コンテンツ
- 亜鉛の歴史的な使用
- 閃亜鉛鉱：主要鉱石
- 洗練された亜鉛金属
- 今日の亜鉛の使用
- 亜鉛はどこから来たのですか？
- 堆積呼気堆積物
- ミシシッピバレータイプ鉱床
- 火山性塊状硫化物鉱床
- 亜鉛の世界的な供給と需要
- 将来に向けた亜鉛の適切な供給の確保
- レッドドッグ鉛亜鉛鉱床
亜鉛： 精製された亜鉛金属は、新たに鋳造されると青白です。ほとんどの温度で硬くて脆く、融点と沸点が比較的低い。画像著作権iStockphoto / Svengine。
亜鉛の歴史的な使用
それが元素として識別される何世紀も前に、亜鉛は真鍮（亜鉛と銅の合金）を作るために、そして薬用に使用されました。金属亜鉛と酸化亜鉛は、11世紀から14世紀の間にインドで、17世紀に中国で生産されましたが、純粋な金属亜鉛の発見は、1746年に元素を分離したドイツの化学者Andreas Marggrafによるものです。
閃亜鉛鉱：主要鉱石
閃亜鉛鉱（硫化亜鉛）は、世界のほとんどの亜鉛が生成される主要な鉱石鉱物ですが、硫化物を含まない他の多くの鉱物には、亜鉛が主成分として含まれています。初期の亜鉛生産の多くは、非硫化物鉱床によるものでした。しかし、これらの資源が枯渇するにつれて、生産は硫化物鉱床にシフトしました。過去30年間、抽出冶金の進歩により、非硫化亜鉛鉱床への関心が新たになりました。
亜鉛めっき： 生成される亜鉛の約半分は亜鉛めっきに使用されます。亜鉛めっきは、錆を防ぐために鉄または鋼に亜鉛の薄層を追加するプロセスです。この写真は、亜鉛メッキが施された金属板の表面を示しています。シート全体の異なる色領域は、異なる量の光を反射する異なる結晶方位の亜鉛結晶によって引き起こされます。画像著作権iStockphoto / Stephen Sweet。
洗練された亜鉛金属
精製された亜鉛金属は、新たに鋳造されると青白です。ほとんどの温度で硬くて脆く、融点と沸点が比較的低い。亜鉛は他の金属と容易に合金化し、化学的に活性です。空気にさらされると、薄い灰色の酸化膜（緑青）が形成され、金属のより深い酸化（腐食）が抑制されます。腐食に対する金属の耐性は、その使用において重要な特性です。
亜鉛合金： 亜鉛の2番目の主要な使用法は合金です。亜鉛は銅（真鍮を形成するため）および他の金属と組み合わされて、自動車、電気部品、および家庭用器具に使用される材料を形成します。真鍮の据え付け品の著作権はiStockphoto / Vova Kalinaです。
今日の亜鉛の使用
亜鉛は現在、鉄、アルミニウム、銅に次いで世界で4番目に広く消費されている金属です。それは強力な防食特性を持ち、他の金属とよく結合します。その結果、生成される亜鉛の約半分が亜鉛めっきに使用されます。これは、錆を防ぐために鉄または鋼に亜鉛の薄層を追加するプロセスです。
亜鉛の次の主な用途は合金としてです。亜鉛は銅（真鍮を形成するため）および他の金属と組み合わされて、自動車、電気部品、および家庭用器具に使用される材料を形成します。亜鉛の3番目に重要な使用法は、酸化亜鉛（生産量で最も重要な亜鉛化学物質）の生産です。これは、ゴムの製造および皮膚保護用軟膏として使用されます。
亜鉛も健康にとって重要です。それは、人間、動物、植物の適切な成長と発達に必要な要素です。成人の人体には、2〜3グラムの亜鉛が含まれています。これは、体内の酵素と免疫系が適切に機能するために必要な量です。味、匂い、傷を癒すことも重要です。カキ、牛肉、ピーナッツなどの多くの食品に微量の亜鉛が含まれています。
酸化亜鉛： 亜鉛の3番目の重要な使用法は、酸化亜鉛（生産量で最も重要な亜鉛化学物質）の生産です。これは、ゴムの製造や皮膚軟膏として使用されます。酸化亜鉛の画像著作権iStockphoto / Demiren。
亜鉛はどこから来たのですか？
亜鉛を含む鉱床を形成する地質学的プロセスをよりよく理解するための研究は、USGS鉱物資源プログラムの重要な要素です。亜鉛は、銅や鉛などの他の卑金属とともに、鉱床によく見られます。亜鉛鉱床は、その形成方法に基づいて広く分類されます。亜鉛は、主に3種類の堆積物から生成されます。堆積性呼気（Sedex）、ミシシッピバレータイプ（MVT）、および火山性塊状硫化物（VMS）です。
