Zinkbrytning

Zinkgruvan zinkgruva, Sverige

Zinkbrytning är den process genom vilken mineralformer av metallen zink utvinns från jorden genom gruvdrift . En zinkgruva är en gruva som producerar zinkmineraler i malm som sin primära produkt. Vanliga biprodukter i zinkmalmer inkluderar mineraler av bly och silver . Andra gruvor kan producera zinkmineraler som en biprodukt av produktionen av malmer som innehåller mer värdefulla mineraler eller metaller, såsom guld , silver eller koppar . Gruvmalm bearbetas, vanligtvis på plats, för att producera ett eller flera metallrika koncentrat , och transporteras sedan till ett zinksmältverk för produktion av zinkmetall.

Den globala produktionen av zinkgruvor 2020 uppskattades till 12 miljoner ton. De största producenterna var Kina (35 %), Australien (12 %), Peru (10 %), Indien (6,0 %), USA (5,6 %) och Mexiko (5,0 %), där Australien hade de största reserverna .

Världens största zinkgruva är den öppna zink-bly-silvergruvan Red Dog i Alaska , med 4,2 % av världsproduktionen. Större operatörer av zinkgruvor inkluderar Vedanta Resources , Glencore , BHP , Teck Resources , Sumitomo , Nexa Resources , Boliden AB och China Minmetals .

Historia

Zinkfyndigheter har exploaterats i tusentals år, med den äldsta zinkgruvan, belägen i Rajasthan , Indien, etablerad nästan 2000 år BP .

Ren zinkproduktion skedde på 900-talet e.Kr., medan zink tidigare i antiken främst användes vid legering av koppar för att producera mässing . Detta beror på att isoleringen av zinkmetall från sin malm utgör en unik utmaning. Vid den temperatur som zink frigörs från sin malm förångas det också till en gas, och om ugnen inte är lufttät reagerar den gasformiga zinken med luften och bildar zinkoxid .

Metallisk zinksmältning inträffade på 900-talet f.Kr. i Indien, följt snart av Kina 300 år senare och i Europa 1738 e.Kr. Smältmetoderna i Kina och Indien var troligen oberoende utvecklade, medan smältmetoden som utvecklades i Europa troligen härleddes av den indiska metoden.

Den primära moderna användningen av zink är för beläggning av järn och stål för att förhindra dess korrosion, med nästan hälften av den globala zinkproduktionen som går till detta ändamål. Cirka 20 % av världens zink används vid tillverkning av mässing, där zink legeras med koppar mellan förhållanden på 20-40 % zink. Av de återstående 30 % av den globala produktionen av zink används hälften i produktionen av zinklegeringar, där zink kombineras med varierande mängder aluminium och magnesium . Resterande zink används i olika andra industrier från jordbruket som gödningsmedel och mänsklig konsumtion som tillskott.

Metoder för extraktion

Zink bryts både på ytan och på djupet. Ytbrytning av zink, som vanligtvis används för oxidmalmer, medan underjordsbrytning ger zinksulfidmalmer . Några av de vanligaste metoderna för zinkbrytning är dagbrottsbrytning, öppen stopp och skär och fyllning:

Schematisk beskrivning av skär- och fyllningsbrytning

Dagbrottsbrytning : Ytbrytning innebär att gråberg avlägsnas ovanför en malmfyndighet innan den kan utvinnas. När avfallsmassan har tagits bort bryts malm och avfall parallellt, främst med bandgrävmaskiner och gummitrötta lastbilar . Vid mindre skala kan frontlastare användas.

Open Stope-brytning : Detta är en metod för underjordsbrytning där malmkroppar avlägsnas helt och lämnar stora grottor (stopes) i gruvan. Open stope gruvdrift lämnar dessa grottor utan extra stöd eller yttre stöd, istället stöds grottans väggar av slumpmässiga pelare av malm som inte har tagits bort.

Cut and Fill stoping : En metod för underjordisk brytning som tar bort malm under fyndigheten. Stoppen fylls sedan med gråberg för att ersätta den utbrutna malmen för att stödja stopeväggarna och för att tillhandahålla ett förhöjt golv för gruvarbetarna och utrustning för att ytterligare utvinna malm från fyndigheten.

Produktion

Se även: Lista över länder efter zinkproduktion

Den globala gruvproduktionen av zink 2019 var 12,9 miljoner ton, en ökning med 0,9 % från 2018, där ökningen främst tillskrivs ökad produktion från zinkgruvor i Australien och Sydafrika . År 2020 förväntas produktionen av zink öka med 3,7 % till 13,99 miljoner ton, med ökningen på grund av ökad produktion av zink i Kina och Indien.

