מתכות

שימושים של עופרת



עופרת משמשת על ידי בני אדם למטרות מגוונות במשך יותר מ -5,000 שנה.


פורסם מחדש מגליון עובדות משנת 2011 מאת S.J. קרופשוט וג'ף ל. דובריץ ', מהסקר הגיאולוגי של ארצות הברית.

סוללה לרכב עופרת חומצה: סוללות הצתה של עופרת חומצה עופרת במכוניות מכילות כעשרה קילוגרם של עופרת ויש להחליף אותן כל 4 עד 5 שנים. סוללות עופרת חומצה מספקות גם כוח המתנה לרשתות מחשבים ומערכות טלקומוניקציה, ואחסון אנרגיה למערכות אנרגיה רוח ושמש וכלי רכב היברידיים-חשמליים.

השימושים המשתנים של העופרת


מחקרים מדעיים המדגימים כיצד עופרת שהצטברה רעילה לבריאות האדם וכיצד הצטברות עופרת באדמה, באוויר ובמים רעילים למערכות אקולוגיות, משנה את אופן השימוש בעופרת וגם את אופן השלכתו לאחר השימוש.
האם ידעת? בשנת 2009, עם קצב מחזור של 96 אחוז, סוללת הרכב העופרת חומצה עופרת הייתה המוצר הממוחזר ביותר בארצות הברית.

שימושים עתיקים של עופרת

צינורות מים שתוארכו לאימפריה הרומית, זיגוגיות בקרמיקה פרהיסטורית, והקול הקוסמטי, המשמש את המצרים הקדומים כדי להחשיך את עפעפיהם, הם כמה דוגמאות לשימושים עתיקים של עופרת. כיום, עופרת שנכרתה בכל היבשות למעט אנטארקטיקה, היא אחת המתכות החשובות ביותר לכלכלות מתועשות.

גלנה, מינרל עופרת גופרתית (PbS), הוא החצב העיקרי של העופרת. הוא ממוקש במקומות רבים ברחבי העולם.

קשור: גלנה - עפרת העופרת הראשית

שימושים מודרניים של עופרת

לפני תחילת המאה העשרים, שימש עופרת בארצות הברית בעיקר בתחמושת, ספינות קמורה, זיגוגיות קרמיקה, זכוכית עופרת וקריסטל, צבעים או ציפוי מגן אחר, קווי בד וצינורות מים. לאחר מלחמת העולם הראשונה, הביקוש לעופרת גבר בגלל גידול בייצור כלי רכב ממונעים, שרבים מהם משתמשים בסוללות חומצת עופרת כדי להפעיל את המנועים שלהם. השימוש בעופרת כמגן קרינה בניתוחים רפואיים וציוד תצוגת וידאו וכתוסף לבנזין תרם גם הוא לגידול בביקוש לעופרת.

באמצע שנות השמונים חל שינוי משמעותי בשימושים של עופרת בארצות הברית כתוצאה מהתאמה לתקנות הסביבתיות והחלפת חומרים אחרים לעופרת במוצרים שאינם מלבניים, כמו בנזין, צבעים, מוכרים, וכן מערכות מים. בתחילת שנות האלפיים, 88 אחוז מצריכת העופרת האמריקאית לכאורה הייתה בסוללות חומצה עופרת, שהייתה עלייה משמעותית משנת 1960, כאשר רק 30 אחוז מצריכת העופרת העולמית הייתה בסוללות חומצה עופרת. כיום השימושים המשמעותיים האחרים של עופרת הם בתחמושת, תחמוצות בזכוכית וקרמיקה, מתכות ליציקה ועופרת סדין.

האם ידעת? רמות העופרת באוויר הסביבתי נמוכות כיום ב 92 אחוז ממה שהייתה בשנת 1980, עקב שינויים שנבעו מחוק האוויר הנקי משנת 1970.

עופרת בסביבה

על פי נתוני הסוכנות האמריקאית למרשם חומרים רעילים ומחלות, רמות העופרת הסביבתיות עלו פי אלף יותר משלוש המאות האחרונות כתוצאה מפעילות אנושית. העלייה הגדולה ביותר התרחשה בין השנים 1950-2000 ושיקפה את השימוש הגובר בבנזין עופרת ברחבי העולם. במהלך תקופה זו, ממשלת ארה"ב קבעה תקנות פדרליות ונתנה המלצות להגבלת פליטות עופרת להגנה על בריאות הציבור בארצות הברית.

