Съдържание
- Исторически употреби на цинк
- Сфалерит: Първичната руда
- Рафиниран цинков метал
- Употреби на цинк днес
- Откъде идва цинкът?
- Седиментарни екзалативни депозити
- Депозити от долината на Мисисипи
- Вулканогенни масивни сулфидни отлагания
- Световна доставка и търсене на цинк
- Осигуряване на адекватни доставки на цинк за бъдещето
- Депозит на оловно-цинковото червено куче
цинк: Рафинираният цинков метал е синкаво-бял при прясно отливане; той е твърд и чуплив при повечето температури и има сравнително ниски температури на топене и кипене. Авторско право iStockphoto / Svengine.
Исторически употреби на цинк
Векове преди да бъде идентифициран като елемент, цинкът се използва за направата на месинг (сплав от цинк и мед) и за медицински цели. Металният цинк и цинковият оксид са произведени в Индия между 11 и 14 век и в Китай през 17 век, въпреки че откритието на чистия метален цинк е кредитирано на немския химик Андреас Марграф, който изолира елемента през 1746 година.
Сфалерит: Първичната руда
Сфалерит (цинков сулфид) е основният руден минерал, от който се произвежда цинкът в повечето от света, но редица други минерали, които не съдържат сулфид, съдържат цинк като основен компонент. Голяма част от ранното производство на цинк е от несулфидни находища; Въпреки това, тъй като тези ресурси са изчерпани, производството се насочва към сулфидни находища.През последните 30 години напредъкът в добивната металургия доведе до подновен интерес към несъдържащите се цинкови находища.
Поцинковане на цинк: Около половината от произведения цинк се използва за цинково поцинковане, което е процесът на добавяне на тънки слоеве цинк към желязо или стомана, за да се предотврати ръжда. Тази снимка показва повърхността на лист метал с поцинковано цинково покритие. Различните цветови домейни в целия лист се причиняват от цинкови кристали в различни кристалографски ориентации, отразяващи различни количества светлина. Авторско право на iStockphoto / Stephen Sweet.
Рафиниран цинков метал
Рафинираният цинков метал е синкаво-бял при прясно отливане; той е твърд и чуплив при повечето температури и има сравнително ниски температури на топене и кипене. Цинкови сплави лесно с други метали и са химически активни. При излагане на въздух той развива тънък сив оксиден филм (патина), който инхибира по-дълбокото окисляване (корозия) на метала. Устойчивостта на металите към корозия е важна характеристика при нейното използване.
Цинкови сплави: Втората водеща употреба на цинк е като сплав; цинкът се комбинира с мед (за образуване на месинг) и с други метали за образуване на материали, които се използват в автомобили, електрически компоненти и домакински тела. Месингова снимка за закрепване на авторско право iStockphoto / Vova Kalina.
Употреби на цинк днес
В момента цинкът е четвъртият най-консумиран метал в света след желязо, алуминий и мед. Има силни антикорозионни свойства и се свързва добре с други метали. Следователно, около половината от произведения цинк се използва за цинково поцинковане, което е процесът на добавяне на тънки слоеве цинк към желязо или стомана за предотвратяване на ръжда.
Следващата водеща употреба на цинк е като сплав; цинкът се комбинира с мед (за образуване на месинг) и с други метали за образуване на материали, които се използват в автомобили, електрически компоненти и домакински тела. Трето значително използване на цинка е в производството на цинков оксид (най-важният цинков химикал по обем на производство), който се използва в производството на каучук и като защитен мехлем за кожа.
Цинкът също е важен за здравето. Той е необходим елемент за правилния растеж и развитие на хората, животните и растенията. Човешкото тяло на възрастните съдържа между 2 и 3 грама цинк, което е количеството, необходимо за ензимите на bodys и имунната система, за да функционират правилно. Също така е важно за вкуса, миризмата и за заздравяването на рани. Следените количества цинк се срещат в много храни, като стриди, говеждо месо и фъстъци.
Цинков оксид: Третата значима употреба на цинка е в производството на цинков оксид (най-важният цинков химикал по обем на производство), който се използва в производството на каучук и като защитен мехлем за кожа. Авторско право на цинков оксид iStockphoto / Demiren.
Откъде идва цинкът?
Изследванията за по-добро разбиране на геоложките процеси, които образуват минерални залежи, включително тези на цинк, са важен компонент на Програмата за минерални ресурси на USGS. Цинкът обикновено се намира в минерални находища, заедно с други основни метали, като мед и олово. Цинковите отлагания се класифицират в голяма степен въз основа на начина на формирането им. Цинкът се произвежда главно от три вида находища: утаечни издишащи (Sedex), тип долината на Мисисипи (MVT) и вулканогенен масивен сулфид (VMS).