亜鉛生産マップ： 2010年に生産された世界の供給の割合で世界トップの亜鉛生産者。2011年1月の米国地質調査鉱物商品概要のデータに基づく画像。
堆積呼気堆積物
セデックス鉱床は、世界の亜鉛資源の50％以上を占め、金属が豊富な熱水が水で満たされた盆地（通常は海）に放出されると形成され、その結果、盆地の底質に鉱石を含む物質が沈殿します。世界最大の亜鉛鉱山であるアラスカのレッドドッグ鉱山は、セデックス鉱床で開発されています。
ミシシッピバレータイプ鉱床
MVT鉱床は世界中で発見されており、その名前は米国のミシシッピバレー地域で発生する鉱床に由来しています。鉱床は、炭酸塩母岩の鉱石鉱物の置換によって特徴付けられます。それらはしばしば単一の層序層に限定され、数百平方キロメートルにわたって広がります。 MVT鉱床は、19世紀から20世紀半ばまで米国の主要な亜鉛源でした。
火山性塊状硫化物鉱床
SedexおよびMVT堆積物とは対照的に、VMS堆積物は海底火山プロセスと明確に関連しています。また、亜鉛と鉛に加えて、かなりの量の銅、金、銀を含むことができます。深海探検中に発見された「ブラックスモーカー」海口は、今日の海底に形成されているVMS堆積物の例です。
亜鉛の世界的な供給と需要
2009年、亜鉛は6つの異なる州で採掘されました。しかし、米国は、主にカナダ、メキシコ、カザフスタン、および韓国から国内で使用される精製亜鉛の76％を降順で輸入しました。国際的な鉛および亜鉛研究グループの統計によると、新興市場のある国（中国、ブラジル、インドなど）での消費の増加が欧州と米国での消費の減少を相殺したため、2008年の世界の亜鉛消費は安定しました。
多くの元素は、化学、電子、および顔料の用途で亜鉛の代替品として使用できますが、亜鉛めっき製品の需要は、特に重要なインフラストラクチャプロジェクトが開発されている地域では、依然として強いです。過去35年間の世界の亜鉛の生産（供給）と消費（需要）の劇的な増加は、自動車の車体、高速道路の障壁、亜鉛めっき鉄構造などの輸送および通信分野の需要を反映しています。
将来に向けた亜鉛の適切な供給の確保
将来の亜鉛供給がどこにあるかを予測するために、USGSの科学者は、識別された亜鉛資源が地球の地殻にどのようにどこで集中しているかを研究し、その知識を使用して未発見の亜鉛資源が存在する可能性を評価します。鉱物資源の可能性を評価する技術は、USGSによって開発および改良され、連邦の土地の管理をサポートし、グローバルな状況で鉱物資源の可用性をより適切に評価します。
1990年代に、USGSは米国の亜鉛資源の評価を実施し、既に発見された亜鉛の2倍の亜鉛が発見されていないと結論付けました。具体的には、USGSは、米国で1億トン未満の亜鉛が発見されたことを発見し、約2億1,000万トンの亜鉛が発見されなかったと推定しました。
鉱物資源の評価は動的です。特定の時間と知識レベルでスナップショットを提供するため、より良いデータが利用可能になり、新しい概念が開発されると、評価を更新する必要があります。たとえば、1960年代後半の偵察地質調査中に、USGSの地質学者は、アラスカ州ブルックス山脈西部の排水路に広範な酸化鉄の染色が存在することに気付きました。
レッドドッグ鉛亜鉛鉱床
フォローアップ調査により、レッドドッグ鉛亜鉛鉱床が発見されました。 1990年後半、10年にわたる探査と開発の作業の後、アラスカのRed Dog鉱山が生産を開始し、その後、世界の亜鉛供給に大きく貢献しました。この地域のその後の調査により、レッドドッグやその他の鉱床の形成を制御し、他の場所の同様の地質環境における同様の鉱床の評価の基礎を提供する複雑な要因の理解が深まりました。 USGSによるその他の現在の研究では、亜鉛およびその他の重要な非燃料商品の鉱物沈着モデルと鉱物環境モデルを更新し、隠された鉱物資源の可能性を評価するために使用される技術を改善します。この研究の結果は、新しい情報を提供し、将来の鉱物資源評価における不確実性の量を減らします。