Добыча цинка
Добыча цинка
Zinkgruvan — цинковый рудник в муниципалитете Аскерсунд , Швеция.

Добыча цинка — это процесс, при котором минеральные формы металлического цинка извлекаются из земли посредством добычи . Цинковый рудник — это рудник, который производит цинковые минералы в руде в качестве своего основного продукта. Обычные сопутствующие продукты в цинковых рудах включают минералы свинца и серебра . Другие рудники могут производить цинковые минералы в качестве побочного продукта производства руд, содержащих более ценные минералы или металлы, такие как золото , серебро или медь . [1] Добытая руда перерабатывается, как правило, на месте, для получения одного или нескольких богатых металлами концентратов , затем транспортируется на цинковый завод для производства металлического цинка. [2]

Мировая добыча цинка в 2020 году оценивается в 12 миллионов тонн. Крупнейшими производителями являются Китай (35%), Австралия (12%), Перу (10%), Индия (6,0%), США (5,6%) и Мексика (5,0%), причем Австралия имеет самые большие запасы . [3]

Крупнейшим в мире цинковым рудником является открытый цинково-свинцово-серебряный рудник Red Dog на Аляске , на долю которого приходится 4,2% мирового производства. [4] [5] Основными операторами цинковых рудников являются Vedanta Resources , Glencore , BHP , Teck Resources , Sumitomo , Nexa Resources , Boliden AB и China Minmetals . [5]

История

Мировое производство цинка, 1946 г.

Месторождения цинка разрабатываются уже тысячи лет: старейшая известная цинковая шахта в Раджастхане , Индия, была основана почти 2000 лет назад . [6]

Чистый цинк был получен в IX веке нашей эры; ранее, в античности, цинк в основном использовался для сплавления с медью для получения латуни . [7] Это [ необходимо разъяснение ] связано с тем, что трудно выделить металлический цинк из его руды. При температуре, при которой цинк выделяется из руды, он также испаряется в газ, и если печь не герметична, газообразный цинк реагирует с воздухом, образуя оксид цинка . [8] [9]

Металлический цинк выплавляли в IX веке до н. э. в Индии, спустя 300 лет — в Китае, а в Европе — к 1738 году н. э. [7] Методы выплавки в Китае и Индии, скорее всего, были разработаны независимо, в то время как метод выплавки, разработанный в Европе, вероятно, произошел от индийского метода. [10] [7]

Современное использование

Основные современные области применения цинка
ИспользоватьПриблизительный %
по всему миру
Покрытие железа и стали для предотвращения их коррозии ( гальванизация )50% [11]
Производство латуни: цинк легируется медью в соотношении 20%–40% цинка. [11]20%
Производство цинковых сплавов: цинк смешивается с различными пропорциями алюминия и магния . [11]15%
Различные другие отрасли промышленности, в качестве сельскохозяйственного удобрения и пищевой добавки для человека. [11]15%

Методы добычи

Схематическая выемка и засыпка горных пород

Цинк добывают как на поверхности, так и на глубине. Поверхностная добыча цинка обычно используется для оксидных руд, в то время как подземная добыча дает сульфидные цинковые руды. [12] Некоторые из распространенных методов добычи цинка - это открытая добыча, открытая выемка и выемка с закладкой: [12] [8] [13] [14]

Открытая добыча : поверхностная добыча включает удаление пустой породы над рудным месторождением перед его извлечением. После удаления вскрышных пород руда и отходы добываются параллельно, в основном с использованием гусеничных экскаваторов и грузовиков на резиновых шинах. В операциях меньшего масштабамогут использоваться фронтальные погрузчики . [15]

Открытая выемка : это метод подземной добычи, при котором рудные тела полностью удаляются, оставляя в шахте большие пещеры (забои). Открытая выемка оставляет эти пещеры без дополнительных креплений или внешней поддержки; вместо этого стены пещер поддерживаются случайными столбами руды, которые не были удалены. [15]

Cut and Fill stoping : Метод подземной добычи, при котором руда извлекается из-под месторождения. Затем забой заполняется пустой породой, чтобы заменить вынутую руду для поддержки стенок забоя и обеспечить приподнятый пол для шахтеров и оборудования для дальнейшей добычи руды из месторождения. [15]

Производство

Мировая добыча цинка в 2019 году составила 12,9 млн тонн, что на 0,9% больше, чем в 2018 году. Рост в основном обусловлен увеличением добычи на цинковых рудниках в Австралии и Южной Африке . [16] [3]

Ожидается, что в 2020 году производство цинка вырастет на 3,7% до 13,99 млн тонн, при этом рост будет обусловлен увеличением производства цинка в Китае и Индии . [17]

