Turinys
- Istorinis cinko panaudojimas
- Sphaleritas: pirminė rūda
- Rafinuotas cinko metalas
- Cinko vartojimas šiandien
- Iš kur atsiranda cinkas?
- Sedimentiniai iškvėpimo indėliai
- Misisipės slėnio tipo indėliai
- Masyvios vulkano sulfidinės nuosėdos
- Cinko tiekimas ir paklausa visame pasaulyje
- Tinkamų cinko atsargų užtikrinimas ateičiai
- Raudonojo šuns švino ir cinko indėlis
Cinkas: Rafinuotas cinko metalas yra melsvai baltas, kai šviežiai liejamas; jis yra kietas ir trapus daugumoje temperatūrų, turi gana žemą lydymosi ir virimo temperatūrą. Vaizdo autorių teisės „iStockphoto“ / „Svengine“.
Istorinis cinko panaudojimas
Prieš šimtmečius, kol jis nebuvo identifikuotas kaip elementas, žalvaris (cinko ir vario lydinys) buvo gaminamas ir medicinos reikmėms. Metalinis cinkas ir cinko oksidas buvo gaminami Indijoje XI – XIV amžiuje ir XVII amžiuje Kinijoje, nors gryno metalo cinko atradimas įskaitytas vokiečių chemikui Andreasui Marggrafui, kuris izoliavo elementą 1746 m.
Sphaleritas: pirminė rūda
Sphaleritas (cinko sulfidas) yra pagrindinis rūdos mineralas, iš kurio gaminamas didžioji dalis pasaulio cinko, tačiau nemažai kitų mineralų, kurių sudėtyje nėra sulfido, yra pagrindinis cinkas. Didžioji ankstyvojo cinko dalis susidarė iš nesulfidinių nuosėdų; tačiau, kadangi šie ištekliai buvo išnaudoti, gamyba perėjo į sulfidų sankaupas.Per pastaruosius 30 metų gavybos metalurgijos pažanga vėl paskatino domėtis nesulfidinio cinko nuosėdomis.
Cinko cinkavimas: Apytiksliai pusė pagaminto cinko yra naudojama cinko galvanizavimui, tai yra procesas, kuriame ploni cinko sluoksniai pridedami prie geležies ar plieno, kad būtų išvengta rūdijimo. Ši nuotrauka rodo metalo lakšto su cinkuoto cinko danga paviršių. Skirtingus spalvos domenus visame lape sukelia cinko kristalai, kurių kristalografinė orientacija yra skirtinga ir atspindi skirtingą šviesos kiekį. Vaizdo autorių teisės „iStockphoto“ / Stephenas Sweet.
Rafinuotas cinko metalas
Rafinuotas cinko metalas yra melsvai baltas, kai šviežiai liejamas; jis yra kietas ir trapus daugumoje temperatūrų, turi gana žemą lydymosi ir virimo temperatūrą. Cinko lydiniai lengvai derinami su kitais metalais ir yra chemiškai aktyvūs. Veikdamas orą, jis sukuria ploną pilkojo oksido plėvelę (patiną), kuri slopina gilesnę metalo oksidaciją (koroziją). Metalų atsparumas korozijai yra svarbi jo naudojimo savybė.
Cinko lydiniai: Antras pagal svarbą cinko panaudojimas yra lydinys; cinkas derinamas su variu (žalvariui formuoti) ir su kitais metalais, kad susidarytų medžiagos, naudojamos automobiliuose, elektriniuose komponentuose ir namų apyvokos reikmenyse. Žalvario armatūros atvaizdo autorinės teisės „iStockphoto“ / „Vova Kalina“.
Cinko vartojimas šiandien
Cinkas šiuo metu yra ketvirtas plačiausiai naudojamas metalas pasaulyje po geležies, aliuminio ir vario. Jis pasižymi stipriomis antikorozinėmis savybėmis ir gerai jungiasi su kitais metalais. Taigi, maždaug pusė pagaminto cinko yra naudojama cinko galvanizavimui, tai yra procesas, kuriame ploni cinko sluoksniai pridedami prie geležies ar plieno, kad būtų išvengta rūdijimo.
