Les métaux

Utilisations du zinc



Le métal qui est essentiel pour prévenir la corrosion


Publié à partir de la United States Geological Survey Fact Sheet 2011-3016 par S.J. Kropschot et Jeff L. Doebrich

Zinc: Le zinc métallique raffiné est blanc bleuâtre lorsqu'il est fraîchement coulé; il est dur et cassant à la plupart des températures et a des points de fusion et d'ébullition relativement bas.

Utilisations historiques du zinc

Des siècles avant d'être identifié comme élément, le zinc était utilisé pour fabriquer du laiton (un alliage de zinc et de cuivre) et à des fins médicinales. Le zinc métallique et l'oxyde de zinc ont été produits en Inde entre le 11e et le 14e siècle et en Chine au 17e siècle, bien que la découverte du zinc métallique pur soit attribuée au chimiste allemand Andreas Marggraf, qui a isolé l'élément en 1746.

Sphalérite: le minerai primaire

La sphalérite (sulfure de zinc) est le principal minerai à partir duquel la majeure partie du zinc mondial est produite, mais un certain nombre d'autres minéraux qui ne contiennent pas de sulfure contiennent du zinc comme composant majeur. Une grande partie de la première production de zinc provenait de gisements non sulfurés; cependant, ces ressources étant épuisées, la production s'est déplacée vers des gisements de sulfures. Au cours des 30 dernières années, les progrès de la métallurgie extractive ont entraîné un regain d'intérêt pour les gisements de zinc non sulfuré.

Galvanisation au zinc: Environ la moitié du zinc produit est utilisé dans la galvanisation du zinc, qui consiste à ajouter de fines couches de zinc au fer ou à l'acier pour éviter la rouille. Cette photo montre la surface d'une feuille de métal avec un revêtement de zinc galvanisé. Les différents domaines de couleur à travers la feuille sont causés par des cristaux de zinc dans différentes orientations cristallographiques reflétant différentes quantités de lumière.

Métal de zinc raffiné

Le zinc métallique raffiné est blanc bleuâtre lorsqu'il est fraîchement coulé; il est dur et cassant à la plupart des températures et a des points de fusion et d'ébullition relativement bas. Les alliages de zinc se combinent facilement avec d'autres métaux et sont chimiquement actifs. Lorsqu'il est exposé à l'air, il développe un mince film d'oxyde gris (patine), qui inhibe une oxydation plus profonde (corrosion) du métal. La résistance du métal à la corrosion est une caractéristique importante de son utilisation.

Alliages de zinc: La deuxième utilisation principale du zinc est comme alliage; le zinc est combiné avec du cuivre (pour former du laiton) et avec d'autres métaux pour former des matériaux utilisés dans les automobiles, les composants électriques et les appareils électroménagers. Luminaire en laiton

Utilisations du zinc aujourd'hui

Le zinc est actuellement le quatrième métal le plus consommé au monde après le fer, l'aluminium et le cuivre. Il a de fortes propriétés anticorrosives et adhère bien aux autres métaux. Par conséquent, environ la moitié du zinc produit est utilisé dans la galvanisation du zinc, qui consiste à ajouter de fines couches de zinc au fer ou à l'acier pour éviter la rouille.

La prochaine utilisation principale du zinc est comme alliage; le zinc est combiné avec du cuivre (pour former du laiton) et avec d'autres métaux pour former des matériaux utilisés dans les automobiles, les composants électriques et les appareils électroménagers. Une troisième utilisation importante du zinc est dans la production d'oxyde de zinc (le plus important produit chimique du zinc par volume de production), qui est utilisé dans la fabrication du caoutchouc et comme onguent protecteur pour la peau.

Le zinc est également important pour la santé. C'est un élément nécessaire à la bonne croissance et au développement des humains, des animaux et des plantes. Le corps humain adulte contient entre 2 et 3 grammes de zinc, qui est la quantité nécessaire au bon fonctionnement des enzymes et du système immunitaire du corps. Il est également important pour le goût, l'odeur et la guérison des blessures. Des traces de zinc se retrouvent dans de nombreux aliments, comme les huîtres, le bœuf et les arachides.

Oxyde de zinc: La troisième utilisation importante du zinc est dans la production d'oxyde de zinc (le plus important produit chimique du zinc par volume de production), qui est utilisé dans la fabrication du caoutchouc et comme onguent protecteur pour la peau. Oxyde de zinc

D'où vient le zinc?

La recherche pour mieux comprendre les processus géologiques qui forment les gisements minéraux, y compris ceux du zinc, est un élément important du programme des ressources minérales de l'USGS. Le zinc se trouve couramment dans les gisements minéraux, ainsi que d'autres métaux communs, comme le cuivre et le plomb. Les gisements de zinc sont généralement classés en fonction de leur formation. Le zinc est produit principalement à partir de trois types de gisements: l'exhalatif sédimentaire (Sedex), le type de la vallée du Mississippi (MVT) et le sulfure massif volcanogène (VMS).

Carte de production de zinc: Principaux producteurs mondiaux de zinc en pourcentage de l'offre mondiale produite en 2010. Image basée sur les données du United States Geological Survey Mineral Commodity Summary, janvier 2011.

Dépôts exhalatifs sédimentaires

Les gisements de Sedex représentent plus de 50 pour cent des ressources mondiales en zinc et se forment lorsque des fluides hydrothermaux riches en métaux sont rejetés dans un bassin rempli d'eau (généralement un océan), entraînant la précipitation de minerai dans les sédiments du fond du bassin . La plus grande mine de zinc au monde, la mine Red Dog en Alaska, est développée dans un gisement Sedex.

