Metallid

Tsingi kasutusalad

Tsingi kasutusalad



Metall, mis on korrosiooni vältimise võti


Taas avaldatud S.J. USA geoloogiakeskuse teabelehelt 2011-3016. Kropschot ja Jeff L. Doebrich

Tsink: Rafineeritud tsinkmetall on värskelt valatud sinakasvalge; see on kõva ja rabe enamikul temperatuuridel ning sellel on suhteliselt madal sulamis- ja keemistemperatuur.

Tsingi ajaloolised kasutusalad

Sajandeid enne selle elemendi määratlemist kasutati tsinki messingist (tsingi ja vase sulam) ning meditsiiniliseks otstarbeks. Metallilist tsinki ja tsinkoksiidi toodeti Indias millalgi 11. – 14. Sajandil ja Hiinas 17. sajandil, ehkki puhta metallilise tsingi leidmist krediteeritakse saksa keemikule Andreas Marggrafile, kes eraldas selle elemendi 1746. aastal.

Sphaleriit: primaarmaak

Sphaleriit (tsinksulfiid) on peamine maagi mineraal, millest toodetakse enamus maailma tsingist, kuid mitmed muud mineraalid, mis ei sisalda sulfiidi, sisaldavad põhikomponendina tsinki. Suur osa varasest tsingi tootmisest oli mittesulfiidladestustest; kuna need ressursid olid ammendatud, nihkus tootmine aga sulfiidide ladestumisele. Viimase 30 aasta jooksul on kaevandamismetallurgias tehtud edusammud viinud taas tähelepanu huvides mittesulfiidsingi tsingimaardlate vastu.

Tsingi tsinkimine: Ligikaudu pool toodetud tsingist kasutatakse tsingi galvaniseerimisel, mille käigus roostetamise vältimiseks lisatakse rauale või terasele õhukesed tsingikihid. Sellel fotol on galvaniseeritud tsinkkattega metallpleki pind. Lehe erinevad värvidomeenid on põhjustatud erineva kristallograafilise orientatsiooniga tsinkkristallidest, mis peegeldavad erinevat valgust.

Rafineeritud tsinkmetall

Rafineeritud tsinkmetall on värskelt valatud sinakasvalge; see on kõva ja rabe enamikul temperatuuridel ning sellel on suhteliselt madal sulamis- ja keemistemperatuur. Tsingi sulamid hõlpsalt koos teiste metallidega ja on keemiliselt aktiivsed. Õhu käes tekib see õhuke halloksiidkile (patina), mis pärsib metalli sügavamat oksüdeerumist (korrosiooni). Metalli vastupidavus korrosioonile on selle kasutamisel oluline omadus.

Tsingisulamid: Tsingi teisel kohal on sulam; tsink on kombineeritud vaskega (moodustades messingist) ja teiste metallidega, et moodustada materjale, mida kasutatakse autodes, elektrilistes osades ja majapidamises. Messingist kinnitus

Tsingi kasutusalad tänapäeval

Tsink on praegu raua, alumiiniumi ja vase järel maailmas suuruselt neljas metall. Sellel on tugevad korrosioonivastased omadused ja see seob hästi teisi metalle. Järelikult kasutatakse umbes pool toodetud tsingist tsingi galvaniseerimisel, st rooste või terase lisamiseks õhukesetele tsingi kihtidele, et vältida roostetamist.

Järgmine juhtiv tsingi kasutusala on sulam; tsink on kombineeritud vaskega (moodustades messingist) ja teiste metallidega, et moodustada materjale, mida kasutatakse autodes, elektrilistes osades ja majapidamises. Kolmas oluline tsingi kasutusala on tsinkoksiidi (kõige olulisem tsingi kemikaal tootmismahu järgi) tootmine, mida kasutatakse kummi tootmisel ja naha kaitsva salvina.

