Зміст
- Історичне використання цинку
- Сфалерит: Первинна руда
- Рафінований метал цинку
- Використання цинку сьогодні
- Звідки береться цинк?
- Осадові відкладні депозити
- Депозити типу долини Міссісіпі
- Вулканогенні масивні сульфідні поклади
- Попит та попит на цинк у всьому світі
- Забезпечення адекватних запасів цинку для майбутнього
- Родовище свинцево-цинкового червоного собаки
Цинк: Рафінований метал цинку синювато-білий при свіжому литті; він твердий і крихкий при більшості температур і має відносно низькі температури плавлення і кипіння. Авторські права на зображення iStockphoto / Svengine.
Історичне використання цинку
Століття до того, як його визначили як елемент, цинк використовували для виготовлення латуні (сплаву цинку та міді) та в лікарських цілях. Металевий цинк і оксид цинку вироблялися в Індії десь між XI і XIV століттями, а в Китаї - у XVII столітті, хоча відкриття чистого металевого цинку приписується німецькому хіміку Андреасу Маргграфу, який виділив цей елемент у 1746 році.
Сфалерит: Первинна руда
Сфалерит (сульфід цинку) є основним рудним мінералом, з якого виробляється цинк більшості у світі, проте ряд інших мінералів, які не містять сульфід, містять цинк як основний компонент. Значна частина раннього виробництва цинку відбулася з несульфідних родовищ; Однак, оскільки ці ресурси були вичерпані, виробництво перейшло до сульфідних родовищ.За останні 30 років розвиток добувної металургії призвів до відновлення інтересу до несульфідних родовищ цинку.
Цинкування: Близько половини виробленого цинку використовується для цинкування цинку, що є процесом додавання тонких шарів цинку до заліза або сталі для запобігання іржі. На цій фотографії показана поверхня металу з оцинкованим цинковим покриттям. Різні кольори доменних листів обумовлені кристалами цинку в різних кристалографічних орієнтаціях, що відображають різну кількість світла. Авторські права на зображення iStockphoto / Stephen Sweet.
Рафінований метал цинку
Рафінований метал цинку синювато-білий при свіжому литті; він твердий і крихкий при більшості температур і має відносно низькі температури плавлення і кипіння. Цинкові сплави легко використовуються з іншими металами і є хімічно активними. При впливі повітря він розвиває тонку сіру оксидну плівку (патину), яка гальмує глибше окислення (корозію) металу. Стійкість металів до корозії є важливою характеристикою при її використанні.
Цинкові сплави: Друге провідне використання цинку - як сплаву; цинк поєднується з міддю (для формування латуні) та з іншими металами для отримання матеріалів, які використовуються в автомобілях, електричних компонентах та побутових пристосуваннях. Зображення із латунної арматури авторським правом iStockphoto / Vova Kalina.
Використання цинку сьогодні
Наразі цинк є четвертим за обсягом споживаним металом у світі після заліза, алюмінію та міді. Він володіє сильними антикорозійними властивостями і добре зв’язується з іншими металами. Отже, приблизно половину виробленого цинку використовується для цинкування цинку, що є процесом додавання тонких шарів цинку до заліза або сталі для запобігання іржі.
Наступне провідне використання цинку як сплаву; цинк поєднується з міддю (для формування латуні) та з іншими металами для отримання матеріалів, які використовуються в автомобілях, електричних компонентах та побутових пристосуваннях. Третє значне використання цинку - у виробництві оксиду цинку (найважливішого хімічного речовини за обсягом виробництва), який використовується у виробництві гуми та як захисна шкірна мазь.
Цинк також важливий для здоров'я. Це необхідний елемент для правильного росту та розвитку людини, тварин та рослин. В організмі дорослої людини міститься від 2 до 3 грамів цинку, тобто кількість, необхідна для нормального функціонування ферментів боді та імунної системи. Це також важливо для смаку, запаху та загоєння ран. Слідна кількість цинку зустрічається в багатьох продуктах харчування, таких як устриці, яловичина та арахіс.
Оксид цинку: Третє значне використання цинку - у виробництві оксиду цинку (найважливішого хімічного речовини за обсягом виробництва), який використовується у виробництві гуми та як захисна шкірна мазь. Авторські права на зображення оксиду цинку iStockphoto / Demiren.
Звідки береться цинк?
Дослідження з метою кращого розуміння геологічних процесів, що утворюють родовища корисних копалин, включаючи цинк, є важливим компонентом Програми мінеральних ресурсів США. Цинк зазвичай міститься в родовищах корисних копалин разом з іншими основними металами, такими як мідь та свинець. Поклади цинку широко класифікуються на основі того, як вони утворюються. Цинк виробляється в основному з трьох типів родовищ: осадового видихування (Sedex), типу долини Міссісіпі (MVT) і вулканогенного масивного сульфіду (VMS).
