Contenuto
- Usi storici di zinco
- Sfalerite: il minerale primario
- Metallo di zinco raffinato
- Usi di zinco oggi
- Da dove viene lo zinco?
- Depositi esalativi sedimentari
- Depositi di tipo valle del Mississippi
- Depositi di solfuro volcanogeno massiccio
- Offerta e domanda mondiale di zinco
- Garantire adeguate forniture di zinco per il futuro
- Il deposito di zinco-piombo di cane rosso
Zinco: Il metallo zincato raffinato è bianco-bluastro quando appena lanciato; è duro e fragile alla maggior parte delle temperature e ha punti di fusione e di ebollizione relativamente bassi. Immagine copyright iStockphoto / Svengine.
Usi storici di zinco
Secoli prima che fosse identificato come elemento, lo zinco veniva utilizzato per produrre ottone (una lega di zinco e rame) e per scopi medicinali. Lo zinco metallico e l'ossido di zinco furono prodotti in India tra l'XI e il XIV secolo e in Cina nel XVII secolo, sebbene la scoperta dello zinco metallico puro sia attribuita al chimico tedesco Andreas Marggraf, che isolò l'elemento nel 1746.
Sfalerite: il minerale primario
La sfalerite (solfuro di zinco) è il minerale minerale primario da cui viene prodotta la maggior parte dei mondi di zinco, ma numerosi altri minerali che non contengono solfuro contengono zinco come componente principale. Gran parte della produzione iniziale di zinco proveniva da depositi di solfuro; tuttavia, poiché queste risorse erano esaurite, la produzione si è spostata verso i depositi di solfuri.Negli ultimi 30 anni, i progressi nella metallurgia estrattiva hanno portato a un rinnovato interesse per i depositi di zinco non solforato.
Zincatura: Circa la metà dello zinco prodotto viene utilizzato nella zincatura dello zinco, che è il processo di aggiunta di sottili strati di zinco al ferro o all'acciaio per prevenire la ruggine. Questa foto mostra la superficie di una lamiera con un rivestimento di zinco zincato. I diversi domini di colore attraverso il foglio sono causati da cristalli di zinco in diversi orientamenti cristallografici che riflettono diverse quantità di luce. Immagine copyright iStockphoto / Stephen Sweet.
Metallo di zinco raffinato
Il metallo zincato raffinato è bianco-bluastro quando appena lanciato; è duro e fragile alla maggior parte delle temperature e ha punti di fusione e di ebollizione relativamente bassi. Leghe di zinco prontamente con altri metalli ed è chimicamente attiva. All'esposizione all'aria, sviluppa un sottile film di ossido grigio (patina), che inibisce una maggiore ossidazione (corrosione) del metallo. La resistenza dei metalli alla corrosione è una caratteristica importante nel suo utilizzo.
Leghe di zinco: Il secondo uso principale dello zinco è come una lega; lo zinco è combinato con il rame (per formare l'ottone) e con altri metalli per formare materiali che vengono utilizzati in automobili, componenti elettrici e apparecchi domestici. Immagine di fissaggio in ottone copyright iStockphoto / Vova Kalina.
Usi di zinco oggi
Lo zinco è attualmente il quarto metallo più consumato al mondo dopo ferro, alluminio e rame. Ha forti proprietà anticorrosive e si lega bene con altri metalli. Di conseguenza, circa la metà dello zinco prodotto viene utilizzata nella zincatura dello zinco, che è il processo di aggiunta di strati sottili di zinco al ferro o all'acciaio per prevenire la ruggine.
Il prossimo uso principale dello zinco è come una lega; lo zinco è combinato con il rame (per formare l'ottone) e con altri metalli per formare materiali che vengono utilizzati in automobili, componenti elettrici e apparecchi domestici. Un terzo uso significativo dello zinco è nella produzione di ossido di zinco (il più importante prodotto chimico di zinco per volume di produzione), che viene utilizzato nella produzione di gomma e come unguento protettivo per la pelle.
Lo zinco è anche importante per la salute. È un elemento necessario per la corretta crescita e sviluppo di esseri umani, animali e piante. Il corpo umano adulto contiene tra 2 e 3 grammi di zinco, che è la quantità necessaria per il corretto funzionamento degli enzimi corporei e del sistema immunitario. È anche importante per il gusto, l'olfatto e per curare le ferite. Tracce di zinco si verificano in molti alimenti, come ostriche, carne di manzo e arachidi.
Ossido di zinco: Il terzo uso significativo dello zinco è nella produzione di ossido di zinco (il più importante prodotto chimico di zinco per volume di produzione), che viene utilizzato nella produzione di gomma e come unguento protettivo per la pelle. Immagine di ossido di zinco copyright iStockphoto / Demiren.
Da dove viene lo zinco?
La ricerca per comprendere meglio i processi geologici che formano i depositi di minerali, compresi quelli di zinco, è un componente importante del programma USGS Mineral Resources. Lo zinco si trova comunemente nei depositi minerali insieme ad altri metalli di base, come rame e piombo. I depositi di zinco sono ampiamente classificati in base al modo in cui sono formati. Lo zinco è prodotto principalmente da tre tipi di depositi: esalativo sedimentario (Sedex), tipo Mississippi Valley (MVT) e solfuro volcanogenico massiccio (VMS).
