمر من مهمة لونا 24 ، ربما نتيجة للاصطدامات. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

يُعدّ الكوبالت أيضاً أحد مكونات دخان التبغ . ^{[ 95 ]} يمتص نبات التبغ بسهولة المعادن الثقيلة، مثل الكوبالت، من التربة المحيطة به ويتراكم في أوراقه . ثم يتم استنشاق هذه المعادن أثناء تدخين التبغ . ^{[ 96 ]}

إنتاج مناجم الكوبالت (2022) والاحتياطيات بالطن وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ^{[ 97 ]}

دولة	إنتاج	الاحتياطيات
جمهورية الكونغو الديمقراطية	130,000	4,000,000
أندونيسيا	10000	600,000
روسيا	8900	250,000
أستراليا	5900	1,500,000
كندا	3900	220,000
كوبنهاغن	3800	500,000
فيلبيني	3800	260,000
مدغشقر	3000	100,000
بابوا غينيا الجديدة	3000	47000
ديك رومى	2700	36000
المغرب	2300	13000
الصين	2200	140,000
الولايات المتحدة	800	69000
دول أخرى	5200	610,000
الإجمالي العالمي	190,000	8,300,000

الخامات الرئيسية للكوبالت هي الكوبالتيت والإريثريت والغلوكودوت والسكوتيروديت (انظر أعلاه ^{) ،} ولكن يتم الحصول على معظم الكوبالت عن طريق اختزال المنتجات الثانوية للكوبالت الناتجة عن تعدين وصهر النيكل والنحاس . ^[ 98 ] ^{[ 99 ]}

بما أن الكوبالت يُنتج عادةً كمنتج ثانوي، فإنّ إمداداته تعتمد إلى حد كبير على الجدوى الاقتصادية لتعدين النحاس والنيكل في سوق معينة. وقد توقّع أن ينمو الطلب على الكوبالت بنسبة 6% في عام 2017. ^{[ 100 ]}

تُعدّ رواسب الكوبالت الأولية نادرة، مثل تلك الموجودة في الرواسب الحرارية المائية المرتبطة بالصخور فوق المافية ، والتي تُعدّ منطقة بو عزر في المغرب مثالاً نموذجياً عليها . في هذه المواقع، تُستخرج خامات الكوبالت حصرياً، وإن كان ذلك بتركيز أقل، وبالتالي تتطلب معالجة لاحقة أكثر لاستخلاص الكوبالت. ^{[ 101 ] [ 102 ]}

توجد عدة طرق لفصل الكوبالت عن النحاس والنيكل، وذلك تبعًا لتركيز الكوبالت والتركيب الدقيق للخام المستخدم. إحدى هذه الطرق هي التعويم الرغوي ، حيث ترتبط المواد الفعالة سطحيًا بمكونات الخام، مما يؤدي إلى زيادة تركيز خامات الكوبالت. يؤدي التحميص اللاحق إلى تحويل الخامات إلى كبريتات الكوبالت ، بينما يتأكسد النحاس والحديد إلى أكسيد الكوبالت. يُستخلص الكبريتات مع الزرنيخات عن طريق الترشيح بالماء . تُرشح البقايا مرة أخرى بحمض الكبريتيك ، مما ينتج عنه محلول كبريتات النحاس. يمكن أيضًا ترشيح الكوبالت من خبث صهر النحاس. ^{[ 103 ]}

تتحول نواتج العمليات المذكورة أعلاه إلى أكسيد الكوبالت (Co3O4 ₎ . _{ويُختزل} هذا الأكسيد إلى معدن عن طريق التفاعل الألومنيومي الحراري أو الاختزال بالكربون في فرن الصهر . ^{[ 19 ]}