Tsink on oluline ka tervise jaoks. See on vajalik element inimeste, loomade ja taimede õigeks kasvuks ja arenguks. Täiskasvanud inimese keha sisaldab 2–3 grammi tsinki, mis on vajalik keha ensüümide ja immuunsussüsteemi nõuetekohaseks toimimiseks. See on oluline ka maitse, lõhna ja haavade paranemise jaoks. Väheses koguses tsinki leidub paljudes toitudes, näiteks austrites, loomalihas ja maapähklites.

Tsinkoksiid: Kolmas oluline tsingi kasutusala on tsinkoksiidi (kõige olulisem tsingi kemikaal tootmismahu järgi) tootmine, mida kasutatakse kummi tootmisel ja naha kaitsva salvina. Tsinkoksiid

Kust pärineb tsink?

Uuringud mineraalide, sealhulgas tsingi, ladestusi moodustavate geoloogiliste protsesside paremaks mõistmiseks on USGS maavaravarude programmi oluline komponent. Tsinki leidub tavaliselt ka muude mitteväärismetallide, näiteks vase ja plii, maardlates. Tsingimaardlad klassifitseeritakse laias laastus vastavalt nende moodustumisele. Tsinki toodetakse peamiselt kolme tüüpi maardlatest: setteline väljahingamine (Sedex), Mississippi Valley tüüp (MVT) ja vulkaaniline massiivne sulfiid (VMS).

Tsingi tootmise kaart: Maailma parimad tsingi tootjad protsentides 2010. aastal toodetud globaalsest tarnest. Pilt põhineb USA geoloogilise uuringu mineraaltoodete kokkuvõtte, jaanuar 2011, andmetel.

Settekaudsed väljahingatavad hoiused

Sedexi ladestused moodustavad enam kui 50 protsenti kogu maailma tsingivarudest ja need moodustuvad metallirikaste hüdrotermiliste vedelike vabastamisel veega täidetud basseini (tavaliselt ookeani), mille tagajärjel sadestub vesikonna põranda settes maagi kandv materjal. . Maailma suurim tsingikaevandus, Alaska Red Dogi kaevandus, töötatakse välja Sedexi maardlas.

Mississippi oru tüüpi hoiused

MVT maardlaid leidub kogu maailmas ja nad saavad oma nime maardlatest, mis esinevad Ameerika Ühendriikide Mississippi oru piirkonnas. Maardlaid iseloomustab karbonaatkivimite maagi mineraalne asendamine; need piirduvad sageli ühe stratigraafilise kihiga ja ulatuvad sadade ruutkilomeetriteni. MVT maardlad olid USA-s 19. sajandist kuni 20. sajandi keskpaigani peamine tsingi allikas.

Vulkaanigeensete massiivsete sulfiidide ladestused

Vastupidiselt Sedexi ja MVT maardlatele on VMS-i maardlatel selge seos allveelaevade vulkaaniliste protsessidega. Need võivad lisaks tsingile ja pliile sisaldada ka märkimisväärses koguses vaske, kulda ja hõbedat. Sügavate ookeaniekspeditsioonide käigus avastatud "mustade suitsetajate" õhuavad on näited VMSi maardlate moodustumisest täna merepõhjas.

Tsingi tootmine ja reservid

RiikTootmineReservid
Ühendriigid72012,000
Austraalia1,45053,000
Boliivia4306,000
Kanada6706,000
Hiina3,50042,000
India75011,000
Iirimaa3502,000
Kasahstan48016,000
Mehhikos55015,000
Peruu1,52023,000
Teised riigid1,58062,000
Kokku (ümardatud)12,000250,000
Andmeid on tuhandetes tonnides. Andmed USGS mineraalkaupade kokkuvõttest, jaanuar 2011.