שלי להוביל: מגמת ויברנום בדרום מזרח מיזורי מכילה את ריכוז העופרת הגדול ביותר בצפון אמריקה. מכרה ביואיק הוא אחד משישה מוקשים תת-קרקעיים המייצרים כיום עופרת במחוז עפרות ויברנום טרנד. תמונה על ידי USGS.

סוגי פיקדונות עופרת

מחקר להבנה טובה יותר של התהליכים הגיאולוגיים היוצרים מרבצי מינרלים, כולל אלה המכילים עופרת, הם מרכיב חשוב בתוכנית המשאבים המינרליים של USGS. עופרת מתרחשת בדרך כלל בשקעים מינרלים יחד עם מתכות בסיס אחרות, כמו נחושת ואבץ. פיקדונות עופרת מסווגים באופן נרחב על בסיס אופן היווצרותם. עופרת מיוצרת בעיקר משלושה סוגים של משקעים: נשיפה משקעית (Sedex), סוג עמק מיסיסיפי (MVT), וגולפיד מסיבי וולקני (VMS).

פיקדונות משקעי משקע

פיקדונות Sedex מהווים יותר מ- 50 אחוז ממשאבי ההובלה בעולם. הם נוצרים כאשר נוזלים חמים עשירים במתכת משתחררים לאגן מלא מים (בדרך כלל אוקיינוס) או למשקעים באגן, והתוצאה היא משקעים של חומר הנושא עפרות בתוך משקעי רצפת אגן.

פיקדונות עמק מיסיסיפי

מרבצי MVT נמצאים ברחבי העולם ומקבלים את שמם ממפקדות המתרחשות באזור עמק מיסיסיפי בארצות הברית. המשקעים מתאפיינים בהחלפה מינרלית של עפרות של סלע המארח הפחמתי; לעתים קרובות הם מרותקים לשכבה סטרטיגרפית אחת ומשתרעים על מאות קמ"ר. מרבצי MVT היו מקור עופרת מרכזי בארצות הברית החל מהמאה ה -19 ועד אמצע המאה העשרים.

פיקדונות גופרית מסיביים וולקניים

בניגוד למרבצי Sedex ו- MVT, למרבצי VMS יש קשר ברור לתהליכים וולקניים צוללים. הם יכולים להכיל כמויות משמעותיות של נחושת, זהב וכסף, בנוסף לעופרת ואבץ. פתחי הים "המעשנים השחורים" שהתגלו במהלך משלחות באוקיינוס ​​העמוקים הם דוגמאות למצבורי VMS שנוצרים על קרקעית הים כיום.

צינורות עופרתכמו אלה שהתגלו בבאת 'באנגליה, שימשו לצנרת אינסטלציה על ידי רומאים קדומים. תמונה על ידי USGS.

האם ידעת? המילים האנגלית אינסטלציה, אינסטלטור, אינסטלטור ואינסטל-בוב נובעות מהמילה הלטינית להוביל.

אספקה ​​וביקוש עולמי ברחבי העולם

נכון לעכשיו, כ -240 מוקשים ביותר מ- 40 מדינות מייצרים עופרת. ייצור המוקשים העולמי הוערך בשנת 2010 ב -4.1 מיליון טונות, והמפיקים המובילים היו סין, אוסטרליה, ארצות הברית ופרו, בסדר יורד של תפוקה. בשנים האחרונות הובנה עופרת מבית באלסקה, איידהו, מיזורי, מונטנה וושינגטון. בנוסף, עופרת משנית (ממוחזרת) היא חלק משמעותי מאספקת העופרת העולמית.

הצריכה העולמית של עופרת מזוקקת הייתה 9.35 מיליון טון מטרי בשנת 2010. המדינות המובילות הצורכות בעופרת מזוקקת היו סין, ארצות הברית וגרמניה. הביקוש להובלה ברחבי העולם צפוי לגדול בעיקר בגלל צריכה מוגברת בסין, המונעת על ידי צמיחה בשוק האופניים החשמליים.

