锌的用途供求,生产,资源

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作者: Laura McKinney
创建日期: 8 四月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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锌: 精铸锌金属在刚铸造时呈蓝白色。在大多数温度下它坚硬而脆,熔点和沸点相对较低。图片版权iStockphoto / Svengine。

锌的历史用途

锌在被确认为一种元素之前已有数百年,曾被用于制造黄铜(锌和铜的合金)和用于医疗目的。金属锌和氧化锌是在11至14世纪的某个时候在印度生产的,以及在17世纪的中国生产的,尽管纯金属锌的发现归功于德国化学家Andreas Marggraf,他在1746年分离出了这种元素。




闪锌矿:原矿

闪锌矿(硫化锌)是生产世界上大多数锌的主要矿石矿物,但是许多其他不含硫化物的矿物也以锌为主要成分。早期的锌产量大部分来自非硫化物矿床。但是,随着这些资源的枯竭,生产转向了硫化物矿床。在过去的30年中,萃取冶金学的进步引起了人们对非硫化锌矿床的新兴趣。

锌镀锌: 所产生的锌的大约一半用于锌镀锌,锌镀锌是向铁或钢中添加锌薄层以防止生锈的过程。这张照片显示了镀锌锌涂层的金属表面。片材上不同的色域是由反射不同光量的不同晶体学取向的锌晶体引起的。图片版权iStockphoto / Stephen Sweet。

精炼锌金属

精铸锌金属在刚铸造时呈蓝白色。在大多数温度下它坚硬而脆,熔点和沸点相对较低。锌容易与其他金属形成合金,并且具有化学活性。暴露于空气中时,会形成薄的灰色氧化膜(古铜色),从而抑制金属的更深层氧化(腐蚀)。金属的耐腐蚀性是其使用中的重要特征。



锌合金: 锌的第二大用途是作为合金。锌与铜(形成黄铜)和其他金属结合形成用于汽车,电气部件和家用固定装置的材料。黄铜夹具图片版权iStockphoto / Vova Kalina。

当今锌的用途

锌是目前仅次于铁,铝和铜的世界上消费量第四大的金属。它具有很强的防腐性能,并且可以与其他金属很好地结合。因此,所产生的锌的大约一半用于锌镀锌,锌镀锌是向铁或钢中添加锌薄层以防止生锈的过程。


锌的下一个主要用途是作为合金。锌与铜(形成黄铜)和其他金属结合形成用于汽车,电气部件和家用固定装置的材料。锌的第三大重要用途是生产氧化锌(按产量计算最重要的锌化学品),该氧化锌用于橡胶生产和用作保护性皮肤药膏。

锌对健康也很重要。它是人,动物和植物正常生长和发育的必要元素。成年人体含有2至3克锌,这是人体酶和免疫系统正常运作所需的锌量。它对于味道,气味和伤口愈合也很重要。诸如牡蛎,牛肉和花生等许多食品中都含有微量的锌。

氧化锌: 锌的第三个重要用途是生产氧化锌(按产量计算最重要的锌化学品),该氧化锌用于橡胶生产和用作保护性皮肤药膏。氧化锌图像版权iStockphoto / Demiren。

锌从哪里来?

更好地了解形成包括锌在内的矿藏的地质过程的研究是USGS矿产资源计划的重要组成部分。锌通常与其他贱金属(例如铜和铅)一起在矿藏中发现。锌矿床根据其形成方式大致分类。锌主要由三种类型的矿床生产:沉积性呼出气(Sedex),密西西比河谷型(MVT)和火山成块的大块硫化物(VMS)。

锌产量图: 2010年全球锌供应量最大的锌生产国。图片基于2011年1月美国地质调查局矿产商品摘要中的数据。

沉积性呼气沉积物

Sedex矿床占全球锌资源的50%以上,是在富含金属的热液释放到充满水的盆地(通常是海洋)中时形成的,从而导致含矿物质在盆地底沉积物中沉淀出来。 。在Sedex矿床中开发了世界上最大的锌矿,即阿拉斯加的Red Dog矿。

密西西比河谷型矿床

MVT矿床遍布世界各地,并因美国密西西比河谷地区的矿床而得名。矿床的特征是碳酸盐岩的矿石矿物替代。它们通常被限制在一个单一的地层中,并且延伸超过数百平方公里。从19世纪到20世纪中期,MVT矿床是美国锌的主要来源。

火山成块硫化物矿床

与Sedex和MVT矿床相比,VMS矿床与海底火山岩过程有着明显的联系。除锌和铅外,它们还可以包含大量的铜,金和银。在深海探险中发现的“黑烟”海孔是当今海床上形成的VMS沉积物的例子。



全球锌的供求

2009年,在六个不同的州开采了锌。但是,美国从国内进口的精炼锌中有76%进口量降序,主要是从加拿大,墨西哥,哈萨克斯坦和大韩民国进口。根据国际铅锌研究小组的统计,2008年全球锌消费量保持稳定,因为新兴市场国家(例如中国,巴西和印度)的消费量增加抵消了欧洲和美国的消费量下降。

尽管在化学,电子和颜料应用中可以使用许多元素替代锌,但对镀锌锌产品的需求仍然强劲,尤其是在正在开发重要基础设施项目的地区。在过去的35年中,世界锌的生产(供应)和消费(需求)急剧增长,反映出运输和通信领域对汽车车身,公路护栏和镀锌铁结构的需求。


确保未来锌供应充足

为了帮助预测将来锌供应的可能位置,USGS科学家研究了已鉴定的锌资源在地壳中的聚集方式和位置,并利用该知识评估了未发现的锌资源存在的可能性。 USGS已开发并完善了评估矿产资源潜力的技术,以支持联邦土地的管理并在全球范围内更好地评估矿产资源的可用性。

在1990年代,USGS对美国的锌资源进行了评估,得出的结论是,锌的残留量是已经发现的两倍。具体来说,USGS发现在美国发现的锌少于1亿公吨,估计仍有约2.1亿公吨的锌未被发现。

矿产资源评估是动态的。因为它们提供了特定时间和特定知识水平的快照,所以必须在可获得更好的数据和开发新概念时更新评估。例如,在1960年代后期的勘查地质调查中,USGS地质学家指出,阿拉斯加西部布鲁克斯山脉的排水沟中普遍存在氧化铁染色。

红狗铅锌矿床

后续研究导致发现了Red Dog铅锌矿床。经过10年的勘探和开发工作,1990年底,阿拉斯加的Red Dog矿开始生产,此后为全球锌供应做出了巨大贡献。随后对该地区的调查使人们对控制红狗和其他矿床形成的复杂因素有了更好的了解,并为评估其他地方类似地质环境中的类似矿床提供了基础。美国地质勘探局目前的其他研究包括更新锌和其他重要非燃料商品的矿床模型和矿山环境模型,以及改进用于评估隐藏矿产资源潜力的技术。这项研究的结果将提供新的信息,并减少未来矿产资源评估中的不确定性。