Innhold
- Historisk bruk av sink
- Sphalerite: The Primary Ore
- Raffinert sinkmetall
- Bruk av sink i dag
- Hvor kommer sink fra?
- Sedimentære ekshalative forekomster
- Mississippi Valley Type Innskudd
- Vulkanogen massiv sulfidavsetning
- Verdensomspennende levering og etterspørsel etter sink
- Sikre tilstrekkelig forsyninger av sink for fremtiden
- Røde hunde bly-sink forekomst
Sink: Raffinert sinkmetall er blåhvit når den er nystøpt; den er hard og sprø ved de fleste temperaturer og har relativt lave smelte- og kokepunkter. Image copyright iStockphoto / Svengine.
Historisk bruk av sink
Århundrer før det ble identifisert som et element, ble sink brukt til å lage messing (en legering av sink og kobber) og til medisinske formål. Metallisk sink og sinkoksid ble produsert i India en gang mellom 1000- og 1300-tallet og i Kina på 1600-tallet, selv om oppdagelsen av ren metallisk sink ble kreditert den tyske kjemikeren Andreas Marggraf, som isolerte elementet i 1746.
Sphalerite: The Primary Ore
Sphaleritt (sinksulfid) er det primære malmmineralet som de fleste av verdens sink produseres fra, men en rekke andre mineraler som ikke inneholder sulfid inneholder sink som en viktig komponent. Mye av den tidlige sinkproduksjonen kom fra nonsulfidforekomster; mens disse ressursene var oppbrukt, skiftet imidlertid produksjonen til sulfidforekomster.I løpet av de siste 30 årene har fremskritt i utvinningsmetallurgi ført til fornyet interesse for sinkforekomster av ikke-sulfid.
Sink galvanisering: Omtrent halvparten av sink som produseres brukes til sinkforsinking, som er prosessen med å tilsette tynne lag med sink til jern eller stål for å forhindre rust. Dette bildet viser overflaten av et metallark med et galvanisert sinkbelegg. De forskjellige fargedomene på tvers av arket er forårsaket av sinkkrystaller i forskjellige krystallografiske orienteringer som reflekterer forskjellige mengder lys. Image copyright iStockphoto / Stephen Sweet.
Raffinert sinkmetall
Raffinert sinkmetall er blåhvit når den er nystøpt; den er hard og sprø ved de fleste temperaturer og har relativt lave smelte- og kokepunkter. Sinklegeringer lett med andre metaller og er kjemisk aktiv. Ved eksponering for luft utvikler den en tynn grå oksidfilm (patina), som hemmer dypere oksidasjon (korrosjon) av metallet. Metallens motstand mot korrosjon er en viktig egenskap ved bruken.
Sinklegeringer: Den nest ledende bruken av sink er som en legering; sinket er kombinert med kobber (for å danne messing) og med andre metaller for å danne materialer som brukes i biler, elektriske komponenter og husholdningsarmaturer. Messingarmatur image copyright copyright / Vova Kalina.
Bruk av sink i dag
Sink er i dag det fjerde mest forbrukte metallet i verden etter jern, aluminium og kobber. Det har sterke antikorrosive egenskaper og binder godt med andre metaller. Følgelig brukes omtrent halvparten av sinken som produseres i sinkforsinking, som er prosessen med å tilsette tynne lag med sink til jern eller stål for å forhindre rust.
Den neste ledende bruken av sink er som en legering; sinket er kombinert med kobber (for å danne messing) og med andre metaller for å danne materialer som brukes i biler, elektriske komponenter og husholdningsarmaturer. En tredje betydelig bruk av sink er i produksjonen av sinkoksid (den viktigste sinkkjemikalien etter produksjonsvolum), som brukes i gummiproduksjon og som en beskyttende hudsalve.
Sink er også viktig for helsen. Det er et nødvendig element for riktig vekst og utvikling av mennesker, dyr og planter. Den voksne menneskekroppen inneholder mellom 2 og 3 gram sink, som er den mengden som trengs for at kroppens enzymer og immunforsvaret skal fungere ordentlig. Det er også viktig for smak, lukt og for å helbrede sår. Spormengder sink forekommer i mange matvarer, for eksempel østers, storfekjøtt og peanøtter.
Sinkoksid: Den tredje betydelige bruken av sink er i produksjonen av sinkoksid (den viktigste sinkkjemikalien etter produksjonsvolum), som brukes i gummiproduksjon og som en beskyttende hudsalve. Sinkoksid image copyright iStockphoto / Demiren.
Hvor kommer sink fra?
Forskning for å bedre forstå de geologiske prosessene som danner mineralavsetninger, inkludert sink, er en viktig komponent i USGS Mineral Resources Program. Sink finnes ofte i mineralforekomster sammen med andre basismetaller, som kobber og bly. Sinkavsetninger klassifiseres stort sett på bakgrunn av hvordan de dannes. Sink produseres hovedsakelig fra tre typer avsetninger: sedimentær ekshalativ (Sedex), Mississippi Valley type (MVT), og vulkanogent massivt sulfid (VMS).