В 2019 году мировой спрос на рафинированный цинк превысил предложение и привел к дефициту в размере 0,178 млн тонн, тогда как в 2020 году ожидается избыток в размере 0,192 млн тонн. [17]

Основные страны-производители цинка, ранжированные по объему производства в 2023 году [18]
СтранаПроизводство (млн тонн)Доля мирового производства
Китай433%
Перу1.412%
Австралия1.19%
Индия0,867%
США0,756%
Мексика0,696%
Боливия0,494%
Другие страны2.7123%

Воздействие на окружающую среду

Исследования здоровья популяций бентосных макробеспозвоночных в районах добычи полезных ископаемых на юго-востоке Миссури , США, дали обширную информацию о влиянии добычи цинка на местную среду. Популяции рыб и раков в местностях вблизи мест добычи, как было замечено, намного ниже, чем другие популяции, обнаруженные в контрольных участках; а ткани раков имеют гораздо более высокую концентрацию металлов, чем их контрольные аналоги. [19] Было также обнаружено, что популяции мидий вблизи районов добычи свинца и цинка имели сниженную биомассу и были менее видовыми [ необходимо уточнение ] чем те, что были обнаружены в контрольных участках. [20] Концентрации металлов на 10-60% выше контрольных были зарегистрированы в тканях растений. [21] Непосредственно ниже по течению от горнодобывающей деятельности, снижение биотического состояния макробеспозвоночных на 10%-58% [ необходимо уточнение ] [ Необходимо объяснить, как количественно определялось биотическое состояние. ] были обнаружены, при этом экосистема имела сниженную способность поддерживать свои популяции по сравнению с другими контрольными участками. [22]

Бентосные макробеспозвоночные, такие как раки и мидии, представляют собой путь биомагнификации , где концентрация вредных материалов внутри организмов на более высоких трофических уровнях накапливается в результате потребления загрязненной добычи. Кроме того, популяции бентосных макробеспозвоночных часто используются в качестве индикаторов общего здоровья экосистемы . [19] [23] [24]

Образцы почвы из сельскохозяйственных районов вблизи района добычи свинца и цинка в Гуанси , Китай, показали «серьёзный уровень загрязнения» цинком на рисовых полях, расположенных относительно близко к району добычи, и «умеренный уровень загрязнения» на аэрируемых полях, расположенных относительно дальше. [25] Исследование также показало, что их оценка синтетического индекса Немерова [ необходимо разъяснение ] показала, что исследуемый регион не пригоден для сельскохозяйственных целей. [25] Другое исследование влияния добычи цинка на сельскохозяйственные почвы в провинции Хэйлунцзян в Китае показало, что почвы были «умеренно загрязнены», а популяция и разнообразие бактериальных сообществ в почвах были значительно сокращены, со сниженной активностью почвенных ферментов. [26] Активность бактерий и ферментов помогает растительному веществу усваивать питательные вещества, разлагать разлагающиеся вещества и участвовать в других экосистемных взаимодействиях. [26] Их сокращение и снижение эффективности приводят к снижению производительности сельского хозяйства.

Цинковые рудники

Десять крупнейших в мире рудников по добыче цинка (по тоннам цинка)
ИмяСтранаВладелец(и)Производство
(тонн)		Год и исх.Операции
Красный ПесСШАРесурсы Тек552,400(2019) [4]Открытый цинково-свинцово-серебряный рудник
Рампура АгучаИндияVedanta Resources (64,9%)
Правительство Индии (29,5%)
[ В статье говорится, что полностью принадлежит Vedanta ]		357,571(2019) [27]Подземный цинково-свинцово-серебряный рудник
Маунт-АйзаАвстралияГленкор326,400(2019) [28]Подземные свинцово-цинково-серебряные рудники Джорджа Фишера и Леди Лоретты
АнтаминаПеруBHP (33,75%)
Glencore (33,75%)
Teck Resources (22,5%)
Mitsubishi Corporation (10%)		303,555(2019) [4]Открытый медно-цинково-молибденовый рудник
Река МакартурАвстралияГленкор271,200(2019) [28]Открытый цинково-свинцово-серебряный рудник
Сан-КристобальБоливияКорпорация Сумитомо206,100(2019) [29]Открытый карьер по добыче серебра, свинца и цинка
Река ДугалдАвстралияКитайские Минметаллы170,057(2019) [30]Подземная выемка и засыпка
ВазантеБразилияРесурсы Nexa139,000(2019) [31]Подземный и открытый рудник по добыче цинка, свинца и серебра
Серро-ЛиндоПеруРесурсы Nexa126,000(2019) [31]Подземный рудник цинка, свинца, меди и серебра
ТараИрландияБолиден АБ122,463(2019) [32]Подземный цинково-свинцовый рудник