Mappa della produzione di zinco: I principali produttori mondiali di zinco in percentuale dell'offerta globale prodotta nel 2010. Immagine basata su dati del Riassunto delle materie prime del sondaggio geologico degli Stati Uniti, gennaio 2011.
Depositi esalativi sedimentari
I depositi di Sedex rappresentano oltre il 50 percento delle risorse di zinco del mondo e si formano quando fluidi idrotermici ricchi di metalli vengono rilasciati in un bacino pieno d'acqua (di solito un oceano), provocando la precipitazione di materiale che trasporta minerali nei sedimenti del fondo del bacino . La miniera di zinco più grande del mondo, la miniera di cane rosso in Alaska, è sviluppata in un deposito Sedex.
Depositi di tipo valle del Mississippi
I depositi MVT si trovano in tutto il mondo e prendono il nome dai depositi che si verificano nella regione del Mississippi Valley negli Stati Uniti. I depositi sono caratterizzati dalla sostituzione minerale minerale della roccia ospite carbonatica; sono spesso confinati in un singolo strato stratigrafico e si estendono per centinaia di chilometri quadrati. I depositi di MVT erano una delle principali fonti di zinco negli Stati Uniti dal XIX secolo alla metà del XX secolo.
Depositi di solfuro volcanogeno massiccio
Contrariamente ai depositi Sedex e MVT, i depositi VMS hanno una chiara associazione con i processi vulcanici sottomarini. Inoltre possono contenere quantità significative di rame, oro e argento oltre a zinco e piombo. Le prese d'aria del "fumatore nero" scoperte durante le spedizioni in acque profonde sono esempi di depositi VMS che si formano oggi sul fondo del mare.
Offerta e domanda mondiale di zinco
Nel 2009, lo zinco è stato estratto in sei diversi Stati; tuttavia, gli Stati Uniti hanno importato il 76 percento dello zinco raffinato utilizzato a livello nazionale, principalmente da Canada, Messico, Kazakistan e Repubblica di Corea, in ordine decrescente. Il consumo mondiale di zinco è rimasto stabile nel 2008, poiché l'aumento dei consumi nei paesi con mercati emergenti (come Cina, Brasile e India) ha compensato il calo del consumo in Europa e negli Stati Uniti, secondo le statistiche del gruppo di studio internazionale Lead and Zinc Study.
Sebbene molti elementi possano essere usati in sostituzione dello zinco nelle applicazioni chimiche, elettroniche e dei pigmenti, la domanda di prodotti zincati a zinco rimane forte, specialmente nelle regioni in cui si stanno sviluppando importanti progetti infrastrutturali. Il drammatico aumento della produzione (offerta) e del consumo (domanda) di zinco nel mondo negli ultimi 35 anni riflette la domanda nei settori dei trasporti e delle comunicazioni per cose come corpi automobilistici, barriere autostradali e strutture in ferro zincato.
Garantire adeguate forniture di zinco per il futuro
Per aiutare a prevedere dove potrebbero trovarsi le future forniture di zinco, gli scienziati USGS studiano come e dove le risorse di zinco identificate sono concentrate nella crosta terrestre e usano tali conoscenze per valutare la probabilità che esistano risorse di zinco da scoprire. Le tecniche per valutare il potenziale delle risorse minerarie sono state sviluppate e perfezionate dall'USGS per supportare la gestione delle terre federali e per valutare meglio la disponibilità delle risorse minerarie in un contesto globale.
Negli anni '90, l'USGS ha condotto una valutazione delle risorse statunitensi di zinco e ha concluso che rimaneva il doppio dello zinco rispetto a quello che era già stato scoperto. In particolare, l'USGS ha scoperto che negli Stati Uniti erano stati scoperti meno di 100 milioni di tonnellate di zinco e ha stimato che circa 210 milioni di tonnellate di zinco rimanevano da scoprire.
Le valutazioni delle risorse minerali sono dinamiche. Poiché forniscono un'istantanea in un determinato momento e livello di conoscenza, le valutazioni devono essere aggiornate man mano che diventano disponibili dati migliori e vengono sviluppati nuovi concetti. Ad esempio, durante le indagini geologiche di ricognizione alla fine degli anni '60, i geologi della USGS hanno notato la presenza di una diffusa colorazione di ossido di ferro nei drenaggi della Brooks Range occidentale, in Alaska.
Il deposito di zinco-piombo di cane rosso
Studi di follow-up hanno portato alla scoperta del deposito di zinco-piombo Red Dog. Alla fine del 1990, dopo 10 anni di esplorazione e sviluppo, la miniera di Red Dog in Alaska è entrata in produzione e da allora ha contribuito notevolmente alla fornitura globale di zinco. Le successive indagini sulla zona hanno portato a una migliore comprensione dei complessi fattori che controllavano la formazione di Red Dog e altri depositi e forniscono la base per la valutazione di depositi simili in ambienti geologici simili altrove. Altre ricerche attuali condotte dall'USGS riguardano l'aggiornamento dei modelli di deposito minerale e dei modelli ambientali minerali per zinco e altre importanti materie prime non combustibili e il miglioramento delle tecniche utilizzate per valutare il potenziale nascosto delle risorse minerali. I risultati di questa ricerca forniranno nuove informazioni e ridurranno la quantità di incertezza nelle future valutazioni delle risorse minerarie.