Карта виробництва цинку: Найвищі світові виробники цинку у відсотках від світових поставок, вироблені в 2010 році.
Осадові відкладні депозити
Родовища Седексу становлять понад 50 відсотків світових ресурсів цинку і утворюються, коли багаті металами гідротермальні рідини потрапляють у заповнений водою басейн (зазвичай океан), внаслідок чого осаджують рудоносний матеріал у басейнах підлогових відкладів . Найбільша у світі шахта цинку, шахта Червона собака на Алясці, розроблена в родовищі Седекс.
Депозити типу долини Міссісіпі
Родовища MVT зустрічаються по всьому світу і дістають свою назву від родовищ, які зустрічаються в районі долини Міссісіпі в США. Родовища характеризуються рудною мінеральною заміною карбонатної гірської породи; вони часто приурочені до одного стратиграфічного шару і простягаються на сотні квадратних кілометрів. Родовища МВТ були основним джерелом цинку в США з 19 до середини 20 століття.
Вулканогенні масивні сульфідні поклади
На відміну від родовищ Sedex і MVT, родовища VMS мають чітку зв'язок з вулканічними процесами підводних човнів. Вони також можуть містити значну кількість міді, золота та срібла на додаток до цинку та свинцю. Морські отвори з «чорним курцем», виявлені під час глибоких океанських експедицій, є прикладами того, як сьогодні на морському дні утворюються родовища VMS.
Попит та попит на цинк у всьому світі
У 2009 році цинк видобувався у шести різних штатах; однак США імпортували 76 відсотків рафінованого цинку, що використовується на внутрішньому ринку, насамперед з Канади, Мексики, Казахстану та Республіки Корея, у порядку зменшення. Споживання цинку в усьому світі залишалося стабільним у 2008 році, оскільки збільшення споживання в країнах з ринками, що розвиваються (такими як Китай, Бразилія та Індія) компенсувало зменшення споживання в Європі та США, згідно зі статистикою Міжнародної групи досліджень лідерів та цинку.
Хоча багато елементів можуть бути використані як замінник цинку в хімічних, електронних та пігментних додатках, попит на цинкову продукцію залишається сильним, особливо в регіонах, де розробляються значні інфраструктурні проекти. Різке збільшення світового виробництва (пропозиції) та споживання (попиту) цинку за останні 35 років відображає попит у транспортних та комунікаційних секторах на такі речі, як автомобільні кузови, автомобільні бар'єри та оцинковані залізні конструкції.
Забезпечення адекватних запасів цинку для майбутнього
Щоб допомогти передбачити, де можуть бути майбутні запаси цинку, вчені USGS вивчають, як і де визначені ресурси цинку зосереджені в земній корі, і використовують ці знання для оцінки ймовірності існування нерозкритих ресурсів цинку. Методики оцінки потенціалу мінерально-сировинних ресурсів були розроблені та вдосконалені ДГСУ для підтримки управління федеральними землями та для кращої оцінки доступності мінеральних ресурсів у глобальному контексті.
У 90-х роках США проводили оцінку американських цинкових ресурсів і дійшли висновку, що в цілому залишилося в два рази більше цинку, ніж було виявлено. Зокрема, USGS встановив, що в США було виявлено менше 100 мільйонів метричних тонн цинку і підрахували, що близько 210 мільйонів метричних тонн цинку залишилися нерозкритими.
Оцінки мінеральних ресурсів динамічні. Оскільки вони дають короткий знімок у певний час та рівень знань, оцінки повинні бути оновлені, коли стануть доступні кращі дані та розробляються нові концепції. Наприклад, під час розвідувальних геологічних досліджень наприкінці 1960-х рр. Геологи USGS відзначили наявність широкомасштабного фарбування оксидом заліза в дренажах західного масиву Брукс, штат Аляска.
Родовище свинцево-цинкового червоного собаки
Подальші дослідження призвели до відкриття родовища свинцю та цинку Червоного Собаки. Наприкінці 1990 року, після 10 років розвідки та розробки, шахта «Червона собака» на Алясці почала видобувати і з того часу зробила великий внесок у глобальне постачання цинку. Подальші дослідження району призвели до кращого розуміння складних факторів, які контролювали утворення Червоної собаки та інших родовищ та служать основою для оцінки подібних родовищ у подібних геологічних середовищах в інших місцях. Інші сучасні дослідження USGS включають оновлення моделей родовищ корисних копалин та моделей мінеральних середовищ для цинку та інших важливих непаливних товарів та вдосконалення методик, що використовуються для оцінки прихованого потенціалу корисних копалин. Результати цього дослідження дадуть нову інформацію та зменшать невизначеність у майбутніх оцінках мінеральних ресурсів.