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Рассел, Питер; Тарманатан, Тарсика (28 февраля 2013 г.). «Цинк». Музей наук о Земле . Ватерлоо, Онтарио: Университет Ватерлоо . Получено 27 февраля 2020 г.
  2. ^ "Обработка". Шахта МакАртур-Ривер . Glencore . Получено 28 февраля 2020 г.
  3. ^ ab Tolcin, Amy C. (29 января 2021 г.). "Цинк" (PDF) . Обзоры минерального сырья 2021 г. Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США. стр.  190–191 . ISBN 978-1-4113-4398-6. Получено 23 января 2021 г. .
  4. ^ abc "Teck 2019 Annual Report" (PDF) . Ванкувер, Британская Колумбия: Teck Resources Limited. 26 февраля 2020 г. стр. 22 . Получено 31 марта 2020 г. .
  5. ^ ab "Анализ тенденций в отрасли - Глобальный прогноз добычи цинка" (PDF) . Mining.com . 4 октября 2018 г. . Получено 28 февраля 2020 г. .
  6. ^ Уиллис, Линн; Крэддок, ПТ; Гурджар, Л. Дж.; Хегде, КТМ (октябрь 1984 г.). «Древняя добыча свинца и цинка в Раджастане, Индия». World Archaeology . 16 (2): 222– 233. doi :10.1080/00438243.1984.9979929. ISSN  0043-8243.
  7. ^ abc Kharakwal, JS; Gurjar, LK (2006-12-01). "Цинк и латунь в археологической перспективе". Древняя Азия . 1 : 139. doi : 10.5334/aa.06112 . ISSN  2042-5937.
  8. ^ ab Craddock, PT (январь 1987). «Ранняя история цинка». Endeavour . 11 (4): 183– 191. doi :10.1016/0160-9327(87)90282-1.
  9. ^ La Niece, Susan; Hook, Duncan R.; Craddock, Paul T., ред. (2007). Металлы и рудники: исследования по археометаллургии . Лондон: Archetype Publications совместно с Британским музеем. ISBN 978-1-904982-19-7. OCLC  174131337.
  10. ^ Крэддок, Пол Теренс (2009-05-01). «Истоки и вдохновение плавки цинка». Журнал материаловедения . 44 (9): 2181– 2191. Bibcode : 2009JMatS..44.2181C. doi : 10.1007/s10853-008-2942-1. ISSN  1573-4803. S2CID  135523239.
  11. ^ abcd Доран, Дэвид; Кэтер, Боб, ред. (2013-07-24). Справочник по строительным материалам (второе изд.). Milton Park, Abingdon, Oxon: Routledge. ISBN 978-1-135-13921-6. OCLC  855585443.
  12. ^ ab "Переработка цинка - Руды". Encyclopedia Britannica . Получено 2020-02-13 .
  13. ^ Грош, Уэсли А. (1959). Методы добычи и измельчения цинковой руды, Piquette Mining and Milling Co., Теннисон, Висконсин . Министерство внутренних дел США, Горное бюро. ISBN 9781135139209. OCLC  609238014.
  14. ^ Стормс, Уолтер Р. (1949). Методы и затраты на добычу цинка и свинца на руднике Кирни, Центральный горнодобывающий округ, округ Грант, Северная Мексика . Министерство внутренних дел США, Горное бюро. ISBN 9781135139209. OCLC  609239419.
  15. ^ abc Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба (1995). Анатомия шахты от разведки до добычи (PDF) (Технический отчет). Огден, Юта: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба. doi : 10.2737/int-gtr-35 . Архивировано из оригинала (PDF) 2006-02-11.
  16. ^ «Обзор тенденций 2019 года — Цинк». Лиссабон, Португалия: Международная группа по изучению свинца и цинка. 19 февраля 2020 г.
  17. ^ ab Международная группа по изучению свинца и цинка (28 октября 2019 г.). "СЕССИЯ/ПРОГНОЗЫ ILZSG". Публикации ILZSG .
  18. ^ Обзоры минерального сырья 2024
  19. ^ ab Allert, AL; DiStefano, RJ; Fairchild, JF; Schmitt, CJ; McKee, MJ; Girondo, JA; Brumbaugh, WG; May, TW (апрель 2013 г.). «Влияние исторической добычи свинца и цинка на бентосных рыб и раков, обитающих на перекатах в Биг-Ривер юго-восточного Миссури, США». Ecotoxicology . 22 (3): 506– 521. doi :10.1007/s10646-013-1043-3. ISSN  0963-9292. PMID  23435650. S2CID  28565656.