Карта за производство на цинк: Най-добрите световни производители на цинк в проценти от световните доставки, произведени през 2010 г. Образ на базата на данни в обобщението на минералните стоки на САЩ за геоложки проучвания, януари 2011 г.
Седиментарни екзалативни депозити
Депозитите на Sedex представляват повече от 50 процента от световните цинкови ресурси и се образуват, когато богати на метали хидротермални флуиди се изпускат в водонапълнен басейн (обикновено океан), което води до утаяване на рудоносим материал в басейните на дъното , Най-големият рудник на цинк в света, рудникът „Червено куче“ в Аляска, е разработен в находище на Седекс.
Депозити от долината на Мисисипи
MVT депозитите се срещат по целия свят и получават името си от находища, които се срещат в района на долината на Мисисипи в Съединените щати. Находищата се характеризират с руден минерален заместител на карбонатната гостоприемна скала; те често са ограничени до един стратиграфски слой и се простират на стотици квадратни километри. MVT находищата са основен източник на цинк в Съединените щати от 19-ти до средата на 20-ти век.
Вулканогенни масивни сулфидни отлагания
За разлика от находищата на Sedex и MVT, VMS депозитите имат ясна връзка с подводните вулканични процеси. Те могат да съдържат значителни количества мед, злато и сребро в допълнение към цинка и оловото. Откритите по време на дълбоки океански експедиции отвори за „черен пушач“ са примери за формиране на находища на VMS на морското дъно днес.
Световна доставка и търсене на цинк
През 2009 г. цинкът е добиван в шест различни държави; Съединените щати обаче са внесли 76 процента от рафинирания цинк, използван вътрешно, предимно от Канада, Мексико, Казахстан и Република Корея, в низходящ ред. Консумацията на цинк в световен мащаб остава стабилна през 2008 г., тъй като увеличеното потребление в страни с нововъзникващи пазари (като Китай, Бразилия и Индия) компенсира намаляващото потребление в Европа и Съединените щати, сочат данните на Международната статистическа група за олово и цинк.
Въпреки че много елементи могат да бъдат използвани като заместител на цинка при химически, електронни и пигментни приложения, търсенето на цинкови поцинковани продукти остава силно, особено в региони, където се разработват значителни инфраструктурни проекти. Драматичното увеличение на световното производство (предлагане) и потребление (търсене) на цинк през последните 35 години отразява търсенето в секторите на транспорта и комуникациите за такива неща, като автомобилни каросерии, бариери на магистрала и поцинковани железни конструкции.
Осигуряване на адекватни доставки на цинк за бъдещето
За да предскажат къде могат да бъдат разположени бъдещите запаси от цинк, учените от USGS изучават как и къде идентифицираните цинкови ресурси са концентрирани в земната кора и използват тези знания, за да оценят вероятността от неоткрити ресурси на цинк. Техниките за оценка на потенциала за минерални ресурси са разработени и усъвършенствани от USGS за подпомагане управлението на федералните земи и за по-добра оценка на наличието на минерални ресурси в глобален контекст.
През 90-те години USGS направи оценка на американските цинкови ресурси и стигна до заключението, че остава да се намери два пъти повече цинк, отколкото вече е открит. По-конкретно, USGS установи, че в САЩ са открити по-малко от 100 милиона метрични тона цинк и изчисли, че около 210 милиона метрични тона цинк са останали неоткрити.
Оценките на минералните ресурси са динамични. Тъй като те предоставят моментна снимка в определен момент и ниво на познание, оценките трябва да се актуализират, тъй като стават по-добри данни и се разработват нови концепции. Например, по време на разузнавателните геоложки проучвания в края на 60-те години на миналия век геолозите на USGS отбелязват наличието на широко разпространено оцветяване на железен оксид в дренажите на западната верига Брукс, Аляска.
Депозит на оловно-цинковото червено куче
Последващи проучвания доведоха до откриването на оловно-цинковото находище на Червеното куче. В края на 1990 г., след 10 години проучване и развойна дейност, рудникът „Червеното куче“ в Аляска влезе в производство и оттогава допринесе много за световната доставка на цинк. Последвалите проучвания на района доведоха до по-добро разбиране на сложните фактори, които контролираха образуването на Червено куче и други находища и дават основа за оценка на подобни находища в подобни геоложки среди другаде. Други текущи изследвания на USGS включват актуализиране на модели на минерални находища и модели на минерална среда за цинк и други важни не горивни стоки и подобряване на техниките, използвани за оценка на скрития потенциал за минерални ресурси. Резултатите от това изследване ще предоставят нова информация и ще намалят степента на несигурност при бъдещи оценки на минералните ресурси.