Kitas pagrindinis cinko naudojimo būdas yra lydinys; cinkas derinamas su variu (žalvariui formuoti) ir su kitais metalais, kad susidarytų medžiagos, naudojamos automobiliuose, elektriniuose komponentuose ir namų apyvokos reikmenyse. Trečias reikšmingas cinko panaudojimas yra gaminant cinko oksidą (svarbiausią cinko chemikalą pagal gamybos apimtį), kuris naudojamas gumos gamyboje ir kaip apsauginis odos tepalas.
Cinkas taip pat svarbus sveikatai. Tai yra būtinas elementas tinkamam žmonių, gyvūnų ir augalų augimui ir vystymuisi. Suaugusio žmogaus kūne yra nuo 2 iki 3 gramų cinko, o tai yra kiekis, reikalingas organizmo fermentams ir imuninei sistemai tinkamai veikti. Taip pat svarbu skonis, kvapas ir žaizdų gijimas. Daugybė maisto produktų, tokių kaip austrės, jautiena ir žemės riešutai, turi nedaug cinko.
Cinko oksidas: Trečias reikšmingas cinko panaudojimas yra gaminant cinko oksidą (svarbiausią cinko chemikalą pagal gamybos apimtį), kuris naudojamas gumos gamyboje ir kaip apsauginis odos tepalas. Cinko oksido atvaizdo autorinės teisės „iStockphoto / Demiren“.
Iš kur atsiranda cinkas?
Moksliniai tyrimai, skirti geriau suprasti geologinius procesus, kurie sudaro mineralų telkinius, įskaitant cinką, yra svarbi USGS mineralinių išteklių programos dalis. Cinkas paprastai randamas mineralų telkiniuose kartu su kitais netauriaisiais metalais, tokiais kaip varis ir švinas. Cinko nuosėdos klasifikuojamos pagal tai, kaip jos susidaro. Cinkas daugiausia gaminamas iš trijų rūšių telkinių: nuosėdinio iškvėpimo (Sedex), Misisipės slėnio tipo (MVT) ir vulkano masinio sulfido (VMS).
Cinko gamybos žemėlapis: Geriausi pasaulio cinko gamintojai procentais nuo 2010 m. Pagaminto pasaulinio tiekimo. Vaizdas pagrįstas Jungtinių Valstijų geologinio tyrimo mineralinių prekių suvestinės, 2011 m. Sausio mėn., Duomenimis.
Sedimentiniai iškvėpimo indėliai
„Sedex“ nuosėdos sudaro daugiau kaip 50 procentų pasaulio cinko išteklių ir susidaro, kai hidroterminiai skysčiai, kuriuose yra daug metalų, išleidžiami į vandens pripildytą baseiną (paprastai vandenyną), todėl baseino ir grindų nuosėdose gali būti nusodinta rūdos medžiaga. . Pasaulyje didžiausia cinko kasykla, Raudonojo šuns kasykla Aliaskoje, yra sukurta „Sedex“ telkinyje.
Misisipės slėnio tipo indėliai
MVT telkiniai randami visame pasaulyje ir savo vardą gauna iš indėlių, esančių JAV Misisipės slėnio regione. Nuosėdoms būdingas rūdos mineralų pakaitalas karbonatinėje pagrindinėje uolienoje; jie dažnai apsiriboja vienu stratigrafiniu sluoksniu ir tęsiasi šimtus kvadratinių kilometrų. MVT telkiniai buvo pagrindinis cinko šaltinis JAV nuo XIX amžiaus iki XX amžiaus vidurio.
Masyvios vulkano sulfidinės nuosėdos
Priešingai nei Sedex ir MVT telkiniai, LSS telkiniai turi aiškų ryšį su povandeninių ugnikalnių procesais. Be cinko ir švino, juose taip pat gali būti didelis kiekis vario, aukso ir sidabro. „Juodųjų rūkalių“ jūros angos, aptiktos gilių vandenynų ekspedicijų metu, yra LSS telkinių, susidarančių jūros dugne, pavyzdžiai.
