Société Minerais et Metaux, включающая всех производителей, контролируемых французским капиталом, под эгидой правительства является агентом по продаже и закупке для своих членов и контролирует все французское и большую часть греческого производства, более половины производства Испании и Бельгии, помимо руд северной Африки и Египта.
После устранения активов враждебных иностранных граждан Управляющим имуществом иностранных граждан американский капитал контролирует практически все внутреннее производство и почти все производство Мексики, помимо некоторых руд, импортируемых из Мексики, Канады и Южной Америки. Несмотря на большие запасы руды и перерабатывающие мощности, ожидается, что Соединенные Штаты после периода адаптации будут обеспечивать свои внутренние потребности, но экспортировать мало свинца, как это было до войны.
Положение Германии будет в значительной степени зависеть от договоренностей о поставках иностранной руды. Некоторая часть добычи мексиканской руды может все еще находиться под германским контролем. Бельгия полностью зависит от иностранной руды, которая, по-видимому, будет в значительной степени поступать из Австралии; и, поскольку более половины ее производства контролируется французским капиталом, она будет находиться под британским и французским господством; но она потребляет большую часть продукции своих плавильных заводов. Италия потребляет на 50% больше, чем составляет внутреннее производство, которое в основном контролируется английским капиталом. Ни одно из государств, образованных в результате распада Австро-Венгерской империи, не будет иметь значения в свинцовой промышленности.
Коммерческий контроль над производством свинца на плавильных заводах, рассчитанный по последним имеющимся статистическим данным, составляет примерно следующее: Соединенные Штаты — 48,6%; Британская империя — 17,2%; Германия — 15,3%; и Франция — 12,7%; или всего для четырех держав — 93,8% мирового производства чернового свинца.
ГЛАВА XVI ЦИНК Фредерик Б. Хайдер
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИНКА
Металлический цинк, или спельтер, как часто называют этот коммерческий металл в торговле, главным образом используется в виде катаных листов; при гальванизации; в сплавах, образующих латунь и бронзу; и при аффинаже (извлечении серебра) из свинцовых слитков. Катаные листы используются для крыш, резервуаров, трубопроводов и защитных футеровок. Железные и стальные предметы погружаются в ванны с расплавленным спельтером и покрываются металлом или оцинковываются, тем самым защищаясь от окисляющих агентов. Используются и другие методы нанесения этого защитного покрытия.
Цинк и медь соединяются во всех пропорциях, образуя сплавы, известные как латунь, которые имеют широкое промышленное применение. Существует только один определенный сплав; он соответствует приблизительно CuZn2, содержит 33% меди и 67% цинка, является твердым, хрупким и имеет небольшую практическую ценность. Все остальные латуни можно рассматривать как твердые растворы этого определенного сплава в избытке одного из его компонентов. Используемые латуни варьируются по содержанию цинка от 20 до 85% и сильно различаются по своим свойствам в зависимости от состава. Сплавы цинка и алюминия обладают ценными свойствами, особенно те, которые содержат от 25 до 35% цинка. Другие используемые сплавы содержат, помимо меди и цинка, свинец, олово или никель.
Процесс Паркса по аффинажу свинцовых слитков вытеснил более старые процессы Паттинсона и купелирования, за исключением случаев присутствия висмута, благодаря жадности, с которой цинк извлекает из слитков золото, серебро, медь и теллур. Эта очистка может быть доведена до желаемой степени или только до коммерчески выгодного уровня, обычно до содержания половины унции серебра на тонну свинца.
Среди прочих видов использования цинка: декоративное литье; в гальванических элементах; в фотогравировке; в пластинах, подвешиваемых в котлах для предотвращения образования накипи; осаждение золота в цианидном процессе; в виде порошка, как восстановитель в органической химии, особенно при восстановлении индиго-синего, и в краске для конструкционной стали. Цинк также используется в виде многочисленных солей, таких как хлорид в качестве консерванта для древесины, и сульфат, применяемый в медицине, крашении и производстве клея.
Оксид цинка, производимый как из металла, так и из руд, используется в качестве пигмента как в сочетании со свинцовыми белилами и баритом, так и в качестве их конкурента. Значительные количества оксида также используются в резинотехнической промышленности. Литопон (интимная смесь, полученная путем химического осаждения сульфида цинка и сульфата бария) приобретает все большее значение в качестве пигмента.
