Kovy

Použití zinku



Kov, který je klíčem k prevenci koroze


Zveřejněno v Údajovém listu geologického průzkumu Spojených států 2011-3016 S.J. Kropschot a Jeff L. Doebrich

Zinek: Rafinovaný kov zinku je modře bílý, když je čerstvě litý; je tvrdý a křehký při většině teplot a má relativně nízké teploty tání a teploty varu.

Historické využití zinku

Století před tím, než byl identifikován jako prvek, byl zinek používán k výrobě mosazi (slitina zinku a mědi) a pro léčebné účely. Kovový zinek a oxid zinečnatý byly vyráběny v Indii někdy mezi 11. a 14. stoletím a v Číně v 17. století, ačkoli objev čistého kovového zinku je připisován německému chemikovi Andreasovi Marggrafovi, který tento prvek izoloval v roce 1746.

Sfalerit: Primární ruda

Sfalerit (sulfid zinečnatý) je primární rudný minerál, ze kterého se vyrábí většina světového zinku, ale řada dalších minerálů, které neobsahují sulfid, obsahuje zinek jako hlavní složku. Hodně z rané výroby zinku pocházelo z nesulfidových ložisek; nicméně, protože tyto zdroje byly vyčerpány, výroba se přesunula na depozice sulfidů. V posledních 30 letech vedly pokroky v těžební metalurgii k obnovení zájmu o depozice sulfidu zinku.

Galvanizace zinku: Přibližně polovina vyrobeného zinku se používá při galvanizaci zinku, což je proces přidávání tenkých vrstev zinku do železa nebo oceli, aby se zabránilo korozi. Tato fotografie ukazuje povrch kovového plechu s galvanickým zinkem. Různé barevné domény v archu jsou způsobeny krystaly zinku v různých krystalografických orientacích odrážejících různá množství světla.

Rafinovaný kovový zinek

Rafinovaný kov zinku je modře bílý, když je čerstvě litý; je tvrdý a křehký při většině teplot a má relativně nízké teploty tání a teploty varu. Slitiny zinku snadno s jinými kovy a je chemicky aktivní. Při vystavení vzduchu vyvíjí tenký šedý oxidový film (patina), který inhibuje hlubší oxidaci (korozi) kovu. Odolnost kovu vůči korozi je důležitou vlastností jeho použití.

Slitiny zinku: Druhé hlavní použití zinku je jako slitina; zinek je kombinován s mědí (za vzniku mosazi) as dalšími kovy za vzniku materiálů, které se používají v automobilech, elektrických součástkách a domácích přípravcích. Mosazné příslušenství

Použití zinku dnes

Zinek je v současnosti čtvrtým nejrozšířenějším kovem na světě po železě, hliníku a mědi. Má silné antikorozní vlastnosti a dobře se váže s jinými kovy. V důsledku toho se přibližně polovina vyrobeného zinku používá při galvanizaci zinku, což je proces přidávání tenkých vrstev zinku do železa nebo oceli, aby se zabránilo korozi.

Další hlavní použití zinku je jako slitina; zinek je kombinován s mědí (za vzniku mosazi) as dalšími kovy za vzniku materiálů, které se používají v automobilech, elektrických součástkách a domácích přípravcích. Třetí významné použití zinku je při výrobě oxidu zinečnatého (nejdůležitější chemická látka zinku podle objemu výroby), která se používá při výrobě kaučuku a jako ochranná kožní mast.

Zinek je také důležitý pro zdraví. Je to nezbytný prvek pro správný růst a vývoj lidí, zvířat a rostlin. Dospělé lidské tělo obsahuje mezi 2 a 3 gramy zinku, což je množství potřebné pro správnou funkci enzymů a imunitního systému těla. Je také důležitá pro chuť, vůni a hojení ran. Stopová množství zinku se vyskytují v mnoha potravinách, jako jsou ústřice, hovězí maso a arašídy.

Oxid zinečnatý: Třetí významné použití zinku je při výrobě oxidu zinečnatého (nejdůležitější chemická látka zinku podle objemu výroby), která se používá při výrobě kaučuku a jako ochranná kožní mast. Oxid zinečnatý

Odkud pochází zinek?

Výzkum za účelem lepšího porozumění geologickým procesům, které tvoří ložiska nerostných surovin, včetně zinek, je důležitou součástí programu pro nerostné zdroje USGS. Zinek se běžně vyskytuje v ložiscích nerostů spolu s jinými základními kovy, jako je měď a olovo. Ložiska zinku jsou široce klasifikována na základě jejich tvorby. Zinek se vyrábí hlavně ze tří typů ložisek: sedimentární výdech (Sedex), typ Mississippi Valley (MVT) a vulkanogenní masivní sulfid (VMS).

Mapa výroby zinku: Světoví špičkoví producenti zinku v procentech celosvětové nabídky vyrobené v roce 2010. Obrázek vychází z údajů v souhrnu minerálních komodit Spojených států o geologických průzkumech, leden 2011.

Sedimentární výdechové vklady

Sedexová ložiska představují více než 50 procent světových zdrojů zinku a vytvářejí se, když se hydrotermální tekutiny bohaté na kovy uvolňují do povodí naplněného vodou (obvykle do oceánu), což má za následek vysrážení materiálu obsahujícího rudy v sedimentech v povodí. . Největší zinkový důl na světě, důl Red Dog na Aljašce, je vyvinut v ložisku Sedex.

