Tartalom
- A cink történelmi felhasználása
- Sphalerite: Az elsődleges érc
- Finomított cinkfém
- A cink felhasználása ma
- Honnan származik a cink?
- Üledékes kilégzési betétek
- Mississippi-völgy típusú betétek
- Vulkanogén masszív szulfid lerakódások
- A cink világszerte történő kereslete és kereslete
- Megfelelő cinkkészletek biztosítása a jövő számára
- A Red Dog ólom-cink betét
Cink: A finomított cinkfém kékesfehér, frissen öntve; kemény és törékeny a legtöbb hőmérsékleten, viszonylag alacsony olvadási és forrásponttal rendelkezik. Kép szerzői jog iStockphoto / Svengine.
A cink történelmi felhasználása
A cinket évszázadok óta az elemként történő meghatározásakor réz (cink- és rézötvözet) készítésére és gyógyászati célokra használták. A fémcinkot és a cink-oxidot Indiában a 11. és a 14. században, a 17. században pedig Kínában állították elő, bár a tiszta fémcink felfedezését Andreas Marggraf német vegyésznek adják át, aki 1746-ban elkülönítette az elemet.
Sphalerite: Az elsődleges érc
A szfalerit (cink-szulfid) az elsődleges érc ásvány, amelyből a világ legtöbb cinkét előállítják, ám számos más ásványi anyag, amelyek nem tartalmaznak szulfidot, fő alkotóeleme a cink. A korai cinktermelés nagy része nem szulfid lerakódásokból származott; mivel azonban ezek az erőforrások kimerültek, a termelés a szulfid lerakódásokra változott.Az elmúlt 30 évben az extrakciós kohászat fejlődése megújított érdeklődést eredményezett a nem-szulfid-cink lerakódások iránt.
Cink galvanizálás: A keletkező cink kb. Felét felhasználják a cink galvanizálásában, amely során vékony cinkrétegeket adnak a vashoz vagy acélhoz a rozsda elkerülése érdekében. Ez a fénykép a galvanizált cink bevonattal ellátott fémlemez felületét mutatja. A lap különböző színű doménjeit cinkkristályok okozzák, különböző kristálytani orientációban, különböző fénymennyiséget tükrözve. Kép szerzői jog iStockphoto / Stephen Sweet.
Finomított cinkfém
A finomított cinkfém kékesfehér, frissen öntve; kemény és törékeny a legtöbb hőmérsékleten, viszonylag alacsony olvadási és forrásponttal rendelkezik. A cinkötvözetek könnyen hozzáférhetők más fémekkel és kémiailag aktív. Levegővel szemben vékony, szürke oxidréteget (patinát) képez, amely gátolja a fém mélyebb oxidációját (korrózióját). A fémek korrózióállósága fontos jellemzője annak használatában.
Cinkötvözetek: A cink második legfontosabb felhasználása ötvözet; a cinket rézrel (sárgaréz kialakításához) és más fémekkel kombinálva alapanyagokat képeznek, amelyeket az autóban, az elektromos alkatrészekben és a háztartási készülékekben használnak. Sárgaréz szerelvény kép szerzői jog iStockphoto / Vova Kalina.
A cink felhasználása ma
A cink a vas, alumínium és réz után a világon a negyedik legszélesebb körben felhasznált fém. Erős korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik, és jól kapcsolódik más fémekhez. Következésképpen a keletkező cink kb. Felét felhasználják a cink galvanizálásában, amely során vékony cinkrétegeket adnak a vashoz vagy acélhoz a rozsda elkerülése érdekében.
A cink következő vezető felhasználása ötvözetként; a cinket rézrel (sárgaréz kialakításához) és más fémekkel kombinálva alapanyagokat képeznek, amelyeket az autóban, az elektromos alkatrészekben és a háztartási készülékekben használnak. A cink harmadik jelentős felhasználása a cink-oxid (a termelési mennyiség alapján a legfontosabb vegyi anyag) előállítása, amelyet a gumi gyártásában és bőrvédő kenőcsként használnak.
A cink az egészség szempontjából is fontos. Ez szükséges elem az emberek, állatok és növények megfelelő növekedéséhez és fejlődéséhez. A felnőtt emberi test 2-3 gramm cinket tartalmaz, amely az a mennyiség, amely a bodys enzimek és az immunrendszer megfelelő működéséhez szükséges. Az íz, illat és a sebek gyógyítása szempontjából is fontos. A cink nyomnyi mennyiségben megtalálható számos élelmiszerben, például osztriga, marhahús és földimogyoróban.
Cink-oxid: A cink harmadik jelentős felhasználása a cink-oxid (a termelési volumen szempontjából a legfontosabb vegyi anyag) előállítása, amelyet a gumi gyártásában és bőrvédő kenőcsként használnak. Cink-oxid kép szerzői jog iStockphoto / Demiren.
Honnan származik a cink?
Az ásványi lerakódásokat alkotó geológiai folyamatok - többek között a cink - jobb megértése érdekében végzett kutatás az USGS ásványkincsek programjának fontos alkotóeleme. A cink gyakran megtalálható ásványi lerakódásokban, más nemesfémekkel, például réz és ólom mellett. A cinklerakódásokat nagyjából osztályozzák formájuk alapján. A cinket elsősorban háromféle lerakódásból állítják elő: üledékes exhalatív (Sedex), Mississippi-völgy típusú (MVT) és vulkanogén masszív szulfid (VMS).