Sinkproduksjonskart: Verdens topp produsenter av sink i prosent av global forsyning produsert i 2010. Bilde basert på data i USAs geologiske undersøkelse Mineral Commodity Summary, januar 2011.
Sedimentære ekshalative forekomster
Sedexforekomster utgjør mer enn 50 prosent av verdens sinkressurser og dannes når metallrike hydrotermiske væsker frigjøres til et vannfylt basseng (vanligvis et hav), noe som resulterer i nedbør av malmbærende materiale i bassengbunnsedimenter . Verdens største sinkgruve, Red Dog-gruven i Alaska, er utviklet i et Sedex-forekomst.
Mississippi Valley Type Innskudd
MVT-forekomster finnes over hele verden og får navnet sitt fra forekomster som forekommer i Mississippi Valley-regionen i USA. Avsetningene er preget av malmmineralerstatning av karbonatvertsfjellet; de er ofte begrenset til et enkelt stratigrafisk lag og strekker seg over hundrevis av kvadratkilometer. MVT-forekomster var en viktig kilde til sink i USA fra 1800-tallet til midten av 1900-tallet.
Vulkanogen massiv sulfidavsetning
I motsetning til Sedex- og MVT-forekomster, har VMS-forekomster en klar tilknytning til vulkanske ubåtprosesser. De kan også inneholde betydelige mengder kobber, gull og sølv i tillegg til sink og bly. De "svarte røykerne" havluftene som ble oppdaget under ekspedisjoner på dype hav er eksempler på at VMS-avsetninger blir dannet på havbunnen i dag.
Verdensomspennende levering og etterspørsel etter sink
I 2009 ble sink utvunnet i seks forskjellige stater; USA importerte imidlertid 76 prosent av det raffinerte sinket som ble brukt innenlands, først og fremst fra Canada, Mexico, Kazakhstan og Republikken Korea, i fallende rekkefølge. Det globale forbruket av sink forble stabilt i 2008, ettersom økt forbruk i land med fremvoksende markeder (som Kina, Brasil og India) utlignet det synkende forbruket i Europa og USA, ifølge statistikken fra International Lead og Zinc Study Group.
Selv om mange elementer kan brukes som erstatning for sink i kjemiske, elektroniske og pigment applikasjoner, er etterspørselen etter sinkforsinkede produkter fortsatt sterk, spesielt i regioner hvor viktige infrastrukturprosjekter utvikles. Den dramatiske økningen i verdens produksjon (forsyning) og forbruk (etterspørsel) av sink de siste 35 årene gjenspeiler etterspørselen i transport- og kommunikasjonssektorene etter ting som bilkropper, motorveisperringer og galvaniserte jernkonstruksjoner.
Sikre tilstrekkelig forsyninger av sink for fremtiden
For å forutsi hvor fremtidige sinkforsyninger kan befinne seg, studerer USGS-forskere hvordan og hvor identifiserte sinkressurser er konsentrert i jordskorpen og bruker denne kunnskapen for å vurdere sannsynligheten for at uoppdagede sinkressurser eksisterer. Teknikker for å vurdere mineralressurspotensialet er utviklet og foredlet av USGS for å støtte forvaltningen av føderale land og for bedre å vurdere tilgjengeligheten av mineralressurser i en global sammenheng.
På 1990-tallet gjennomførte USGS en vurdering av amerikanske sinkressurser og konkluderte med at det gjensto å finne dobbelt så mye sink som allerede hadde blitt oppdaget. Spesielt fant USGS at mindre enn 100 millioner tonn sink hadde blitt oppdaget i USA og anslått at omtrent 210 millioner tonn sink forble uoppdaget.
Mineralressursvurderinger er dynamiske. Fordi de gir et øyeblikksbilde på et bestemt tidspunkt og et kunnskapsnivå, må vurderingene oppdateres etter hvert som bedre data blir tilgjengelige og nye konsepter utvikles. Under geologiske undersøkelser på rekognosering på slutten av 1960-tallet bemerket USGS-geologer for eksempel tilstedeværelsen av utbredt jernoksydfarging i dreneringene i det vestlige Brooks Range, Alaska.
Røde hunde bly-sink forekomst
Oppfølgingsstudier førte til oppdagelsen av Red Dog bly-sinkforekomsten. På slutten av 1990, etter 10 år med lete- og utviklingsarbeid, gikk Red Dog-gruven i Alaska i produksjon og har siden bidratt sterkt til den globale sinkforsyningen. Etterfølgende undersøkelser av området har resultert i en bedre forståelse av de komplekse faktorene som kontrollerte dannelsen av Red Dog og andre forekomster og gir grunnlag for vurdering av lignende forekomster i lignende geologiske miljøer andre steder. Annen aktuell forskning fra USGS involverer oppdatering av mineralavsetningsmodeller og mineralmiljømodeller for sink og andre viktige ikke-drivstoffvarer og forbedring av teknikkene som brukes for å vurdere for skjult mineralressurspotensial. Resultatene fra denne forskningen vil gi ny informasjon og redusere usikkerhetsmengden i fremtidige mineralressursvurderinger.