Добыча цинка
Добыча цинка — это процесс, при котором минеральные формы металлического цинка извлекаются из земли путем добычи полезных ископаемых . — Цинковый рудник это рудник, который производит минералы цинка в руде в качестве основного продукта. Обычными побочными продуктами цинковых руд являются минералы свинца и серебра . Другие рудники могут производить минералы цинка как побочный продукт добычи 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 , а затем транспортируется на цинковый завод для производства металлического цинка. [2]
Мировое производство цинка в 2020 году оценивается в 12 миллионов тонн. Крупнейшими производителями были Китай (35%), Австралия (12%), Перу (10%), Индия (6,0%), США (5,6%) и Мексика (5,0%), причем наибольшие запасы имела Австралия . [3]
Крупнейшим в мире цинковым рудником является открытый цинк-свинцово-серебряный рудник Ред Дог на Аляске , на долю которого приходится 4,2% мирового производства. [4] [5] Крупнейшие операторы цинковых рудников включают Vedanta Resources , Glencore , BHP , Teck Resources , Sumitomo , Nexa Resources , Boliden AB и China Minmetals . [5]
История
[ редактировать ]
Месторождения цинка эксплуатируются уже тысячи лет, причем старейший цинковый рудник, расположенный в Раджастане , Индия, был основан почти 2000 лет назад . [6]
Производство чистого цинка произошло в 9 веке нашей эры, тогда как ранее, в древности, цинк в основном использовался при легировании меди для производства латуни . [7] Это связано с тем, что выделение металлического цинка из руды представляет собой уникальную задачу. При температуре, при которой цинк выделяется из руды, он также испаряется в газ, и если печь не герметична, газообразный цинк вступает в реакцию с воздухом, образуя оксид цинка . [8] [9]
Выплавка металлического цинка произошла в 9 веке до нашей эры в Индии, вскоре, 300 лет спустя, в Китае, а в Европе - в 1738 году нашей эры. [7] Методы плавки в Китае и Индии, скорее всего, были разработаны независимо, тогда как метод плавки, разработанный в Европе, вероятно, был заимствован индийским методом. [10] [7]
Основным современным применением цинка является покрытие железа и стали с целью предотвращения его коррозии , причем почти половина мирового производства цинка идет на эти цели. [11] Примерно 20% цинка в мире используется в производстве латуни, где цинк легируется медью в соотношении 20-40% цинка. [11] Из оставшихся 30% мирового производства цинка половина используется в производстве цинковых сплавов, где цинк сочетается с различными количествами алюминия и магния . [11] Оставшийся цинк используется в различных других отраслях промышленности: в сельском хозяйстве в качестве удобрения и в качестве пищевой добавки. [11]
Методы добычи
[ редактировать ]
Цинк добывают как на поверхности, так и в глубине. Поверхностная добыча цинка, обычно используемая для добычи оксидных руд, в то время как подземная добыча дает сульфидные цинковые руды. [12] Некоторыми из распространенных методов добычи цинка являются добыча открытым способом, открытым забоем, а также добыча открытым способом: [12] [8] [13] [14]
Открытая добыча полезных ископаемых . Открытая добыча предполагает удаление пустой породы над залежей руды перед ее добычей. После удаления вскрышных пород руда и отходы добываются параллельно, в основном с использованием гусеничных экскаваторов и грузовиков на резиновых колесах. В небольших масштабах фронтальные погрузчики . можно использовать [15]
Открытая добыча : это метод подземной добычи, при котором рудные тела полностью удаляются, оставляя внутри рудника большие каверны (заходы). Открытая добыча оставляет эти пещеры без каких-либо дополнительных креплений или внешней поддержки, вместо этого стены пещер поддерживаются случайными столбами из руды, которые не были удалены. [15]
Выемка и засыпка : метод подземной добычи, при котором руда извлекается из-под месторождения. Затем забой заполняется пустой породой, чтобы заменить добытую руду, поддержать стены забоя и обеспечить приподнятый пол для горняков и оборудования для дальнейшей добычи руды из месторождения. [15]
Производство
[ редактировать ]Мировое производство цинка в 2019 году составило 12,9 млн тонн, что на 0,9% больше, чем в 2018 году, причем этот рост в первую очередь обусловлен увеличением добычи на цинковых рудниках, расположенных в Австралии и Южной Африке . [16] [3]
Ожидается, что в 2020 году производство цинка вырастет на 3,7% до 13,99 млн тонн, причем этот рост обусловлен увеличением производства цинка в Китае и Индии . [17]
В 2019 году мировой спрос на рафинированный цинк превысил предложение и привел к дефициту в 0,178 млн тонн, тогда как в 2020 году ожидается профицит в размере 0,192 млн тонн. [17]