تُقدّر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية احتياطيات الكوبالت العالمية بنحو 11 مليون طن متري. ^{[ 104 ]} وتُنتج جمهورية الكونغو الديمقراطية حاليًا 63% من إنتاج الكوبالت العالمي. وقد تصل هذه الحصة السوقية إلى 73% بحلول عام 2025 إذا ما سارت التوسعات المخطط لها من قِبل شركات التعدين مثل شركة غلينكور كما هو متوقع. وقدّرت بلومبيرغ لتمويل الطاقة الجديدة أن الطلب العالمي على الكوبالت قد يزيد 47 ضعفًا بحلول عام 2030 عما كان عليه في عام 2017. ^{[ 105 ]}

جمهورية الكونغو الديمقراطية

أدت التعديلات التي أدخلتها الكونغو على قوانين التعدين في عام 2002 إلى جذب استثمارات جديدة لمشاريع النحاس والكوبالت الكونغولية. ^{[ 106 ]} وفي عام 2005، كانت رواسب النحاس في مقاطعة كاتانغا بجمهورية الكونغو الديمقراطية أكبر منتج للكوبالت . وكانت هذه المنطقة، التي كانت تُعرف سابقًا بمقاطعة شابا، تضم ما يقرب من 40% من الاحتياطيات العالمية، وفقًا لتقرير هيئة المسح الجيولوجي البريطانية في عام 2009. ^{[ 107 ]}

يُعد مشروع جبل موكوندو ، الذي تديره شركة التعدين والاستكشاف في وسط أفريقيا (CAMEC) في مقاطعة كاتانغا، أغنى احتياطي للكوبالت في العالم. وقد أنتج ما يُقدّر بثلث إجمالي إنتاج الكوبالت العالمي في عام 2008. ^{[ 108 ]} وفي يوليو/تموز 2009، أعلنت شركة CAMEC عن اتفاقية طويلة الأجل لتوريد كامل إنتاجها السنوي من مركزات الكوبالت من جبل موكوندو إلى شركة تشجيانغ غاليكو لمواد الكوبالت والنيكل الصينية. ^{[ 109 ]}

في عام 2016، قُدِّرت ملكية الصين لإنتاج الكوبالت في الكونغو بأكثر من 10% من الإمدادات العالمية، ما يُشكِّل مدخلاً رئيسياً لصناعة تكرير الكوبالت الصينية، ويمنح الصين نفوذاً كبيراً على سلسلة توريد الكوبالت العالمية. ^{[ 110 ]} وقد أثار تحكم الصين في الكوبالت الكونغولي قلقاً لدى الدول الغربية التي سعت إلى تقليل اعتماد سلاسل التوريد على الصين، وأعربت عن قلقها بشأن انتهاكات حقوق العمال وحقوق الإنسان في مناجم الكوبالت في جمهورية الكونغو الديمقراطية. ^{[ 111 ] [ 112 ]}

شحنت شركة غلينكور منجم موتاندا 24,500 طن من الكوبالت في عام 2016، أي ما يعادل 40% من إنتاج جمهورية الكونغو الديمقراطية، ونحو ربع الإنتاج العالمي. وبعد فائض في الإنتاج، أغلقت غلينكور منجم موتاندا لمدة عامين في أواخر عام 2019. ^{[ 106 ] [ 113 ]} كما استأنفت غلينكور مشروعها للتعدين في كاتانغا، ومن المتوقع أن ينتج 300,000 طن من النحاس و20,000 طن من الكوبالت بحلول عام 2019، وفقًا لغلينكور. ^{[ 100 ]}

في فبراير 2018، وصفت شركة إدارة الأصول العالمية أليانس بيرنشتاين جمهورية الكونغو الديمقراطية بأنها " السعودية في عصر السيارات الكهربائية" من الناحية الاقتصادية، وذلك بسبب مواردها من الكوبالت، باعتبارها ضرورية لبطاريات الليثيوم أيون التي تشغل السيارات الكهربائية . ^{[ 114 ]}

في 9 مارس 2018، قام الرئيس جوزيف كابيلا بتحديث قانون التعدين لعام 2002، فرفع رسوم الامتياز وأعلن الكوبالت والكولتان "معادن استراتيجية". ^{[ 115 ] [ 116 ]} وقد تم تحديث قانون التعدين لعام 2002 فعلياً في 4 ديسمبر 2018. ^{[ 117 ]}

