Conţinut
- Utilizări istorice ale zincului
- Shalerita: minereul primar
- Rafinat Metal Zinc
- Utilizările Zinc astăzi
- De unde vine zincul?
- Depozite sedimentare exhalative
- Depozite tip valea Mississippi
- Depozite masive de sulfuri vulcanogene
- Ofertă mondială și cerere de zinc
- Asigurarea aprovizionării adecvate cu zinc pentru viitor
- Depozitul de plumb-zinc de câine roșu
Zinc: Metalul rafinat de zinc este alb-albăstrui când este turnat proaspăt; este greu și fragil la majoritatea temperaturilor și are puncte de topire și fierbere relativ scăzute. Drepturi de autor asupra imaginii iStockphoto / Svengine.
Utilizări istorice ale zincului
Cu secole înainte ca acesta să fie identificat ca element, zincul era folosit pentru a produce alama (un aliaj de zinc și cupru) și în scopuri medicinale. Zinc metalic și oxid de zinc au fost produse în India cândva între secolele XI și XIV și în China în secolul al XVII-lea, deși descoperirea zincului metalic pur este creditată chimistului german Andreas Marggraf, care a izolat elementul în 1746.
Shalerita: minereul primar
Shalerita (sulfura de zinc) este mineralul mineral primar din care este produsă cea mai mare parte a lumii zinc, dar o serie de alte minerale care nu conțin sulfură conțin zinc ca componentă majoră. O mare parte din producția timpurie de zinc a fost din depozite de nonsulfură; cu toate acestea, pe măsură ce aceste resurse au fost epuizate, producția s-a mutat în depozite de sulfură.În ultimii 30 de ani, progresele realizate în metalurgia extractivă au avut ca rezultat un interes reînnoit pentru depozitele de zinc nonsulfid.
Galvanizarea zincului: Aproximativ o jumătate din zincul produs este utilizat în zincarea zincului, care este procesul de adăugare a straturilor subțiri de zinc la fier sau oțel pentru a preveni ruginirea. Această fotografie arată suprafața unei foi de metal cu o acoperire zincată zincată. Domeniile de culori diferite de pe foaie sunt cauzate de cristale de zinc în diferite orientări cristalografice care reflectă cantități diferite de lumină. Drepturi de autor pentru imagini iStockphoto / Stephen Sweet.
Rafinat Metal Zinc
Metalul rafinat de zinc este alb-albăstrui când este turnat proaspăt; este greu și fragil la majoritatea temperaturilor și are puncte de topire și fierbere relativ scăzute. Aliajele de zinc ușor cu alte metale și este activ chimic. La expunerea la aer, dezvoltă o peliculă subțire de oxid gri (patina), care inhibă oxidarea (coroziunea) mai profundă a metalului. Rezistența metalelor la coroziune este o caracteristică importantă în utilizarea sa.
Aliajele de zinc: Cea de-a doua utilizare a zincului este ca un aliaj; zincul este combinat cu cupru (pentru a forma alama) și cu alte metale pentru a forma materiale care sunt utilizate în automobile, componente electrice și corpuri de uz casnic. Imagine de aramă drepturi de autor iStockphoto / Vova Kalina.
Utilizările Zinc astăzi
Zincul este în prezent al patrulea metal cel mai consumat pe scară largă din lume după fier, aluminiu și cupru. Are proprietăți anticorozive puternice și leagă bine cu alte metale. În consecință, aproximativ o jumătate din zincul produs este utilizat în zincarea zincului, care este procesul de adăugare a straturilor subțiri de zinc pe fier sau oțel pentru a preveni ruginirea.
Următoarea utilizare principală a zincului este ca un aliaj; zincul este combinat cu cupru (pentru a forma alama) și cu alte metale pentru a forma materiale care sunt utilizate în automobile, componente electrice și corpuri de uz casnic. O a treia utilizare semnificativă a zincului este producția de oxid de zinc (cea mai importantă substanță chimică de zinc în funcție de volumul de producție), care este utilizat în fabricarea cauciucului și ca unguent de protecție a pielii.
Zincul este important și pentru sănătate. Este un element necesar pentru creșterea și dezvoltarea corespunzătoare a oamenilor, animalelor și plantelor. Corpul uman adult conține între 2 și 3 grame de zinc, care este cantitatea necesară pentru ca enzimele corpului și sistemul imunitar să funcționeze corect. De asemenea, este important pentru gust, miros și pentru vindecarea rănilor. Urme de zinc apar în multe alimente, cum ar fi stridii, vită și alune.
Oxid de zinc: A treia utilizare semnificativă a zincului este producția de oxid de zinc (cea mai importantă substanță chimică de zinc în funcție de volumul de producție), care este utilizat la fabricarea cauciucului și ca unguent de protecție a pielii. Imagine de oxid de zinc drepturi de autor iStockphoto / Demiren.
De unde vine zincul?
Cercetarea pentru a înțelege mai bine procesele geologice care formează depozite minerale, inclusiv cele de zinc, este o componentă importantă a programului de resurse minerale USGS. Zincul se găsește frecvent în depozitele minerale împreună cu alte metale de bază, cum ar fi cuprul și plumbul. Depozitele de zinc sunt clasificate pe scară largă pe baza modului de formare a acestora. Zincul este produs în principal din trei tipuri de depozite: exhalativ sedimentar (Sedex), tip Mississippi Valley (MVT) și sulfură masivă vulcanogenă (VMS).