Основные страны-производители цинка, ранжированные по объему производства в 2019 году, выглядят следующим образом: [3]
| Страна | Производство (млн тонн) | Доля мирового производства |
|---|---|---|
| Китай | 4.371 | 34% |
| Перу | 1.404 | 11% |
| Австралия | 1.283 | 10% |
| олень | 0.795 | 6.1% |
| Индия | 0.712 | 5.5% |
| Мексика | 0.703 | 5.4% |
| Боливия | 0.46 | 3.5% |
| Канада | 0.339 | 2.6% |
| Другие страны | 2.83 | 22% |
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Исследования, проведенные в области здоровья донных популяций макробеспозвоночных в горнодобывающих районах юго-восточного Миссури, штат США, дали обширную информацию о влиянии добычи цинка и ее влиянии на местную окружающую среду. Популяции рыб и раков в районах вблизи мест добычи полезных ископаемых оказались намного ниже, чем другие популяции, обнаруженные на эталонных участках; при этом раки обладают гораздо большей концентрацией металлов в своих тканях, чем их контрольные аналоги. [18] Другое исследование влияния на здоровье популяций мидий, обитающих вблизи районов добычи свинца и цинка, показало, что популяции, проживающие вблизи районов добычи цинка, обладали пониженной биомассой и были менее видовыми, чем те, которые были обнаружены на контрольных участках. [19] Сообщалось, что в растительных тканях концентрация металлов на 10-60% выше эталонной. [20] Оценки макробеспозвоночных населенных пунктов, расположенных непосредственно ниже по течению от горнодобывающих предприятий, выявили снижение биотических условий на 10–58%, а также ухудшение способности экосистемы поддерживать свои популяции по сравнению с другими эталонными участками. [21]
Бентические макробеспозвоночные, такие как раки и мидии, представляют собой путь биомагнификации , при котором концентрация вредных материалов внутри организмов на более высоких трофических уровнях накапливается в результате потребления зараженной добычи. Кроме того, популяции донных макробеспозвоночных часто используются в качестве индикаторов общего состояния экосистемы . [18] [22] [23]
Оценка образцов почвы из сельскохозяйственных районов вблизи района добычи свинца и цинка в Гуанси , Китай, выявила «серьезный уровень загрязнения» цинком в почвах рисовых полей, относительно близких к району добычи цинка, и «умеренный уровень загрязнения» в аэрированные поля относительно дальше. [24] Исследование также показало, что в результате оценки синтетического индекса Немерова исследуемый регион не пригоден для сельскохозяйственных целей. [24] Другое исследование влияния добычи цинка на сельскохозяйственные почвы в китайской провинции Хэйлунцзян показало, что почвы были «умеренно загрязнены», а также значительное сокращение популяции и разнообразия бактериальных сообществ в почвах, а также снижение активности почвенных ферментов. [25] Активность бактерий и ферментов помогает растительному веществу усваивать питательные вещества, разлагать разлагающиеся вещества и выполнять другие взаимодействия в экосистеме. [25] Их сокращение и снижение эффективности приводят к снижению продуктивности сельского хозяйства.
Цинковые рудники
[ редактировать ]Десять крупнейших в мире рудников по производству цинка (по тоннам цинка):
| Название шахты | Владелец | Производство тонны |
Операции |
|---|---|---|---|
| Рыжий пес (США) | Тек Ресурсы | 552,400 (2019) [4] |
открытый цинк-свинцово-серебряный рудник |
| Рампура Агуча (Индия) | Веданта Ресурс (64,9%) Правительство Индии (29,5%) |
357,571 (2019) [26] |
подземный цинк-свинцово-серебряный рудник |
| Маунт-Айза (Австралия) | Гленкор | 326,400 (2019) [27] |
Подземные свинцово-цинко-серебряные рудники Джорджа Фишера и леди Лоретты |
| Антамина (Перу) | BHP (33,75%), Glencore (33,75%), Teck Ресурсы (22,5%), Mitsubishi Corporation (10%) |
303,555 (2019) [4] |
открытый медно-цинко-молибденовый рудник |
| Река Макартур (Австралия) | Гленкор | 271,200 (2019) [27] |
открытый цинк-свинцово-серебряный рудник |
| Сан-Кристобаль (Боливия) | Сумитомо Корпорейшн | 206,100 (2019) [28] |
открытый серебряно-свинцово-цинковый рудник |
| Река Дугалд (Австралия) | Китай Минметаллс | 170,057 (2019) [29] |
подземная выемка и засыпка |
| Васанте (Бразилия) | Некса Ресурсы | 139,000 (2019) [30] |
подземный и открытый цинк-свинцово-серебряный рудник |
| Серро Линдо (Перу) | Некса Ресурсы | 126,000 (2019) [30] |
подземный рудник цинк-свинец-медь-серебро |
| Тара (Ирландия) | Болиден АБ | 122,463 (2019) [31] |
подземный цинк-свинцовый рудник |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рассел, Питер; Тарманатан, Тарсика (28 февраля 2013 г.). «Цинк» . Музей наук о Земле . Ватерлоо, Онтарио: Университет Ватерлоо . Проверено 27 февраля 2020 г.
