Content
- Usos històrics del zinc
- Esfererita: el mineral primari
- Refinat Metall de zinc
- Usos del zinc en l’actualitat
- D’on prové el zinc?
- Dipòsits exhalatius sedimentaris
- Dipòsits de tipus vall de Mississipí
- Dipòsits massius volcògens de sulfur
- Oferta mundial i demanda de zinc
- Garantir subministraments adequats de zinc per al futur
- Dipòsit de plom-perro vermell
Zinc: El metall refinat de zinc és de color blau blavós quan es fa fos és dur i trencadís a la majoria de les temperatures i té punts de fusió i ebullició relativament baixos. Copyright de la imatge iStockphoto / Svengine.
Usos històrics del zinc
Segles abans que s’identifiqués com a element, s’utilitzava el zinc per fabricar llautó (un aliatge de zinc i coure) i per a fins medicinals. El zinc metàl·lic i l’òxid de zinc es van produir a l’Índia en algun moment entre els segles XI i XIV i a la Xina al segle XVII, tot i que el descobriment de zinc metàl·lic pur s’acredita al químic alemany Andreas Marggraf, que va aïllar l’element el 1746.
Esfererita: el mineral primari
L’esfalerita (sulfur de zinc) és el mineral primari del mineral a partir del qual es produeix la majoria de zinc del món, però una sèrie d’altres minerals que no contenen sulfur contenen zinc com a component principal. Gran part de la producció primerenca de zinc provenia de dipòsits de no sulfurs; tanmateix, a mesura que es van exhaurir aquests recursos, la producció va passar a dipòsits de sulfur.En els darrers 30 anys, els avenços en metal·lúrgia extractiva han donat com a resultat un interès renovat en els dipòsits de zinc no sulfurós.
Galvanitzat de zinc: Aproximadament la meitat del zinc que es produeix s’utilitza per galvanitzar el zinc, que és el procés d’afegir capes fines de zinc al ferro o a l’acer per evitar que s’oxidi. Aquesta foto mostra la superfície d’una làmina de metall amb un recobriment de zinc galvanitzat. Els diferents dominis de color de la làmina són causats per cristalls de zinc en diferents orientacions cristal·logràfiques que reflecteixen diferents quantitats de llum. Copyright de la imatge iStockphoto / Stephen Sweet.
Refinat Metall de zinc
El metall refinat de zinc és de color blau blavós quan es fa fos és dur i trencadís a la majoria de les temperatures i té punts de fusió i ebullició relativament baixos. Aliatges de zinc fàcilment amb altres metalls i és químicament actiu. A l’exposició a l’aire, desenvolupa una fina pel·lícula d’òxid gris (pàtina), que inhibeix l’oxidació (corrosió) més profunda del metall. La resistència dels metalls a la corrosió és una característica important en el seu ús.
Aliatges de zinc: El segon ús líder del zinc és com a aliatge; el zinc es combina amb el coure (per formar llautó) i amb altres metalls per formar materials que s'utilitzen en automòbils, components elèctrics i accessoris domèstics. Imatge de llautó sobre copyright de iStockphoto / Vova Kalina.
Usos del zinc en l’actualitat
Actualment el zinc és el quart metall més consumit al món després del ferro, l’alumini i el coure. Té propietats anticorrosives fortes i enllaça bé amb altres metalls. En conseqüència, aproximadament la meitat del zinc que es produeix s’utilitza per galvanitzar el zinc, que és el procés d’afegir capes fines de zinc al ferro o a l’acer per evitar que s’oxidi.
El següent ús líder del zinc és com a aliatge; el zinc es combina amb el coure (per formar llautó) i amb altres metalls per formar materials que s'utilitzen en automòbils, components elèctrics i accessoris domèstics. Un tercer ús significatiu del zinc és la producció d’òxid de zinc (el producte químic de zinc més important pel volum de producció), que s’utilitza en la fabricació de cautxú i com a ungüent protector de pell.
El zinc també és important per a la salut. És un element necessari per al correcte creixement i desenvolupament d’humans, animals i plantes. El cos humà adult conté entre 2 i 3 grams de zinc, que és la quantitat necessària perquè els enzims corporals i el sistema immune funcionin correctament. També és important per al sabor, l’olfacte i per curar ferides. Molts aliments es produeixen traces de zinc, com ostres, vedella i cacauets.
Idexid de zinc: El tercer ús significatiu del zinc és en la producció d’òxid de zinc (el producte químic de zinc més important pel volum de producció), que s’utilitza en la fabricació de cautxú i com a ungüent protector de pell. Imatge d’òxid de zinc copyright Copyright iStockphoto / Demiren.
D’on prové el zinc?
La investigació per comprendre millor els processos geològics que formen dipòsits minerals, inclosos els de zinc, és un component important del Programa de Recursos Minerals USGS. El zinc es troba habitualment en dipòsits minerals juntament amb altres metalls base, com el coure i el plom. Els dipòsits de zinc es classifiquen àmpliament en funció de la forma en què es formen. El zinc es produeix principalment a partir de tres tipus de dipòsits: exhalatiu sedimentari (Sedex), tipus Mississippi Valley (MVT) i sulfur massiu volcànic (VMS).