Harta producției de zinc: Producătorii de top mondiali de zinc în procente din oferta globală produsă în 2010. Imagine bazată pe datele din Sondajul Geologic al Statelor Unite Rezumatul mărfurilor minerale din ianuarie 2011.
Depozite sedimentare exhalative
Depozitele Sedex reprezintă mai mult de 50 la sută din resursele de zinc din lume și se formează atunci când lichidele hidrotermale bogate în metale sunt eliberate într-un bazin umplut cu apă (de obicei un ocean), ceea ce duce la precipitarea materialului care conține minereuri în sedimentele din podea . Cea mai mare mină de zinc din lume, mina Red Dog din Alaska, este dezvoltată într-un depozit Sedex.
Depozite tip valea Mississippi
Depozitele MVT se găsesc în întreaga lume și își iau numele de la depozitele care apar în regiunea Valea Mississippi din Statele Unite. Depozitele sunt caracterizate prin înlocuirea mineralelor minerale ale rocii gazdă carbonatate; ele sunt adesea limitate la un singur strat stratigrafic și se extind pe sute de kilometri pătrați. Depozitele MVT au fost o sursă majoră de zinc în Statele Unite ale secolului XIX până la mijlocul secolului XX.
Depozite masive de sulfuri vulcanogene
Spre deosebire de depozitele Sedex și MVT, depozitele VMS au o asociere clară cu procesele vulcanice submarine. De asemenea, pot conține cantități semnificative de cupru, aur și argint, pe lângă zinc și plumb. Ventilările de mare „fumător negru” descoperite în timpul expedițiilor oceanice adânci sunt exemple de depozite VMS care se formează astăzi pe fundul mării.
Ofertă mondială și cerere de zinc
În 2009, zincul a fost extras în șase state diferite; cu toate acestea, Statele Unite au importat 76% din zincul rafinat utilizat pe piață, în principal din Canada, Mexic, Kazahstan și Republica Coreea, în ordine descrescătoare. Consumul global de zinc a rămas constant în 2008, deoarece consumul crescut în țările cu piețe emergente (cum ar fi China, Brazilia și India) a compensat scăderea consumului în Europa și Statele Unite, conform statisticilor International Lead and Zinc Group.
Deși multe elemente pot fi utilizate ca substitut pentru zinc în aplicații chimice, electronice și pigmenți, cererea de produse zincate rămâne puternică, în special în regiunile în care se dezvoltă proiecte de infrastructură semnificative. Creșterea dramatică a producției (ofertei) și consumului (cererii) mondiale de zinc în ultimii 35 de ani reflectă cererea în sectoarele de transport și comunicații pentru corpuri auto, bariere de autostradă și structuri de fier galvanizat.
Asigurarea aprovizionării adecvate cu zinc pentru viitor
Pentru a ajuta la prezicerea locurilor viitoare de zinc, ar putea fi localizați, oamenii de știință USGS studiază cum și unde sunt concentrate resursele de zinc identificate în scoarța terestră și folosesc aceste cunoștințe pentru a evalua probabilitatea existenței resurselor de zinc nedescoperite. Tehnicile de evaluare a potențialului resurselor minerale au fost dezvoltate și perfecționate de către USGS pentru a sprijini administrarea terenurilor federale și pentru a evalua mai bine disponibilitatea resurselor minerale într-un context global.
În anii 90, USGS a efectuat o evaluare a resurselor de zinc din SUA și a ajuns la concluzia că a rămas de două ori mai mult zinc decât s-a descoperit deja. Concret, USGS a descoperit că mai puțin de 100 de milioane de tone metrice de zinc au fost descoperite în Statele Unite și au estimat că aproximativ 210 milioane de tone de zinc au rămas nedescoperite.
Evaluările resurselor minerale sunt dinamice. Deoarece oferă o instantanee la un anumit moment și nivel de cunoștințe, evaluările trebuie actualizate pe măsură ce datele mai bune devin disponibile și sunt create concepte noi. De exemplu, în timpul investigațiilor geologice de recunoaștere de la sfârșitul anilor '60, geologii USGS au remarcat prezența unei colorații pe scară largă de oxid de fier în drenajele din vestul Grosii Brooks, Alaska.
Depozitul de plumb-zinc de câine roșu
Studiile ulterioare au condus la descoperirea depozitului de plumb-zinc al câinelui roșu. La sfârșitul anului 1990, după 10 ani de lucrări de explorare și dezvoltare, mina Red Dog din Alaska a intrat în producție și de atunci a contribuit foarte mult la aprovizionarea globală cu zinc. Investigațiile ulterioare ale zonei au dus la o mai bună înțelegere a factorilor complexi care au controlat formarea Câinelui Roșu și a altor depozite și oferă baza pentru evaluarea depozitelor similare din medii geologice similare din altă parte. Alte cercetări curente realizate de USGS implică actualizarea modelelor de depozit de minerale și modele minerale de mediu pentru zinc și alte mărfuri importante fără combustibil și îmbunătățirea tehnicilor utilizate pentru evaluarea potențialului de resurse minerale ascunse. Rezultatele acestei cercetări vor oferi noi informații și vor scădea cantitatea de incertitudine în evaluările viitoare ale resurselor minerale.