- ^ "Обработка" . Рудник МакАртур Ривер . Гленкор . Проверено 28 февраля 2020 г. .
- ^ Jump up to: а б с Толчин, Эми К. (29 января 2021 г.). «Цинк» (PDF) . Обзор минеральных ресурсов 2021 года . Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США. стр. 190–191. ISBN 978-1-4113-4398-6 . Проверено 23 января 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с «Годовой отчет Teck за 2019 год» (PDF) . Ванкувер, Британская Колумбия: Teck Resources Limited. 26 февраля 2020 г. с. 22 . Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Анализ отраслевых тенденций – глобальный прогноз добычи цинка» (PDF) . Майнинг.com . 4 октября 2018 г. Проверено 28 февраля 2020 г. .
- ^ Виллис, Линн; Крэддок, Пенсильвания; Гурджар, LJ; Хегде, КТМ (октябрь 1984 г.). «Древняя добыча свинца и цинка в Раджастане, Индия». Мировая археология . 16 (2): 222–233. дои : 10.1080/00438243.1984.9979929 . ISSN 0043-8243 .
- ^ Jump up to: а б с Хараквал, Дж.С.; Гурджар, ЛК (1 декабря 2006 г.). «Цинк и латунь в археологической перспективе» . Древняя Азия . 1 : 139. дои : 10.5334/aa.06112 . ISSN 2042-5937 .
- ^ Jump up to: а б Крэддок, Пенсильвания (январь 1987 г.). «Ранняя история цинка». Стараться . 11 (4): 183–191. дои : 10.1016/0160-9327(87)90282-1 .
- ^ Племянница, Сьюзен; Хук, Дункан Р.; Крэддок, Пол Т., ред. (2007). Металлы и рудники: исследования по археометаллургии . Лондон: Публикации архетипов совместно с Британским музеем. ISBN 978-1-904982-19-7 . OCLC 174131337 .
- ^ Крэддок, Пол Теренс (1 мая 2009 г.). «Истоки и вдохновение выплавки цинка». Журнал материаловедения . 44 (9): 2181–2191. Бибкод : 2009JMatS..44.2181C . дои : 10.1007/s10853-008-2942-1 . ISSN 1573-4803 . S2CID 135523239 .
- ^ Jump up to: а б с д Доран, Дэвид; Кэтэр, Боб, ред. (24 июля 2013 г.). Справочник строительных материалов (Второе изд.). Милтон-Парк, Абингдон, Оксон: Рутледж. ISBN 978-1-135-13921-6 . OCLC 855585443 .
- ^ Jump up to: а б «Обработка цинка – Руды» . Британская энциклопедия . Проверено 13 февраля 2020 г.
- ^ 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 .
- ^ Штормы, Уолтер Р. (1949). Методы добычи и затраты на цинк-свинцовый рудник Кирни, округ Грант Центрального горнодобывающего округа, Северная Мексика . Министерство внутренних дел США, Горное бюро. ISBN 9781135139209 . OCLC 609239419 .
- ^ Jump up to: а б с 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) 11 февраля 2006 г.
- ^ «Обзор тенденций 2019 года – Цинк» . Лиссабон, Португалия: Международная группа по изучению свинца и цинка. 19 февраля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Международная группа по изучению свинца и цинка (28 октября 2019 г.). «СЕССИЯ ILZSG/ПРОГНОЗЫ» . Публикации ILZSG .
- ^ Jump up to: а б Аллерт, Алабама; ДиСтефано, Р.Дж.; Фэйрчайлд, Дж. Ф.; Шмитт, CJ; Макки, MJ; Жирондо, JA; Брамбо, В.Г.; Май, ТВ (апрель 2013 г.). «Влияние исторической добычи свинца и цинка на обитающих в перекатах донных рыб и раков в Большой реке на юго-востоке Миссури, США» . Экотоксикология . 22 (3): 506–521. дои : 10.1007/s10646-013-1043-3 . ISSN 0963-9292 . ПМИД 23435650 . S2CID 28565656 .