في فبراير 2025، علّقت جمهورية الكونغو الديمقراطية صادرات الكوبالت لمدة أربعة أشهر، مُعللة ذلك بفائض في المعروض من المعدن وسط انخفاض سعره إلى أدنى مستوى له منذ 21 عامًا. يُعدّ الكوبالت، وهو منتج ثانوي رئيسي لتعدين النحاس، مادة أساسية في تكنولوجيا البطاريات. وتُساهم جمهورية الكونغو الديمقراطية بنحو 75% من الإمدادات العالمية. أما داخل البلاد، فتُهيمن شركة الصين للموليبدينوم (CMOC) على هذه الصناعة، مُساهمةً بنحو 40% من إنتاج الكوبالت العالمي. وخلال العام الماضي، زادت شركة CMOC إنتاجها بشكل ملحوظ، حيث ضاعفت إنتاج اثنين من مناجمها في جمهورية الكونغو الديمقراطية من 56 ألف طن إلى 114 ألف طن.

ظروف العمل

شكّلت عمليات التعدين الحرفي ما بين 17% و40% من إنتاج جمهورية الكونغو الديمقراطية حتى عام 2016. ^{[ 118 ]} ويقول عمال ومسؤولون حكوميون ومنظمات غير حكومية، بالإضافة إلى ملاحظات مراسلي صحيفة واشنطن بوست خلال زياراتهم لمناجم معزولة، إن نحو 100 ألف عامل منجم كوبالت في جمهورية الكونغو الديمقراطية يستخدمون أدوات يدوية للحفر لمئات الأقدام، مع قلة التخطيط وضعف إجراءات السلامة. ويؤدي غياب احتياطات السلامة في كثير من الأحيان إلى إصابات أو وفيات. ^{[ 119 ]} ويلوث التعدين المناطق المحيطة ويعرض الحياة البرية المحلية والمجتمعات الأصلية للمعادن السامة التي يُعتقد أنها تسبب تشوهات خلقية وصعوبات في التنفس، وفقًا لمسؤولي الصحة. ^{[ 120 ]}

يُستخدم عمالة الأطفال في استخراج الكوبالت من المناجم الحرفية في أفريقيا . ^{[ 118 ] [ 121 ]} وقد سلط نشطاء حقوق الإنسان الضوء على هذه الظاهرة، وأكدتها تقارير الصحافة الاستقصائية . ^{[ 122 ] [ 123 ]} دفع هذا الكشف شركة آبل، صانعة الهواتف المحمولة ، في 3 مارس 2017، إلى التوقف عن شراء الخام من موردين مثل شركة تشجيانغ هوايو كوبالت، الذين يستخرجون الخام من مناجم حرفية في جمهورية الكونغو الديمقراطية، والبدء في استخدام موردين معتمدين فقط ممن يستوفون معاييرها الخاصة ببيئة العمل. ^{[ 124 ] [ 125 ]} وفي عام 2023، أعلنت آبل أنها ستتحول إلى استخدام الكوبالت المعاد تدويره بحلول عام 2025. ^{[ 126 ]}

هناك توجه عالمي من الاتحاد الأوروبي وكبرى شركات تصنيع السيارات (OEM) نحو إنتاج الكوبالت عالميًا بشكل مستدام ومسؤول، مع ضمان تتبع سلسلة التوريد. وتتبنى شركات التعدين مبادرات الحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية وتطبقها بما يتماشى مع توجيهات منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ، كما توفر أدلة على أنشطة ذات بصمة كربونية منخفضة أو معدومة في سلسلة توريد إنتاج بطاريات الليثيوم أيون . وتُنفذ هذه المبادرات بالفعل بالتعاون مع كبرى شركات التعدين، وشركات التعدين الحرفي والصغير. وتشارك شركات تصنيع السيارات وسلاسل توريد البطاريات، مثل تسلا وفولكس فاجن وبي إم دبليو وباسف وجلينكور، في العديد من المبادرات، كمبادرة الكوبالت المسؤول ^{[ 127 ]} ودراسة الكوبالت من أجل التنمية ^{[ 128 ]} . وفي عام 2018، أطلقت مجموعة بي إم دبليو، بالشراكة مع باسف وسامسونج إس دي آي وسامسونج للإلكترونيات، مشروعًا تجريبيًا في جمهورية الكونغو الديمقراطية على منجم تجريبي واحد، لتحسين ظروف عمال المناجم الحرفيين والمجتمعات المحيطة بهم، ومعالجة التحديات التي تواجههم.