Все основные виды использования цинка, включая гальванизацию, катаные листы, производство латуни и аффинаж свинцовых слитков, можно считать важными. Латунь относится вместе со сталью к категории незаменимых материалов современной промышленности. Никакой удовлетворительной замены с точки зрения как физических качеств, так и стоимости не существует для многих важных частей механизмов и производственных целей. Его широкое использование зависит от ряда качеств. Отличные четкие отливки, изготовленные из определенных латуней, легко поддаются механической обработке или другой отделке и гальваническому покрытию, если это необходимо. Электропроводность латуни хорошая. Некоторые латуни легко прокатываются в листы и нарезаются и штампуются в желаемые формы. Смазанные поверхности стали по латуни образуют удовлетворительные и долговечные подшипники.
Другие крупные виды использования цинка зависят от его устойчивости к окислению и возможности прокатки в довольно тонкие листы. Однако по обоим этим качествам он уступает другим металлам, в частности никелю и олову. В сплаве со свинцом он может быть прокаткой превращен в заменитель оловянной фольги. В некоторых случаях это довольно удовлетворительный, дешевый заменитель металлов более высокого качества. Во времена дефицита или высоких цен возможна замена металлами более низкого качества, и во многих случаях от цинка можно временно отказаться вовсе. Его область применения, следовательно, в значительной степени определяется коммерческими условиями предложения и цены, которые в широком смысле определяют общее потребление и особенно проценты, приходящиеся на различные виды использования. Можно предположить, однако, что проценты для внутреннего потребления в Соединенных Штатах в 1910 году приблизительно представляют собой показатели нормального мирного времени. В том году из общего объема потребления 60% использовалось при гальванизации; 20% — при производстве латуни; 11% — в катаных листах; и 1% — при аффинаже свинца; оставляя 8% для прочих видов использования. Во время войны процент, используемый при гальванизации, был значительно снижен, а используемый для производства латуни — значительно увеличен. Использование катаных листов будет расти.
Большая часть европейского производства в нормальное время прокатывается в листы, используемые главным образом для кровли.
ИЗМЕНЕНИЯ В ПРАКТИКЕ
При извлечении цинка из его руд наиболее важными изменениями в практике за последние годы стали адаптация ретортной плавки с целью использования цинковых концентратов из комплексных руд, увеличение производства оксида цинка и литопона за счет применения методов волатилизации при переработке ретортных остатков и рядовых руд, а также электролитические и электротермические процессы извлечения металла.
Наиболее революционным достижением стала разработка методов масляной флотации, электромагнитной и электростатической сепарации для обогащения руд. Эти процессы получают широкое распространение и в сочетании с электролитическим восстановлением особенно хорошо приспособлены для производства цинка высочайшего качества из комплексных руд. Поскольку электролитические и электротермические процессы находят применение только там, где электроэнергия относительно дешева, существует тенденция размещать установки в местах доступности гидроэлектроэнергии, что приводит к перераспределению центров плавки цинка.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Цинк и свинец обычно встречаются вместе в месторождениях полезных ископаемых, иногда в тесной смеси, иногда в такой степени обособленно, что преобладает один из металлов, однако руды одного из них редко бывают полностью свободны от примесей другого. Геологическое и географическое распространение этих двух металлов, следовательно, почти идентично.
Сульфидные руды, главным образом сфалерит или цинковая обманка, являются наиболее важными, но в зоне окисления они часто превращаются в карбонаты — смитсонит, каламин и гидроцинкит. Оксиды — франклинит, виллемит и цинкит — имеют значение только в одном районе штата Нью-Джерси. Карбонаты, хотя и содержат низкий процент цинка, часто встречаются в виде концентрированных рудных тел и легко поддаются металлургической обработке. Поэтому каламин-смитсонитовые руды составляют значительную долю добычи во многих важных районах, но в будущем цинковая обманка будет приобретать все большее значение в мировом производстве.
Цинковые руды встречаются в месторождениях нескольких различных генетических типов. В порядке их значимости это:
(а) Месторождения, сформировавшиеся в осадочных породах без видимой связи с изверженными породами, в виде пластовых залежей, замещающих обычно известняки и доломиты. Руды этого типа обычно содержат минералы свинца (галенит) и железа (пирит или марказит), часто марганца и кадмия, иногда мышьяка, кобальта и никеля, но редко золото, серебро, медь или сурьму. Иногда присутствуют барит и флюорит.