- ^ Бессер, Джон М.; Ингерсолл, Кристофер Г.; Брамбо, Уильям Г.; Кембл, Найл Э.; Мэй, Томас В.; Ван, Нин; Макдональд, Дональд Д.; Робертс, Эндрю Д. (10 февраля 2015 г.). «Токсичность отложений из районов добычи свинца и цинка для молоди пресноводных мидий (Lampsilis siliquoidea) по сравнению со стандартными тестируемыми организмами». Экологическая токсикология и химия . 34 (3): 626–639. дои : 10.1002/etc.2849 . ISSN 0730-7268 . ПМИД 25545632 . S2CID 22828049 .
- ^ Бессер, Джон М.; Брамбо, Уильям Г.; Мэй, Томас В.; Шмитт, Кристофер Дж. (8 мая 2007 г.). «Биомониторинг свинца, цинка и кадмия в ручьях, дренирующих свинцоводобывающие и негорнодобывающие территории, юго-восток Миссури, США» . Экологический мониторинг и оценка . 129 (1–3): 227–241. дои : 10.1007/s10661-006-9356-9 . ISSN 0167-6369 . ПМИД 16957839 . S2CID 12958503 .
- ^ Поултон, Барри К.; Аллерт, Энн Л.; Бессер, Джон М.; Шмитт, Кристофер Дж.; Брамбо, Уильям Г.; Фэйрчайлд, Джеймс Ф. (апрель 2010 г.). «Оценка макробеспозвоночных ручьев Озарк, расположенных в районах добычи свинца и цинка в районе Калины Тренд на юго-востоке Миссури, США» . Экологический мониторинг и оценка . 163 (1–4): 619–641. дои : 10.1007/s10661-009-0864-2 . ISSN 0167-6369 . ПМИД 19347594 . S2CID 207128684 .
- ^ Маллинз, Гэри В.; Льюис, Стюарт (ноябрь 1991 г.). «Макробеспозвоночные как индикаторы здоровья ручья». Американский учитель биологии . 53 (8): 462–466. дои : 10.2307/4449370 . JSTOR 4449370 .
- ^ Эрнандес, Мария Бренда М.; Магбануа, Фрэнсис С. (1 декабря 2016 г.). «Сообщество бентических макробеспозвоночных как индикатор здоровья ручьев: влияние землепользования на ручных донных макробеспозвоночных» . Наука Дилиман . 28 (2): 5–26. ISSN 0115-7809 .
- ^ Jump up to: а б Чжан, Чаолань; Ли, Чжунъи; Ян, Вэйвэй; Пан, Липинг; Гу, Минхуа; Ли, ДоКён (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. дои : 10.1007/s00128-013-0987-6 . ISSN 0007-4861 . ПМИД 23553502 . S2CID 13204093 .
- ^ Jump up to: а б Цюй, Хуанхуан; Рен, Гуанмин; Чен, Бао; Фань, Цзинхуа; Э, Ён (ноябрь 2011 г.). «Влияние загрязнения при добыче свинца и цинка на разнообразие бактериального сообщества и активность ферментов близлежащих пахотных земель». Экологический мониторинг и оценка . 182 (1–4): 597–606. дои : 10.1007/s10661-011-1900-6 . ISSN 0167-6369 . ПМИД 21494836 . S2CID 37742692 .
- ^ «Форма 20-Ф Веданта ООО Годовой и переходный отчет иностранных частных эмитентов» . Комиссия США по ценным бумагам и биржам . Харьяна, Индия: Vedanta Ltd., 15 июля 2019 г. Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Цинк» . Гленкор Австралия . Сидней, Новый Южный Уэльс: Glencore . Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ Суда, Риеко (27 марта 2020 г.). «Sumitomo временно прекращает добычу Zn и Ni» . Аргус Медиа . Получено 1 апреля.
- ^ «Результаты MMG за год, закончившийся 31 декабря 2019 года» (PDF) . Коулун, Гонконг: MMG Limited. 4 марта 2020 г. Проверено 1 апреля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Nexa сообщает о результатах за четвертый квартал и весь 2019 год и объявляет денежные дивиденды в размере 50 миллионов долларов США» . Люксембург: Nexa Resources SA, 13 февраля 2020 г. Проверено 1 апреля 2020 г.
- ^ Матус, Анна (31 декабря 2019 г.). «Сводный отчет Boliden о минеральных ресурсах и минеральных запасах за 2019 год: рудник Тара» (PDF) . Стокгольм: Boliden Group . Проверено 1 апреля 2020 г.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