تسببت الديناميكيات السياسية والعرقية في المنطقة في الماضي في اندلاع أعمال عنف وسنوات من النزاعات المسلحة وتشريد السكان. وقد أثر هذا الاضطراب على سعر الكوبالت، كما خلق حوافز سلبية للمقاتلين في حربَي الكونغو الأولى والثانية لإطالة أمد القتال، إذ ساعد الوصول إلى مناجم الماس وغيرها من الموارد القيّمة في تمويل أهدافهم العسكرية - التي غالبًا ما وصلت إلى حد الإبادة الجماعية - كما أثرى المقاتلين أنفسهم. ورغم أن جمهورية الكونغو الديمقراطية لم تتعرض لغزو من القوات العسكرية المجاورة في العقد الثاني من الألفية، إلا أن بعضًا من أغنى رواسب المعادن تقع على حدود مناطق لا يزال التوتسي والهوتو يتصادمون فيها بشكل متكرر، وتستمر الاضطرابات وإن كانت على نطاق أضيق، ولا يزال اللاجئون يفرون من أعمال العنف. ^{[ 129 ]}

في عام ٢٠٠٧، تم استخراج الكوبالت من مناجم حرفية صغيرة في الكونغو، وتوريده إلى شركة صينية واحدة، هي شركة كونغو دونغ فانغ الدولية للتعدين. وكانت هذه الشركة، التابعة لشركة تشجيانغ هوايو كوبالت، إحدى أكبر شركات إنتاج الكوبالت في العالم، تُورّد الكوبالت إلى بعض أكبر مصنعي البطاريات في العالم، والذين ينتجون بطاريات لمنتجات شائعة الاستخدام مثل هواتف آيفون من شركة آبل . ونظرًا لاتهامات بانتهاكات حقوق العمال ومخاوف بيئية، قامت شركة إل جي كيم لاحقًا بمراجعة حسابات شركة كونغو دونغ فانغ وفقًا لإرشادات منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية. كما فرضت إل جي كيم، التي تُنتج أيضًا مواد البطاريات لشركات السيارات، مدونة سلوك على جميع الموردين الذين تُجري معهم عمليات التفتيش. ^{[ ١٣٠ ]}

في ديسمبر/كانون الأول 2019، رفعت منظمة "المدافعون عن الحقوق الدولية"، وهي منظمة غير حكومية معنية بحقوق الإنسان، دعوى قضائية تاريخية ضد شركات آبل، وتسلا ، وديل ، ومايكروسوفت ، وشركة ألفابت التابعة لشركة جوجل، بتهمة "الاستفادة عن علم من الاستخدام الوحشي والقاسي للأطفال الصغار في تعدين الكوبالت، والمساعدة والتحريض عليه". ^{[ 131 ]} ونفت الشركات المعنية تورطها في عمالة الأطفال . ^{[ 132 ]} وفي عام 2024، قضت المحكمة بأن الموردين يسهلون العمل القسري، لكن شركات التكنولوجيا الأمريكية غير مسؤولة لأنها لا تعمل كمؤسسة مشتركة مع الموردين، وأن "الإصابات المزعومة لا يمكن ربطها بشكل مباشر" بأي من سلوكيات المدعى عليهم. ^{[ 133 ]} ويزعم كتاب "الكوبالت الأحمر" ^{[ 134 ] [ 135 ]} أن العمال، بمن فيهم الأطفال، يعانون من إصابات وبتر أطراف ووفيات نتيجة لظروف العمل الخطرة وانهيارات أنفاق المناجم أثناء التعدين الحرفي للكوبالت في جمهورية الكونغو الديمقراطية. ^{[ 136 ]}