Месторождения этого типа имеют повсеместное распространение. Их большая чистота и простота необходимой обработки, особенно руд в зонах окисления, привели к тому, что они стали эксплуатироваться первыми и наиболее интенсивно и до недавнего времени являлись доминирующим фактором в мировом производстве цинка. К этому типу относятся месторождения долины Миссисипи и Силезии, которые в совокупности обеспечили 34 процента мирового объема добычи в 1913 году.
(b) Жилы, связанные с изверженными породами, и вкрапленные сульфидные замещения в изверженных породах. К этой группе относятся месторождения Бьютта, Ледвилла и Кер-д'Ален, а также вкрапленные месторождения Бодуин (Burma Mines Co.), Риддер (Сибирь) и Салмон-Ривер (Британская Колумбия). Эти руды обычно являются комплексными и включают минералы цинка, свинца, меди, железа, золота и серебра, а часто также мышьяка, сурьмы и других металлов. В одной группе, серебряно-свинцовых месторождениях, цинк кажется второстепенным фактором, но с глубиной он замещает свинец в качестве преобладающего металла. Месторождения этих комплексных руд в последние годы стали важными источниками цинка благодаря выявлению цинковых руд в зонах окисления, тому, что цинк становится доминирующим металлом с увеличением глубины на многих рудниках, и особенно благодаря совершенствованию методов обогащения комплексных руд и извлечения металла из концентратов. Руды этого типа будут приобретать все большее значение в будущем из-за их повсеместного распространения.
(c) Магматогенно-метаморфические месторождения, содержащие франклинит, виллемит, цинкит, немного цинковой обманки и жильную массу из кальцита, родонита, граната, пироксена, роговой обманки, магнетита и тремолита. Этот тип характерен для месторождений Франклина и Адирондака в северо-восточной металлогенической провинции Соединенных Штатов, а также встречается в Магдалене и Хановере, штат Нью-Мексико, и на руднике Хорн-Силвер в Юте.
(d) Метаморфизованные месторождения. Первоначально они могли относиться к любому из предыдущих типов, но в настоящее время изменены региональным метаморфизмом. Лучшим примером является важное месторождение Аммеберг в Швеции. Цинковая обманка там встречается в виде вкрапленности в полосах гнейсовидного гранулита, который также содержит полосы вкрапленного пирротина и арсенопирита.
ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Основные месторождения цинковых руд в мире находятся в странах, перечисленных в таблице ниже; порядок стран соответствует их значимости в отрасли в 1913 году, насколько это можно оценить по неполным данным.
Тремя основными металлогеническими провинциями мира, согласно текущей эксплуатации, являются Брокен-Хилл (Новый Южный Уэльс), Силезия и долина Миссисипи.
Состояние цинковой промышленности в основных странах в 1913 году показано в Таблице 59.
Соединенные Штаты.
— Цинковые месторождения Соединенных Штатов могут быть отнесены к трем металлогеническим провинциям, которые в порядке их текущей значимости представляют собой: провинцию долины Миссисипи, Западную провинцию и Северо-Восточную провинцию.
Судя по имеющимся знаниям, провинция долины Миссисипи является одной из трех крупнейших цинконосных металлогенических провинций мира. Она занимает территорию, подстилаемую слабо дислоцированными палеозойскими известняками, возраст которых варьируется от ордовикского до нижнекарбонового, и охватывает большую часть великой межконтинентальной долины Миссисипи в штатах Миссури, Арканзас, Оклахома, Канзас, Иллинойс, Кентукки, Висконсин, Айова, а также Теннесси и западную часть Виргинии. Изверженные породы, как правило, отсутствуют. Существуют три основные подпровинции: Озаркская провинция, включающая Миссури, Оклахому, Канзас, Арканзас; верхняя часть долины Миссисипи, включающая Висконсин, северную часть Иллинойса и Айову; а также районы Теннесси и Виргинии.