ייצור עופרת ומאגרים

מדינההפקהעתודות
ארה"ב4007,000
אוסטרליה62027,000
בוליביה901,600
קנדה65650
סין1,60013,000
הודו952,600
אירלנד45600
מקסיקו1855,600
פרו2806,000
פולין351,500
רוסיה909,200
דרום אפריקה50300
שבדיה651,100
אחר3304,000
סך הכל4,10080,000
הנתונים באלף טונות.
נתונים מסיכום הסחורות המינרליות של USGS, ינואר 2011.

הבטחת אספקת עופרת עתידית

כדי לסייע בחיזוי היכן עשוי להימצא אספקת עופרת עתידית, מדעני USGS חוקרים כיצד והיכן מרוכזים משאבי עופרת מזוהים בקרום כדור הארץ ומשתמשים בידע זה כדי להעריך את הסבירות כי קיימים משאבי עופרת שלא נחשפו. טכניקות להערכת פוטנציאל של משאבים מינרליים פותחו ושכללו על ידי USGS כדי לתמוך בניהול של אדמות פדרליות ולהעריך טוב יותר את זמינות משאבי המינרלים בהקשר עולמי.

מידע על עופרת
ייצור וצריכת עופרת: סטטיסטיקות עופרת ומידע של USGS.
הערכה של פיקדונות שטרם נחשפו של זהב, כסף, נחושת, עופרת ואבץ בארצות הברית: על ידי צוות הערכת המשאבים המינרלים הארציים של הסקר הגיאולוגי בארה"ב. דו"ח קובץ פתוח בסקר הגיאולוגי בארה"ב 02-198, 2002.
מודל פיקדון לעפרות אבץ עופרת מסוג מיסיסיפי בעמק: דייוויד ל. ליץ ', ראיין ד. טיילור, דייוויד ל. פיי, שרון פ. דיהל, וריצ'רד וו. דו"ח חקירות מדעיות של הסקר הגיאולוגי בארה"ב 2010-5070-A, 2010.
קריטריונים גיאולוגיים להערכת משקעי נשיפה משקע (Sedex) Zn-Pb-Ag: פיקדונות פול Poul Emsbo, ארה"ב. סקר גיאולוגי דו"ח קבצים פתוחים 2009-1209, 2009.
מודל להתרחשות חדש להערכה לאומית של פיקדונות גופרית מסעיים וולקוגניים בלתי נחשפים: W.C. פט שנקס השלישי, סינתיה דושל-בייקון, רנדולף קוסקי, ליסה א. מורגן, דן מוסייר, נדין מ. פיאטק, איאן רידלי, רוברט ר. סיל, השני, קלאוס ג'. שולץ, ג'ון פ. סלק ורולנד תורסטון. דו"ח קבצים פתוחים של הסקר הגיאולוגי בארה"ב 2009-1235, 2009.

ארצות הברית מובילה משאבים

בשנות התשעים, ה- USGS ביצעו הערכה של משאבי ההובלה האמריקניים והגיעו למסקנה שנשאר למצוא עוד עופרת כפי שכבר התגלה. באופן ספציפי, USGS גילו כי 92 מיליון טון עופרת התגלו והעריכו כי כ -85 מיליון טון מטרי עופרת נותרים בלתי נחשפים בארצות הברית.

הערכות משאב מינרלי הן דינאמיות. מכיוון שהם מספקים תמונת מצב המשקפת את ההבנה הטובה ביותר שלנו כיצד ואיפה מיקומם של המשאבים, יש לעדכן את ההערכות מעת לעת ככל שמתקדמים נתונים טובים יותר ופיתוח מושגים חדשים. המחקר הנוכחי של ה- USGS כולל עדכון מודלים של פיקדון מינרלים ומודלים סביבתיים של מינרלים עבור עופרת וסחורות חשובות אחרות ללא דלק ושיפור הטכניקות המשמשות להערכת פוטנציאל משאבי מינרלים מוסתרים. תוצאות מחקר זה יספקו מידע חדש ויפחיתו את כמות אי הוודאות בהערכות המשאב המינרלי העתידי.