نظراً لتكرار ورود تقارير عن عمالة الأطفال والعبودية في تعدين الكوبالت، وخاصة في المناجم الحرفية بجمهورية الكونغو الديمقراطية، واجهت شركات التكنولوجيا الساعية إلى سلسلة توريد أخلاقية نقصاً في هذه المادة الخام، ^{[ 137 ]} وبلغ سعر معدن الكوبالت أعلى مستوى له في تسع سنوات في أكتوبر 2017، متجاوزاً 30 دولاراً أمريكياً للرطل، مقابل 10 دولارات أمريكية في أواخر عام 2015. ^{[ 138 ]} وبعد فائض في العرض، انخفض السعر إلى مستوى أكثر اعتدالاً بلغ 15 دولاراً في عام 2019. ^{[ 139 ] [ 140 ]} واستجابةً لمشاكل تعدين الكوبالت الحرفي في جمهورية الكونغو الديمقراطية، شكّل عدد من موردي الكوبالت وعملائهم تحالف الكوبالت العادل (FCA) الذي يهدف إلى إنهاء استخدام عمالة الأطفال وتحسين ظروف العمل في تعدين الكوبالت ومعالجته في جمهورية الكونغو الديمقراطية. يشمل أعضاء FCA شركة Zhejiang Huayou Cobalt وشركة Sono Motors ومبادرة الكوبالت المسؤولة وشركة Fairphone وشركة Glencore وشركة Tesla. ^{[ 141 ] [ 142 ]}

في عام 2016، استُخدم 116 ألف طن (128 ألف طن قصير) من الكوبالت. ^{[ 10 ]} يُستخدم الكوبالت في إنتاج سبائك عالية الأداء. ^{[ 98 ] [ 99 ]} كما يُستخدم في بعض البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

الأصباغ والتلوين

قبل القرن التاسع عشر، كان الكوبالت يُستخدم بشكل أساسي كصبغة. ومنذ العصور الوسطى، استُخدم في صناعة زجاج السمالت الأزرق. يُنتج زجاج السمالت الأزرق عن طريق صهر مزيج من معدن السمالتيت المحمص والكوارتز وكربونات البوتاسيوم ، مما ينتج عنه زجاج سيليكات أزرق داكن، يُطحن طحنًا ناعمًا بعد الإنتاج. ^{[ 177 ]} استُخدم زجاج السمالت الأزرق على نطاق واسع لتلوين الزجاج وكصبغة للوحات الفنية. ^{[ 178 ]} في عام 1780، اكتشف سفين رينمان اللون الأخضر للكوبالت ، وفي عام 1802 اكتشف لويس جاك تينارد اللون الأزرق للكوبالت . ^{[ 179 ]} تُستخدم أصباغ الكوبالت، مثل الأزرق الكوبالتي (ألومينات الكوبالت)، والأزرق السماوي (ستانات الكوبالت الثنائي)، ودرجات مختلفة من الأخضر الكوبالتي (مزيج من أكسيد الكوبالت الثنائي وأكسيد الزنك )، والبنفسجي الكوبالتي ( فوسفات الكوبالت )، كأصباغ فنية نظرًا لثباتها اللوني الفائق. ^{[ 180 ] [ 181 ]}

يُعدّ الكوبالت عنصرًا أساسيًا لعمليات الأيض لدى جميع الحيوانات. وهو مُكوّن رئيسي للكوبالامين ، المعروف أيضًا بفيتامين ب ₁₂ ، وهو المُخزّن البيولوجي الأساسي للكوبالت كعنصر نادر جدًا . ^{[ 199 ] [ 200 ]} تقوم البكتيريا الموجودة في معدة الحيوانات المجترة بتحويل أملاح الكوبالت إلى فيتامين ب ₁₂ ، وهو مُركّب لا يُمكن إنتاجه إلا بواسطة البكتيريا أو العتائق . ولذلك، فإن وجود كمية ضئيلة من الكوبالت في التربة يُحسّن بشكل ملحوظ صحة الحيوانات الرعوية ، ويُنصح بتناول 0.20 ملغم/كغم يوميًا، نظرًا لعدم وجود مصدر آخر لفيتامين ب ₁₂  لديها . ^{[ 201 ]}