  20. ^ Бессер, Джон М.; Ингерсолл, Кристофер Г.; Брамбо, Уильям Г.; Кембл, Нил Э.; Мэй, Томас В.; Ванг, Нин; Макдональд, Дональд Д.; Робертс, Эндрю Д. (2015-02-10). «Токсичность осадков из районов добычи свинца и цинка для молодых пресноводных мидий (Lampsilis siliquoidea) по сравнению со стандартными тестовыми организмами». Экологическая токсикология и химия . 34 (3): 626– 639. doi :10.1002/etc.2849. ISSN  0730-7268. PMID  25545632. S2CID  22828049.
  21. ^ Бессер, Джон М.; Брамбо, Уильям Г.; Мэй, Томас В.; Шмитт, Кристофер Дж. (2007-05-08). «Биомониторинг свинца, цинка и кадмия в ручьях, дренирующих районы добычи и не добычи свинца, юго-восток Миссури, США». Экологический мониторинг и оценка . 129 ( 1– 3): 227– 241. doi :10.1007/s10661-006-9356-9. ISSN  0167-6369. PMID  16957839. S2CID  12958503.
  22. ^ Poulton, Barry C.; Allert, Ann L.; Besser, John M.; Schmitt, Christopher J.; Brumbaugh, William G.; Fairchild, James F. (апрель 2010 г.). «Оценка макробеспозвоночных ручьев Озарк, расположенных в районах добычи свинца и цинка в тренде Калина на юго-востоке Миссури, США». Environmental Monitoring and Assessment . 163 ( 1– 4): 619– 641. doi :10.1007/s10661-009-0864-2. ISSN  0167-6369. PMID  19347594. S2CID  207128684.
  23. ^ Маллинз, Гэри В.; Льюис, Стюарт (ноябрь 1991 г.). «Макробеспозвоночные как индикаторы здоровья водоемов». Американский учитель биологии . 53 (8): 462– 466. doi :10.2307/4449370. JSTOR  4449370.
  24. ^ Эрнандес, Мария Бренда М.; Магбануа, Фрэнсис С. (2016-12-01). «Сообщество бентосных макробеспозвоночных как индикатор здоровья водотока: влияние землепользования на бентосных макробеспозвоночных водотока». Science Diliman . 28 (2): 5–26 . ISSN  0115-7809.
  25. ^ ab Zhang, Chaolan; Li, Zhongyi; Yang, Weiwei; Pan, Liping; Gu, Minghua; Lee, DoKyoung (июнь 2013 г.). «Оценка загрязнения металлами сельскохозяйственных почв, окружающих район добычи свинца и цинка в карстовом регионе Гуанси, Китай». Бюллетень загрязнения окружающей среды и токсикологии . 90 (6): 736– 741. doi :10.1007/s00128-013-0987-6. ISSN  0007-4861. PMID  23553502. S2CID  13204093.
  26. ^ ab Qu, Juanjuan; Ren, Guangming; Chen, Bao; Fan, Jinghua; E, Yong (ноябрь 2011 г.). «Влияние загрязнения свинцом и цинком при добыче полезных ископаемых на разнообразие бактериальных сообществ и активность ферментов соседних пахотных земель». Environmental Monitoring and Assessment . 182 ( 1–4 ): 597–606 . doi :10.1007/s10661-011-1900-6. ISSN  0167-6369. PMID  21494836. S2CID  37742692.
  27. ^ "Форма 20-F Vedanta Ltd Годовой и переходный отчет иностранных частных эмитентов". Комиссия по ценным бумагам и биржам США . Харьяна, Индия: Vedanta Ltd. 15 июля 2019 г. Получено 31 марта 2020 г.
  28. ^ ab "Цинк". Glencore Australia . Сидней, Новый Южный Уэльс: Glencore . Получено 31 марта 2020 г.
  29. ↑ Суда, Риеко (27 марта 2020 г.). «Sumitomo временно прекращает добычу Zn и Ni». Аргус Медиа . Проверено 1 апреля 2020 г.
  30. ^ "Результаты MMG за год, закончившийся 31 декабря 2019 года" (PDF) . Коулун, Гонконг: MMG Limited. 4 марта 2020 г. Получено 1 апреля 2020 г.
  31. ^ ab "Nexa Reports Fourth Quarter and Full Year 2019 Results and Announces Cash Dividends in US$50 Million". Люксембург: Nexa Resources SA 13 февраля 2020 г. Получено 1 апреля 2020 г.
  32. ^ Матус, Анна (31 декабря 2019 г.). «Boliden Summary Report Mineral Resources and Mineral Reserves 2019: Tara Mine» (PDF) . Стокгольм: Boliden Group . Получено 1 апреля 2020 г. .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Добыча_цинка&oldid=1257743646"