Vklady typu Mississippi Valley

Vklady MVT se nacházejí po celém světě a pojmenovávají se z vkladů, které se vyskytují v oblasti Mississippi Valley ve Spojených státech. Vklady jsou charakterizovány rudnou minerální náhradou uhličitanové hostitelské horniny; často jsou omezeny na jednu stratigrafickou vrstvu a rozprostírají se přes stovky čtverečních kilometrů. Vklady MVT byly ve Spojených státech hlavním zdrojem zinku od 19. století do poloviny 20. století.

Vulkanogenní masivní sulfidové depozity

Na rozdíl od ložisek Sedex a MVT mají ložiska VMS jasné spojení s podmořskými vulkanickými procesy. Kromě zinku a olova mohou také obsahovat značné množství mědi, zlata a stříbra. "Černé kuřáky" mořské průduchy objevené během expedic hlubokého oceánu jsou příklady ložisek VMS, které se dnes formují na mořském dně.

Výroba a zásoby zinku

ZeměVýrobaRezervy
Spojené státy72012,000
Austrálie1,45053,000
Bolívie4306,000
Kanada6706,000
Čína3,50042,000
Indie75011,000
Irsko3502,000
Kazachstán48016,000
Mexiko55015,000
Peru1,52023,000
Ostatní země1,58062,000
Celkový (zaoblený)12,000250,000
Data jsou v tisících metrických tunách. Data ze souhrnu minerálních komodit USGS, leden 2011.

Celosvětová nabídka a poptávka po zinku

V roce 2009 se zinek těžil v šesti různých státech; Spojené státy však dovážely 76 procent rafinovaného zinku používaného na domácím trhu, zejména z Kanady, Mexika, Kazachstánu a Korejské republiky, v sestupném pořadí. Celosvětová spotřeba zinku zůstala v roce 2008 stabilní, protože zvýšená spotřeba v zemích s rozvíjejícími se trhy (jako je Čína, Brazílie a Indie) kompenzovala klesající spotřebu v Evropě a ve Spojených státech, podle statistik Mezinárodní studijní skupiny olova a zinku.

Ačkoli mnoho prvků může být použito jako náhrada za zinek v chemických, elektronických a pigmentových aplikacích, poptávka po zinkových galvanizovaných produktech zůstává silná, zejména v regionech, kde se vyvíjejí významné projekty v oblasti infrastruktury. Dramatický nárůst světové produkce (nabídky) a spotřeby (poptávky) zinku v posledních 35 letech odráží poptávku v dopravních a komunikačních odvětvích po takových věcech, jako jsou automobilové karoserie, dálniční bariéry a galvanizované železné konstrukce.

Více informací
1 Výroba a spotřeba zinku
2 Hodnocení neobjevených ložisek zlata, stříbra, mědi, olova a zinku ve Spojených státech
3 model vkladu olova a zinku typu Mississippi Valley
4 Sedimentární výdechový model depozitu zinku, olova a zlata
5 Model vulkanogenního masivního ukládání sulfidů

Zajištění přiměřených dodávek zinku pro budoucnost

Vědci USGS studují, jak a kde jsou identifikované zdroje zinku soustředěny v zemské kůře, a pomocí těchto znalostí posoudit pravděpodobnost, že budou existovat neobjevené zdroje zinku. Techniky posuzování potenciálu nerostných zdrojů byly vyvinuty a zdokonaleny USGS, aby podpořily správcovství spolkových zemí a lépe vyhodnotily dostupnost nerostných zdrojů v globálním kontextu.

V 90. letech provedla USGS hodnocení zdrojů zinku v USA a dospěla k závěru, že dvojnásobné množství zinku zbývá najít, jak již bylo objeveno. Konkrétně USGS zjistilo, že ve Spojených státech bylo objeveno méně než 100 milionů metrických tun zinku, a odhaduje se, že asi 210 milionů metrických tun zinku zůstalo neobjeveno.

Hodnocení nerostných zdrojů je dynamické. Protože poskytují snímek v určitém čase a na úrovni znalostí, musí být hodnocení aktualizována, jakmile budou k dispozici lepší data a budou vyvíjeny nové koncepty. Například během průzkumných geologických průzkumů koncem 60. let geologové USGS zaznamenali přítomnost rozšířeného barvení oxidem železa v drenážích na západním Brooks Range na Aljašce.

Uložení olova a zinku červeného psa

Následné studie vedly k objevu olova a zinku z rudého psa. Na konci roku 1990, po 10 letech průzkumných a vývojových prací, šel důl Red Dog na Aljašce do výroby a od té doby významně přispěl k celosvětové dodávce zinku. Následné průzkumy oblasti vedly k lepšímu pochopení složitých faktorů, které řídily tvorbu Red Dog a dalších ložisek, a poskytují základ pro hodnocení podobných ložisek v podobných geologických prostředích jinde. Další současný výzkum USGS zahrnuje aktualizaci modelů ložisek nerostných surovin a modelů životního prostředí pro zinek a jiné důležité komodity bez paliva a zlepšení technik používaných k posouzení skrytého potenciálu zdrojů nerostných surovin. Výsledky tohoto výzkumu přinesou nové informace a sníží míru nejistoty při budoucích hodnoceních nerostných zdrojů.