2019 översteg den globala efterfrågan på raffinerad zink utbudet och resulterade i ett underskott på 0,178 miljoner ton, medan det 2020 finns ett förväntat överskott på 0,192 miljoner ton.

De viktigaste zinkproducerande länderna rankade efter sin produktion för 2019 är följande:

Land	Produktion (miljoner ton)	Andel av världsproduktionen
Kina	4,371	34 %
Peru	1,404	11 %
Australien	1,283	10 %
USA	0,795	6,1 %
Indien	0,712	5,5 %
Mexiko	0,703	5,4 %
Bolivia	0,46	3,5 %
Kanada	0,339	2,6 %
Andra länder	2,83	22 %

Miljöpåverkan

Forskning utförd på hälsan hos de bentiska makroryggradslösa djurpopulationerna i gruvområdena i sydöstra Missouri, en delstat i USA, har gett en mängd information om effekten av zinkbrytning och dess effekt på dess lokala miljö. Fisk- och kräftpopulationer på orter nära gruvplatser har observerats vara mycket lägre än andra populationer som finns på referensplatser; med kräftorna som har metallkoncentrationer i sina vävnader i en mycket högre koncentration än deras referensmotsvarigheter. Andra undersökningar av effekterna av hälsan hos musselpopulationer som bor nära bly-zink gruvområden har funnit att populationer som bor nära gruvområden hade minskad biomassa och var mindre artig än de som hittades i deras referensplatser. Växtvävnad har rapporterats ha koncentrationer av metaller som är 10-60 % högre än referensen. Makroryggradslösa bedömningar av lokaliteter omedelbart nedströms gruvaktiviteten har observerat en minskning av det biotiska tillståndet med 10-58 % och att ekosystemet har en försämrad förmåga att stödja sina populationer jämfört med andra referensplatser.

Bentiska makro-ryggradslösa djur som kräftor och musslor representerar en väg för biomagnifiering , där koncentrationen av skadliga material i organismer på högre trofiska nivåer ackumuleras som ett resultat av att konsumera förorenat byte. Dessutom används ofta bentiska makroryggradslösa djurpopulationer som indikatorer på ekosystemets övergripande hälsa .

Bedömning av jordprover från jordbruksområden nära en bly-zink gruvregion i Guangxi , Kina har observerat en "allvarlig föroreningsnivå" av zink i jorden i risfälten relativt nära gruvområdet och en "måttlig föroreningsnivå" i luftade fält relativt längre bort. Forskningen visade också att som ett resultat av deras Nemerow-syntetiska index, är regionen som studeras inte lämplig för jordbruksändamål. Andra undersökningar av effekten av zinkbrytning på jordbruksmark i Heilongjiang -provinsen i Kina har funnit att jorden var "måttligt förorenad" och en betydande minskning av populationen och mångfalden av bakteriesammansättningarna i jorden och minskad aktivitet av markenzym. Bakteriernas och enzymernas aktivitet hjälper växtmaterial i upptaget av näringsämnen, sönderfaller ruttnande material och andra ekosysteminteraktioner. Deras minskning och försämrade effektivitet resulterar i sämre jordbruksproduktivitet.

Zinkgruvor

Världens tio största zinkproducerande gruvor (i ton zink) är:

Gruvans namn	Ägare	Produktionston _	Operationer
Red Dog (USA)	Teck Resurser	552 400 (2019)	dagbrott zink-bly-silvergruva
Rampura Agucha (Indien)	Vedanta Resources (64,9 %) Indiens regering (29,5 %)	357 571 (2019)	underjordisk zink-bly-silvergruva
Mount Isa (Australien)	Glencore	326 400 (2019)	George Fisher och Lady Loretta underjordiska bly-zink-silvergruvor
Antamina (Peru)	BHP (33,75 %), Glencore (33,75 %), Teck Resources (22,5 %), Mitsubishi Corporation (10 %)	303 555 (2019)	dagbrott koppar-zink-molybdengruva
McArthur River (Australien)	Glencore	271 200 (2019)	dagbrott zink-bly-silvergruva
San Cristóbal (Bolivia)	Sumitomo Corporation	206 100 (2019)	dagbrott silver-bly-zinkgruva
Dugald River (Australien)	Kina Minmetaller	170 057 (2019)	underjordisk skärning och fyllning stoping
Vazante (Brasilien)	Nexa Resources	139 000 (2019)	underjordisk och dagbrott zink-bly-silvergruva
Cerro Lindo (Peru)	Nexa Resources	126 000 (2019)	underjordisk zink-bly-koppar-silvergruva
Tara (Irland)	Boliden AB	122 463 (2019)	underjordisk zink-blygruva

Se även

• Zinkbrytning i USA