Cinko tiekimas ir paklausa visame pasaulyje
2009 m. Cinkas buvo iškasamas šešiose skirtingose valstijose; tačiau Jungtinės Valstijos mažėjančia tvarka importavo 76 procentus rafinuoto vidaus rinkoje naudojamo cinko, visų pirma iš Kanados, Meksikos, Kazachstano ir Korėjos Respublikos. Remiantis Tarptautinės švino ir cinko tyrimų grupės statistika, cinko suvartojimas 2008 m. Išliko stabilus, nes kylančios rinkos šalyse (tokiose kaip Kinija, Brazilija ir Indija) padidėjęs vartojimas kompensuodavo mažėjantį vartojimą Europoje ir JAV.
Nors daugelį elementų galima naudoti kaip cinko pakaitalą chemijos, elektronikos ir pigmento gamyboje, cinkuotų gaminių paklausa išlieka didelė, ypač regionuose, kur plėtojami reikšmingi infrastruktūros projektai. Dramatiškas cinko gamybos (pasiūlos) ir vartojimo (paklausos) padidėjimas per pastaruosius 35 metus atspindi transportavimo ir ryšių sektorių paklausą tokių dalykų kaip automobilių kėbulai, greitkelių užtvarai ir cinkuotos geležies konstrukcijos.
Tinkamų cinko atsargų užtikrinimas ateičiai
Norėdami padėti numatyti, kur ateityje gali būti cinko atsargos, USGS mokslininkai tiria, kaip ir kur sutelkti nustatyti cinko ištekliai Žemės plutoje, ir naudojasi šiomis žiniomis, kad įvertintų neatrastų cinko išteklių egzistavimo tikimybę. USGS sukūrė ir patobulino mineralinių išteklių potencialo įvertinimo metodus, siekdama paremti federalinių žemių valdymą ir geriau įvertinti naudingųjų iškasenų išteklius pasauliniame kontekste.
Dešimtajame dešimtmetyje USGS atliko JAV cinko išteklių vertinimą ir padarė išvadą, kad cinko liko dvigubai daugiau, nei jau buvo nustatyta. Tiksliau, USGS nustatė, kad JAV buvo rasta mažiau nei 100 milijonų tonų cinko, ir apskaičiavo, kad apie 210 milijonų tonų cinko liko neatrasta.
Mineralinių išteklių vertinimas yra dinamiškas. Kadangi vertinimai pateikia momentinį vaizdą tam tikru metu ir žinių lygiu, vertinimai turi būti atnaujinti, nes tampa geresni duomenys ir kuriamos naujos koncepcijos. Pavyzdžiui, septintojo dešimtmečio pabaigoje atlikdami žvalgybinius geologinius tyrimus, USGS geologai pastebėjo platų geležies oksido dažymą Vakarų Brookso diapazono kanalizacijos vietose Aliaskoje.
Raudonojo šuns švino ir cinko indėlis
Tolesni tyrimai leido nustatyti „Red Dog“ švino ir cinko indėlį. 1990 m. Pabaigoje, praėjus 10 metų tyrinėjimo ir plėtros darbui, Raudonojo šuns kasykla Aliaskoje pradėjo gaminti ir nuo to laiko labai prisidėjo prie pasaulinio cinko tiekimo. Vėlesni šios vietovės tyrimai leido geriau suprasti sudėtinius veiksnius, kurie kontroliavo raudonojo šuns ir kitų telkinių susidarymą, ir suteikia pagrindą panašių telkinių, esančių panašioje geologinėje aplinkoje, vertinimui kitur. Kiti dabartiniai USGS tyrimai apima cinko ir kitų svarbių ne degalų mineralų telkinių modelių ir mineralinių aplinkos modelių atnaujinimą ir metodų, naudojamų paslėptų mineralinių išteklių potencialui įvertinti, tobulinimą. Šio tyrimo rezultatai suteiks naujos informacijos ir sumažins neapibrėžtumą būsimų mineralinių išteklių vertinimuose.