تستخدم البروتينات القائمة على الكوبالامين الكورين لربط الكوبالت. يتميز الإنزيم المساعد B12 _برابطة كربون-كوبالت تفاعلية تشارك في التفاعلات. ^{[ 202 ]} لدى البشر، يحتوي B12 _على نوعين من الروابط الألكيلية : الميثيل والأدينوزيل. يحفز ميثيل _B12 نقل مجموعة الميثيل (-CH3 ₎ . يحفز أدينوزيل B12 إعادة ترتيب يتم فيها نقل ذرة هيدروجين مباشرة بين ذرتين متجاورتين مع تبادل متزامن للمستبدل الثاني، X، والذي قد يكون ذرة كربون مرتبطة بمجموعات بديلة، أو ذرة أكسجين من كحول، أو أمين. يحول إنزيم _ميثيل مالونيل مرافق الإنزيم A ميوتيز (MUT) ميثيل مالونيل مرافق الإنزيم A إلى سلفونيل مرافق الإنزيم A ، وهي خطوة مهمة في استخلاص الطاقة من البروتينات والدهون. ^{[ 203 ]}

على الرغم من أن بروتينات الكوبالت أقل شيوعًا بكثير من البروتينات المعدنية الأخرى (مثل بروتينات الزنك والحديد)، إلا أن هناك بروتينات كوبالت أخرى معروفة إلى جانب فيتامين ب ₁₂ . تشمل هذه البروتينات ميثيونين أمينوببتيداز 2 ، وهو إنزيم موجود في الإنسان والثدييات الأخرى، ولا يستخدم حلقة الكورين الخاصة بفيتامين ب ₁₂ ، بل يرتبط بالكوبالت مباشرةً. ومن إنزيمات الكوبالت الأخرى غير الكورينية، نيتريل هيدراتاز ، وهو إنزيم موجود في البكتيريا يقوم باستقلاب النتريلات . ^{[ 204 ]}

قُدِّرت قيمة الجرعة المميتة الوسطية ( LD50 ) _لأملاح  الكوبالت الذائبة بين 150 و500 ملغم/كغم. وبالتالي، بالنسبة  لشخص يزن 100 كغم، ستكون قيمة LD50 حوالي 20 _غرامًا  . ^{[ 209 ]} يُعدّ التسمم بالكوبالت نادرًا، ولكنه قد ينتج عن تصنيع كربيد التنجستن . ^{[ 210 ]} ومن مصادره الأخرى تآكل بعض مفاصل الورك الاصطناعية المعدنية . ^{[ 211 ]}

تسبب تناول الكوبالت المزمن في مشاكل صحية خطيرة بجرعات أقل بكثير من الجرعة المميتة. ففي عام 1966، أدى استخدام مركبات الكوبالت لتثبيت رغوة البيرة في كندا إلى ظهور شكل غريب من اعتلال عضلة القلب الناجم عن السموم ، والذي عُرف فيما بعد باسم اعتلال عضلة القلب لدى شاربي البيرة . ^{[ 212 ] [ 213 ]}

يشتبه في أن معدن الكوبالت يسبب السرطان (أي أنه قد يكون مسرطناً ، المجموعة 2B من الوكالة الدولية لأبحاث السرطان ) وفقًا لدراسات الوكالة الدولية لأبحاث السرطان. ^{[ 214 ]}

يُسبب الكوبالت مشاكل تنفسية عند استنشاقه. ^{[ 215 ]} كما يُسبب مشاكل جلدية عند لمسه؛ فبعد النيكل والكروم ، يُعد الكوبالت سببًا رئيسيًا لالتهاب الجلد التماسي . ^{[ 216 ]}