Dépôts de type vallée du Mississippi

Les gisements de MVT se trouvent dans le monde entier et tirent leur nom des gisements qui se trouvent dans la région de la vallée du Mississippi aux États-Unis. Les gisements sont caractérisés par le remplacement des minerais minéraux de la roche hôte carbonatée; ils sont souvent confinés à une seule couche stratigraphique et s'étendent sur des centaines de kilomètres carrés. Les gisements de MVT ont été une source majeure de zinc aux États-Unis du 19e siècle au milieu du 20e siècle.

Dépôts de sulfures massifs volcanogènes

Contrairement aux gisements Sedex et MVT, les gisements VMS ont une association claire avec les processus volcaniques sous-marins. Ils peuvent également contenir des quantités importantes de cuivre, d'or et d'argent en plus du zinc et du plomb. Les évents de mer «fumoir noir» découverts lors des expéditions en haute mer sont des exemples de dépôts de SMV se formant sur le fond marin aujourd'hui.

Production et réserves de zinc

PaysProductionRéserves
États Unis72012,000
Australie1,45053,000
Bolivie4306,000
Canada6706,000
Chine3,50042,000
Inde75011,000
Irlande3502,000
Kazakhstan48016,000
Mexique55015,000
Pérou1,52023,000
Autres pays1,58062,000
Total (arrondi)12,000250,000
Les données sont en milliers de tonnes métriques. Données du USGS Mineral Commodity Summary, janvier 2011.

Offre et demande mondiales de zinc

En 2009, le zinc a été extrait dans six États différents; cependant, les États-Unis ont importé 76 pour cent du zinc raffiné utilisé sur le marché intérieur, principalement du Canada, du Mexique, du Kazakhstan et de la République de Corée, par ordre décroissant. La consommation mondiale de zinc est restée stable en 2008, car l'augmentation de la consommation dans les pays à marchés émergents (comme la Chine, le Brésil et l'Inde) a compensé la baisse de la consommation en Europe et aux États-Unis, selon les statistiques de l'International Lead and Zinc Study Group.

Bien que de nombreux éléments puissent être utilisés comme substitut du zinc dans les applications chimiques, électroniques et pigmentaires, la demande de produits galvanisés au zinc reste forte, en particulier dans les régions où d'importants projets d'infrastructure sont en cours de développement. L'augmentation spectaculaire de la production (offre) et de la consommation (demande) de zinc dans le monde au cours des 35 dernières années reflète la demande dans les secteurs des transports et des communications pour des choses comme les carrosseries automobiles, les barrières routières et les structures en fer galvanisé.

Plus d'information
1 Production et consommation de zinc
2 Évaluation des gisements non découverts d'or, d'argent, de cuivre, de plomb et de zinc aux États-Unis
3 Modèle de gisement de plomb-zinc de type vallée du Mississippi
4 Modèle de gisement sédimentaire exhalatif zinc-plomb-or
5 Modèle de dépôt de sulfures massifs volcanogènes

Assurer un approvisionnement adéquat en zinc pour l'avenir

Pour aider à prédire où pourraient se trouver les futurs approvisionnements en zinc, les scientifiques de l'USGS étudient comment et où les ressources en zinc identifiées sont concentrées dans la croûte terrestre et utilisent ces connaissances pour évaluer la probabilité que des ressources en zinc non découvertes existent. L'USGS a élaboré et perfectionné des techniques pour évaluer le potentiel des ressources minérales afin de soutenir l'intendance des terres fédérales et de mieux évaluer la disponibilité des ressources minérales dans un contexte mondial.

Dans les années 1990, l'USGS a effectué une évaluation des ressources américaines en zinc et a conclu qu'il restait deux fois plus de zinc qu'il n'en avait été découvert. Plus précisément, l'USGS a constaté que moins de 100 millions de tonnes métriques de zinc avaient été découvertes aux États-Unis et estimé qu'environ 210 millions de tonnes métriques de zinc restaient à découvrir.

Les évaluations des ressources minérales sont dynamiques. Parce qu'elles fournissent un instantané à un moment et à un niveau de connaissances particuliers, les évaluations doivent être mises à jour à mesure que de meilleures données deviennent disponibles et que de nouveaux concepts sont développés. Par exemple, lors de recherches géologiques de reconnaissance à la fin des années 1960, les géologues de l'USGS ont noté la présence de taches d'oxyde de fer répandues dans les bassins de drainage de la chaîne ouest de Brooks, en Alaska.

Le gisement de plomb et de zinc Red Dog

Des études de suivi ont mené à la découverte du gisement de plomb-zinc Red Dog. À la fin de 1990, après 10 ans de travaux d'exploration et de développement, la mine Red Dog en Alaska est entrée en production et a depuis grandement contribué à l'approvisionnement mondial en zinc. Des enquêtes ultérieures sur la région ont permis de mieux comprendre les facteurs complexes qui contrôlaient la formation de Red Dog et d'autres dépôts et fournissent la base pour l'évaluation de dépôts similaires dans des environnements géologiques similaires ailleurs. D'autres recherches en cours par l'USGS impliquent la mise à jour des modèles de gîtes minéraux et des modèles environnementaux minéraux pour le zinc et d'autres matières premières non combustibles et l'amélioration des techniques utilisées pour évaluer le potentiel de ressources minérales cachées. Les résultats de cette recherche fourniront de nouvelles informations et réduiront l'incertitude dans les futures évaluations des ressources minérales.


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