Cinkgyártási térkép: A világ legnagyobb cinktermelői a 2010-ben elõállított globális kínálat százalékában. Kép az Egyesült Államok Földtani Felmérésének ásványi alapanyagok összefoglalója, 2011. január adatai alapján.
Üledékes kilégzési betétek
A Sedex-lerakódások a világ cinkkészletének több mint 50% -át teszik ki, és akkor képződnek, amikor a fémben gazdag hidrotermális folyadékok vízbe töltött medencébe (általában egy óceánba) kerülnek, ami az érctartalmú anyag csapadékához vezet a medence-padló üledékekben . A világ legnagyobb cinkbányáját, az alaszkai Red Dog bányát Sedex-lerakódásban fejlesztették ki.
Mississippi-völgy típusú betétek
Az MVT betétek az egész világon megtalálhatók, és nevüket az Egyesült Államok Mississippi-völgyében előforduló betétekről kapják. A lerakódásokra jellemző, hogy a karbonát-gazdag kőzet ásványi anyagcseréje; gyakran egyetlen stratigráfiai rétegre korlátozódnak, és több száz négyzetkilométeren terjednek ki. Az MVT lerakódások a 19. század és a 20. század közepe között az Egyesült Államok egyik fő cinkforrása.
Vulkanogén masszív szulfid lerakódások
A Sedex és az MVT lerakódásokkal ellentétben a VMS lerakódások egyértelmű kapcsolatban vannak a tengeralattjáró vulkáni folyamataival. A cink és az ólom mellett jelentős mennyiségben tartalmazhatnak réz, arany és ezüst tartalmat is. A mélytengeri expedíciók során felfedezett "fekete dohányos" tengeri szellőzőnyílások példái a VMS lerakódások kialakulásának a tengerfenékén.
A cink világszerte történő kereslete és kereslete
2009-ben a cinket hat különböző államban bányászták; az Egyesült Államok azonban a belföldön felhasznált finomított cink 76% -át importált, elsősorban Kanadából, Mexikóból, Kazahsztánból és a Koreai Köztársaságból, csökkenő sorrendben. A cinkfogyasztás világszerte változatlan maradt 2008-ban, mivel a feltörekvő piacokkal rendelkező országok (például Kína, Brazília és India) megnövekedett fogyasztása ellensúlyozta az Európában és az Egyesült Államokban tapasztalható csökkenő fogyasztás mértékét, a Nemzetközi ólom és a cink tanulmányozó csoportjának statisztikái szerint.
Bár sok elem felhasználható a cink helyettesítésére a kémiai, elektronikus és pigment-alkalmazásokban, a cinkkel horganyzott termékek iránti kereslet továbbra is erős, különösen azokban a régiókban, ahol jelentős infrastrukturális projektek fejlesztése zajlik. A cink világszintű termelésének (ellátásának) és fogyasztásának (keresletének) drámai növekedése az elmúlt 35 évben tükrözi a szállítási és kommunikációs ágazat iránti igényt, például az autókarosszériák, az autópálya-akadályok és a horganyzott vasszerkezetek iránt.
Megfelelő cinkkészletek biztosítása a jövő számára
Annak előrejelzésére, hogy hol lehetnek a jövőbeni cinkkészletek, az USGS tudósai tanulmányozzák, hogyan és hol koncentrálódnak az azonosított cinkkészletek a földkéregben, és ezeket az ismereteket használják felfedezni a fel nem fedezett cinkkészletek fennállásának valószínűségét. Az ásványi erőforrások potenciáljának felmérésére szolgáló technikákat az USGS fejlesztette ki és finomította a szövetségi területek irányításának támogatása és az ásványi erőforrások rendelkezésre állásának globális összefüggésben való jobb értékelése érdekében.
Az 1990-es években az USGS értékelte az Egyesült Államok cinkkészleteit és arra a következtetésre jutott, hogy kétszer annyi cink maradt fenn, mint amit már fedeztek fel. Pontosabban, az USGS megállapította, hogy kevesebb, mint 100 millió metrikus tonna cinket fedeztek fel az Egyesült Államokban, és becslések szerint mintegy 210 millió tonna cink maradt felfedezetlen.
Az ásványi erőforrások felmérése dinamikus. Mivel pillanatképet nyújtanak egy adott időben és az ismeretek szintjén, az értékeléseket frissíteni kell, mivel jobb adatok állnak rendelkezésre és új koncepciók kerülnek kidolgozásra. Például az 1960-as évek végén végzett felderítő geológiai kutatások során az USGS geológusai megfigyelték, hogy az alaszkai nyugati Brooks-hegység csatornáiban széles körben elterjedt vas-oxidfesték van jelen.
A Red Dog ólom-cink betét
A nyomon követési vizsgálatok a Red Dog ólom-cink lerakódásának felfedezéséhez vezettek. 1990 végén, tízéves kutatási és fejlesztési munka után az alaszkai Red Dog bánya termelést indított és azóta nagymértékben hozzájárult a cink globális ellátásához. A terület későbbi vizsgálata eredményeként jobban megértették a vörös kutya és más lerakódások kialakulását ellenőrző komplex tényezőket, és alapot nyújtanak a hasonló lerakódások értékeléséhez hasonló geológiai környezetben másutt. Az USGS másik jelenlegi kutatása magában foglalja az ásványkincsek és az ásványi környezeti modellek frissítését a cinkre és más fontos üzemanyagokra, valamint az elrejtett ásványi erőforrások potenciáljának felmérésére használt technikák fejlesztésére. A kutatás eredményei új információkat szolgáltatnak és csökkentik a bizonytalanság mértékét az ásványi erőforrások jövőbeni értékelésében.