Vsebina
- Zgodovinske uporabe cinka
- Sfalerit: primarna ruda
- Rafinirana kovinska kovina
- Uporabe cinka danes
- Od kod prihaja cink?
- Sedimentarni izravni depoziti
- Depoziti vrste doline Mississippi
- Vulkanogeni masivni sulfidni nanosi
- Ponudba cinka in povpraševanje po njem
- Zagotavljanje ustreznih zalog cinka za prihodnost
- Odlagališče svinca in cinka rdečega psa
Cink: Rafinirana cinkova kovina je modro-bela, če je sveže lita; je trda in krhka pri večini temperatur in ima relativno nizka tališča in vrelišča. Avtorske pravice za slike iStockphoto / Svengine.
Zgodovinske uporabe cinka
Stoletja, preden so ga prepoznali kot element, so cink uporabljali za izdelavo medenine (zlitine cinka in bakra) in za medicinske namene. Kovinski cink in cinkov oksid sta bila proizvedena v Indiji nekje med 11. in 14. stoletjem in na Kitajskem v 17. stoletju, čeprav je odkritje čistega kovinskega cinka pripisano nemškemu kemiku Andreasu Marggrafu, ki je element izoliral leta 1746.
Sfalerit: primarna ruda
Sphalerit (cinkov sulfid) je glavni rudni mineral, iz katerega se proizvaja večina cinka na svetu, vendar številni drugi minerali, ki ne vsebujejo sulfida, vsebujejo cink kot glavno sestavino. Velik del zgodnje proizvodnje cinka je bil iz nesulfidnih nahajališč; Ker pa so bili ti viri izčrpani, se je proizvodnja preusmerila na usedline sulfida.V zadnjih 30 letih je napredek v ekstraktivni metalurgiji povzročil ponovno zanimanje za nesulfidna nahajališča cinka.
Cinkanje: Približno polovica proizvedenega cinka se porabi za cinkanje cinka, kar je postopek dodajanja tankih plasti cinka železu ali jeklu, da se prepreči rjavenje. Na tej fotografiji je prikazana površina pločevine s pocinkano cinkovo prevleko. Različne barvne domene na pločevini povzročajo cinkovi kristali v različnih kristalografskih usmeritvah, ki odražajo različne količine svetlobe. Avtorske pravice za slike iStockphoto / Stephen Sweet.
Rafinirana kovinska kovina
Rafinirana cinkova kovina je modro-bela, če je sveže lita; je trda in krhka pri večini temperatur in ima relativno nizka tališča in vrelišča. Zlitine cinka zlahka z drugimi kovinami in so kemično aktivne. Ob izpostavljenosti zraku razvije tanek film sive okside (patina), ki zavira globlje oksidacijo (korozijo) kovine. Odpornost kovin na korozijo je pomembna lastnost njene uporabe.
Zlitine cinka: Druga najpomembnejša uporaba cinka je zlitina; cink se kombinira z bakrom (za oblikovanje medenine) in z drugimi kovinami za tvorbo materialov, ki se uporabljajo v avtomobilih, električnih sestavnih delih in gospodinjskih napeljavah. Avtorske pravice v obliki medeninastih svetilk iStockphoto / Vova Kalina.
Uporabe cinka danes
Cink je trenutno železo, aluminij in baker četrta najpogosteje porabljena kovina na svetu. Ima močne antikorozivne lastnosti in se dobro veže z drugimi kovinami. Posledično približno polovico proizvedenega cinka porabimo za cinkanje cinka, kar je postopek dodajanja tankih plasti cinka železu ali jeklu, da se prepreči rjavenje.
Naslednja vodilna uporaba cinka je kot zlitina; cink se kombinira z bakrom (za oblikovanje medenine) in z drugimi kovinami za tvorbo materialov, ki se uporabljajo v avtomobilih, električnih sestavnih delih in gospodinjskih napeljavah. Tretja pomembna uporaba cinka je v proizvodnji cinkovega oksida (najpomembnejše cinkove kemikalije po količini proizvodnje), ki se uporablja v proizvodnji gume in kot zaščitno mazilo za kožo.
Cink je pomemben tudi za zdravje. Je nujen element za pravilno rast in razvoj ljudi, živali in rastlin. Človeško telo vsebuje med 2 in 3 grami cinka, kolikor je potrebno za pravilno delovanje encima bodys in imunskega sistema. Pomembno je tudi za okus, vonj in celjenje ran. Količine cinka v sledovih se pojavljajo v številnih živilih, kot so ostrige, govedina in arašidi.
Cinkov oksid: Tretja pomembna uporaba cinka je v proizvodnji cinkovega oksida (najpomembnejše cinkove kemikalije po količini proizvodnje), ki se uporablja v proizvodnji gume in kot zaščitno mazilo za kožo. Avtorske pravice za slike z cinkovim oksidom iStockphoto / Demiren.
Od kod prihaja cink?
Raziskave za boljše razumevanje geoloških procesov, ki tvorijo mineralna nahajališča, vključno s cinkom, so pomemben sestavni del USGS programa za mineralne vire. Cink se običajno nahaja v mineralnih nahajališčih, skupaj z drugimi navadnimi kovinami, kot sta baker in svinec. Cink depoziti so na splošno razvrščeni glede na njihov nastanek. Cink se pridobiva predvsem iz treh vrst nahajališč: sedimentni izdih (Sedex), tip doline Mississippi (MVT) in masivni vulkanogeni sulfid (VMS).