Mapa de producció de zinc: Els principals productors mundials de zinc en un percentatge de l’oferta mundial produïda el 2010. Imatge basada en dades del Resum de matèries minerals de l’Enquesta Geològica dels Estats Units, gener de 2011.
Dipòsits exhalatius sedimentaris
Els dipòsits de Sedex representen més del 50 per cent dels recursos mundials de zinc i es formen quan els líquids hidrotèrmics rics en metalls són alliberats a una conca plena d’aigua (normalment un oceà), la qual cosa produeix la precipitació de material portador de mineral dins dels sediments del sòl de conca . La mina de zinc més gran del món, la mina Red Dog d'Alaska, es desenvolupa en un dipòsit Sedex.
Dipòsits de tipus vall de Mississipí
Els dipòsits de MVT es troben a tot el món i obtenen el seu nom de dipòsits que es produeixen a la regió de la Vall de Mississipí dels Estats Units. Els dipòsits es caracteritzen per la substitució de minerals de mineral de la roca hoste del carbonat; sovint es limiten a una sola capa estratigràfica i s’estenen per centenars de quilòmetres quadrats. Els dipòsits de MVT van constituir una font important de zinc als Estats Units des del segle XIX fins a mitjan segle XX.
Dipòsits massius volcògens de sulfur
En contrast amb els dipòsits Sedex i MVT, els dipòsits de VMS tenen una clara associació amb els processos volcànics submarins. També poden contenir quantitats importants de coure, or i plata a més de zinc i plom. Les sortides de mar de "fumador negre" descobertes durant les expedicions a l'oceà profund són exemples de dipòsits de VMS que s'estan formant al fons marí actualment.
Oferta mundial i demanda de zinc
El 2009 es va extreure el zinc a sis Estats diferents; tanmateix, els Estats Units van importar el 76 per cent del zinc refinat utilitzat nacionalment, principalment de Canadà, Mèxic, Kazakhstan i la República de Corea, per ordre descendent. El consum mundial de zinc es va mantenir constant el 2008, ja que el consum més gran dels països amb mercats emergents (com la Xina, el Brasil i l’Índia) va compensar la disminució del consum a Europa i els Estats Units, segons les estadístiques del International Lead and Zinc Study Group.
Tot i que es poden utilitzar molts elements com a substitut del zinc en aplicacions químiques, electròniques i de pigments, la demanda de productes galvanitzats amb zinc continua sent forta, especialment en les regions on s'estan desenvolupant importants projectes d'infraestructura. El dramàtic augment de la producció (oferta) i el consum (demanda) de zinc en els darrers 35 anys reflecteix la demanda en els sectors del transport i les comunicacions per a coses com carrosseries d'automòbils, barreres d'autopista i estructures de ferro galvanitzat.
Garantir subministraments adequats de zinc per al futur
Per ajudar a predir on es poden localitzar els subministraments de zinc futurs, els científics de la USGS estudien com i on es concentren els recursos de zinc identificats a l'escorça terrestre i utilitzen aquest coneixement per avaluar la probabilitat que existeixin recursos de zinc no descoberts. Els USGS han desenvolupat i perfeccionat tècniques per avaluar el potencial dels recursos minerals per donar suport a la gestió de les terres federals i per avaluar millor la disponibilitat de recursos minerals en un context global.
Als anys noranta, la USGS va realitzar una avaluació dels recursos de zinc dels EUA i va arribar a la conclusió que quedava el doble de zinc que ja s’havia descobert. Concretament, l’USGS va trobar que s’havien descobert menys de 100 milions de tones mètriques de zinc als Estats Units i van estimar que uns 210 milions de tones mètriques de zinc romanien encara no descobertes.
Les avaluacions de recursos minerals són dinàmiques. Com que proporcionen una instantània en un moment i nivell de coneixement determinats, les avaluacions s’han d’actualitzar a mesura que es disposin de millors dades i es desenvolupin nous conceptes. Per exemple, durant les investigacions geològiques de reconeixement a finals dels anys seixanta, els geòlegs de la USGS van observar la presència d'una taca generalitzada d'òxids de ferro als desguassos de la serralada occidental de Brooks, Alaska.
Dipòsit de plom-perro vermell
Estudis de seguiment van conduir al descobriment del dipòsit de plom-zinc de Red Dog. A finals de 1990, després de deu anys d’exploració i desenvolupament, la mina Red Dog d’Alaska va entrar en producció i des d’aleshores ha contribuït molt a l’abastament global de zinc. Les investigacions posteriors de la zona han donat lloc a un millor coneixement dels factors complexos que controlaven la formació de Red Dog i altres dipòsits i proporcionen les bases per a l'avaluació de dipòsits similars en entorns geològics similars en altres llocs. Una altra investigació actual de l’USGS inclou l’actualització de models de dipòsits de minerals i models ambientals minerals de zinc i d’altres productes bàsics no combustibles i la millora de les tècniques que s’utilitzen per avaluar el potencial ocult de recursos minerals. Els resultats d'aquesta investigació proporcionaran informació nova i disminuirà la quantitat d'incertesa en les futures avaluacions de recursos minerals.