Tsingi tarnimine ja nõudlus kogu maailmas

2009. aastal kaevandati tsinki kuues erinevas osariigis; USA importis 76 protsenti rafineeritud tsinkist kodumaal, peamiselt Kanadast, Mehhikost, Kasahstanist ja Korea Vabariigist, kahanevas järjekorras. Ülemaailmne tsingi tarbimine püsis 2008. aastal stabiilsena, kuna tärkava turuga riikides (nt Hiina, Brasiilia ja India) suurenenud tarbimine kompenseeris vähenenud tarbimist Euroopas ja Ameerika Ühendriikides, selgub rahvusvahelise plii ja tsingi uuringugrupi statistikast.

Ehkki paljusid elemente saab tsingi asendajana kasutada keemia-, elektroonika- ja pigmendirakendustes, on tsingitud galvaniseeritud toodete järele nõudlus endiselt suur, eriti piirkondades, kus arendatakse olulisi taristuprojekte. Tsingi tootmise (tarnimise) ja tarbimise (nõudluse) dramaatiline kasv viimase 35 aasta jooksul kajastab nõudlust transpordi- ja kommunikatsioonisektoris selliste asjade järele nagu autokered, maanteepiirded ja tsingitud raudkonstruktsioonid.

Rohkem informatsiooni
1 Tsingi tootmine ja tarbimine
2 Hinnang kulla, hõbeda, vase, plii ja tsingi avastamata ladestustele Ameerika Ühendriikides
3 Mississippi Valley tüüpi plii-tsingi ladestusmudel
4 Sedimentaalne väljahingav tsink-plii-kulddeposiidi mudel
5 Vulkaanne massiivne sulfiidladestusmudel

Tuleviku piisavate tsingivarude tagamine

USGSi teadlased uurivad, kuidas ja kus tulevikus tsingi varud paiknevad, uurivad USGS-i teadlased, kuidas ja kus tuvastatud tsingi ressursid on maakoores koondunud, ning kasutavad neid teadmisi avastamata tsingivarude olemasolu tõenäosuse hindamiseks. USGS on välja töötanud ja täiustanud maavaravarude potentsiaali hindamise tehnikaid, et toetada föderaalmaade valitsemist ja paremini hinnata maavarade kättesaadavust globaalses kontekstis.

1990ndatel hindas USGS USA tsingivarusid ja jõudis järeldusele, et tsinki on leitud kaks korda rohkem kui juba avastatud. Täpsemalt leidis USGS, et USA-st on avastatud vähem kui 100 miljonit tonni tsinki, ja hinnanguliselt jäi umbes 210 miljonit tonni tsinki avastamata.

Maavarade hinnangud on dünaamilised. Kuna need annavad ülevaate konkreetsel ajal ja teadmiste tasemel, tuleb hinnanguid ajakohastada, kui paremad andmed muutuvad kättesaadavaks ja töötatakse välja uued kontseptsioonid. Näiteks 1960. aastate lõpul tehtud geoloogiliste uurimistööde käigus tõdesid USGS-i geoloogid Alaska lääneosa Brooks'i kraavide drenaažides laialt levinud raudoksiidi värvumist.

Punase koera plii-tsingi tagatisraha

Järeluuringud viisid Punase Koera plii-tsingi hoiu avastamiseni. 1990. aasta lõpus, pärast kümme aastat kestnud uurimistööd ja arendustööd, hakkas Alaska Red Dogi kaevandus tootma ja on sellest ajast alates andnud suure panuse ülemaailmsesse tsingi tarnimisse. Selle piirkonna hilisemate uurimiste tulemusel on paremini mõistetud punase koera ja muude leiukohtade moodustumist kontrollinud keerukaid tegureid ning need on aluseks sarnaste hoiuste hindamiseks sarnastes geoloogilistes keskkondades mujal. Muud USGSi praegused uuringud hõlmavad tsingi ja muude oluliste mittekütusetoodete maardlate ja mineraalide keskkonnamudelite ajakohastamist ning varjatud maavaravarude potentsiaalide hindamiseks kasutatavate meetodite täiustamist. Selle uurimistöö tulemused pakuvad uut teavet ja vähendavad ebakindlust maavarade edaspidistes hinnangutes.


Vaata videot: Biolatte Travel e-poest