Zemljevid proizvodnje cinka: Najpogostejši svetovni proizvajalci cinka v odstotkih svetovne dobave, proizvedeni leta 2010. Podoba na podlagi podatkov v povzetku mineralnih surovin Združenih držav Amerike, januar 2011.
Sedimentarni izravni depoziti
Depozita Sedex predstavljajo več kot 50 odstotkov svetovnih virov cinka in nastanejo, ko hidrotermalne tekočine, bogate s kovinami, izpuščajo v vodni bazen (običajno ocean), kar ima za posledico oborino rudnega materiala v usedlinah po bazenu . Največji svetovni rudnik cinka, rudnik Rdečega psa na Aljaski, je razvit v nahajališču Sedex.
Depoziti vrste doline Mississippi
Depoziti MVT najdemo po vsem svetu in svoje ime dobijo po nahajališčih, ki se pojavljajo na območju ameriške doline Mississippi. Za nahajališča je značilna rudna mineralna zamenjava karbonatne gostiteljske kamnine; pogosto so omejene na en stratigrafski sloj in se razprostirajo na več sto kvadratnih kilometrov. Depoziti MVT so bili glavni vir cinka v ZDA od 19. do sredine 20. stoletja.
Vulkanogeni masivni sulfidni nanosi
V nasprotju s nahajališči Sedex in MVT imajo nahajališča VMS jasno povezavo s podmorskimi vulkanski procesi. Poleg cinka in svinca lahko vsebujejo tudi veliko bakra, zlata in srebra. Morski odprtine "črnega kadilca", odkrite med globokimi oceanskimi ekspedicijami, so primeri, da se danes na morskem dnu oblikujejo nahajališča VMS.
Ponudba cinka in povpraševanje po njem
V letu 2009 je bil cink izkopavan v šestih različnih državah; vendar so ZDA uvozile 76 odstotkov rafiniranega cinka, ki ga uporabljajo doma, predvsem iz Kanade, Mehike, Kazahstana in Republike Koreje, v padajočem vrstnem redu. Potrošnja cinka po vsem svetu je v letu 2008 ostala nespremenjena, saj je povečana poraba v državah z nastajajočimi trgi (na primer Kitajska, Brazilija in Indija) izravnala upadanje potrošnje v Evropi in ZDA, kažejo statistike mednarodnih študijskih skupin za vodstvo in cink.
Čeprav je veliko elementov mogoče uporabiti kot nadomestek cinka v kemičnih, elektronskih in pigmentnih aplikacijah, je povpraševanje po cinkove pocinkane izdelke še vedno veliko, zlasti v regijah, kjer se razvijajo pomembni infrastrukturni projekti. Dramatično povečanje svetovne proizvodnje (ponudbe) in porabe (povpraševanja) cinka v zadnjih 35 letih odraža povpraševanje v prometnih in komunikacijskih sektorjih po avtomobilskih karoserijah, avtocestnih ovirah in pocinkanih železnih konstrukcijah.
Zagotavljanje ustreznih zalog cinka za prihodnost
Za pomoč pri napovedovanju, kje bodo morda prihodnje zaloge cinka, znanstveniki iz USGS preučujejo, kako in kje so koncentrirani viri cinka koncentrirani v zemeljski skorji, in to znanje uporabljajo za oceno verjetnosti, da obstajajo neodkriti viri cinka. USGS je razvil in izpopolnil tehnike za oceno potenciala mineralnih surovin, da bi podprl vodenje zveznih dežel in bolje ocenil razpoložljivost mineralnih surovin v globalnem okviru.
V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je ameriška skupnost za varnostne storitve opravila oceno ameriških virov cinka in ugotovila, da je treba najti dvakrat več cinka, kot je bilo že odkritega. Natančneje, ZDA so ugotovili, da je bilo v ZDA odkritih manj kot 100 milijonov metrskih ton cinka, in ocenili, da je približno 210 milijonov metrskih ton cinka ostalo odkritih.
Ocenjevanje mineralnih virov je dinamično. Ker omogočajo posnetek ob določenem času in stopnji znanja, je treba ocene posodobiti, ko bodo na voljo boljši podatki in razviti novi koncepti. Med izvidniškimi geološkimi preiskavami v poznih šestdesetih letih prejšnjega stoletja so na primer geologi USGS opazili prisotnost široko obarvanega železovega oksida v drenažah zahodnega potoka Brooks na Aljaski.
Odlagališče svinca in cinka rdečega psa
Nadaljnje študije so pripeljale do odkritja nahajališča svinca in cinka Rdeči pas. Konec leta 1990 je po desetih letih raziskovanja in razvoja rudnik Rdeči pas na Aljaski začel proizvoditi in je od takrat veliko prispeval k svetovni oskrbi s cinkom. Poznejše preiskave območja so omogočile boljše razumevanje zapletenih dejavnikov, ki so nadzirali nastanek rdečega psa in drugih nahajališč, in dajejo osnovo za oceno podobnih nahajališč v podobnih geoloških okoljih drugje. Druge trenutne raziskave USGS vključujejo posodobitev modelov mineralnih nahajališč in modelov mineralnega okolja za cink in druga pomembna ne gorivna blaga ter izboljšanje tehnik, uporabljenih za oceno prikritega potenciala mineralnih virov. Rezultati te raziskave bodo zagotovili nove informacije in zmanjšali količino negotovosti pri prihodnjih ocenah mineralnih surovin.