Таблица 58. — Основные месторождения цинковых руд мира
Approximate
order Country Percentage
of world’s
production
in 1913
1 United States 35.0
2 Germany 25.0
3 Australia 15.0
4 Italy 5.0
5 Algeria 3.0
6 Japan 2.0
7 Spain 2.0
8 Russia (including Russian Poland) 2.0
9 France 1.5
10 Greece 1.0
11 Sweden 1.0
12 Mexico 1.0
13 Austria 1.0
14 Tunis 1.0
15 Indo-China (Tonkin)
16 Great Britain
17 China
18 Bolivia
19 Canada
20 India (Burma)
21 Egypt
22 South Africa
23 Peru
В Озаркской подпровинции наиболее важным является район Джоплин. Руды залегают на трех горизонтах в горизонтально залегающих нижнекарбоновых известняках. В верхнем горизонте, под поверхностью, руда залегает в глинистых кремнистых брекчиях, и преобладает галенит. Средний горизонт, или «пластовая залежь», содержит смесь галенита и цинковой обманки, цементирующую брекчированный кремень. Руда низкосортная, средний выход цинка составляет 1,9 процента. Этот горизонт был наиболее важным источником руды. Третий и самый нижний горизонт, пока еще мало эксплуатируемый, содержит вкрапленные руды. В 1918 году в районе Джоплин работало тридцать обогатительных фабрик. Компания Athletic Mining & Smelting Co. была крупнейшим производителем, эксплуатирующим рудник Athletic в Дуэнвеге, Bertha A. в Уэбб-Сити и Mutual в Ороного. Крупными операторами являются Miami Zinc Syndicate, связанный с Butte & Superior и American Zinc, Lead & Smelting Co.; Commerce Mining & Royalty Co.; Century Zinc Co.; и Tri-State Mining Co. Значительная часть добычи осуществляется арендаторами и мелкими операторами.
Таблица 59. — Цинковая промышленность в 1913 году
Country Available zinc in ore
(short tons) Spelter
(short tons)
Produced For
export To be
imported Annual
con-
sumption
Produced Smelted Exported Imported Primary Secondary
United States 305,500 310,500 8,500 13,500 310,500 50,000 21,000 339,500
Australasia 206,000 4,000 202,000 ... 4,000 ... ... ... 4,000
British Isles 50,000 65,000 ... 15,000 65,000 6,000 ... 143,500 214,500
Canada 24,000 ... 24,000 ... ... ... ... 20,000 20,000
Burma, Indo China, etc. 18,000 ... 18,000 ...
France and French Africa 69,000 63,000 6,000 ... 63,000 20,500 ... 5,500 89,000
Italy 40,000 ... 40,000 ... ... ... ... 12,000 12,000
Belgium 11,000 218,000 ... 207,000 218,000 3,500 7,500 ... 84,000
China 5,000 2,500 2,500 ... 2,500 ... ... 7,500 10,000
Greece 12,000 ... 12,000
Japan 10,000 8,000 2,000 ... 8,000 ... ... 4,000 12,000
Russia 35,000 13,000 22,000 ... 13,000 ... ... 23,500 36,500
Holland ... 27,000 ... 27,000 27,000 3,000 25,500 ... 4,500
Mexico 30,000 ... 30,000
Norway 15,000 10,000 5,000 ... 10,000 ... 10,000
Spain 50,000 15,000 35,000 ... 15,000 ... 8,500 ... 6,500
Sweden 10,000 6,000 4,000 ... 6,000 ... 6,000 ...
Austria-Hungary 24,000 24,000 ... ... 24,000 3,000 ... 17,500 44,500
Germany 163,500 312,000 ... 148,500 312,000 18,500 75,000 ... 255,500
Other ... ... ... ... ... 1,500 ... 45,000 46,500
Total 1,078,000 1,078,000 411,000 411,000 1,078,000 106,000 283,500 278,500 1,179,000
В Арканзасе руды имеют схожий характер и условия залегания; они встречаются в той же формации, а также в ордовикском известняке. Lavender Mining & Milling Co. является крупнейшим оператором, и добыча в основном велась по карбонатным рудам.
Верхнемиссисипский район включает месторождения в почти горизонтальных известняках ордовикского возраста. Три четверти добычи в этом районе обеспечивают пять компаний: Mineral Point Zinc Co., дочерняя компания New Jersey Zinc Co., с семью рудниками; Vinegar Hill Zinc Co. с шестью рудниками; Wisconsin Zinc Co., дочерняя компания American Zinc, Lead & Smelting Co., с четырьмя рудниками; Frontier Mining Co. с пятью действующими рудниками; и Cleveland Mining Co. с двумя рудниками. Другими важными компаниями являются Burr Mining Co., Block House Mining Co., M. & A. Mining Co., B. M. & B. Mining Co. и Oliver Mining Co., дочерняя компания U. S. Steel Corporation. Все рудники оснащены обогатительными установками. Добыча в районе демонстрирует устойчивый рост.
Цинковые месторождения юго-западной Виргинии и северо-восточного Теннесси встречаются в виде вкрапленных брекчий замещения вдоль зон дробления и разломов в складчатых кембро-ордовикских известняках, а также в виде окисленных руд в глинах, остаточных продуктах выветривания тех же известняков. Жильная масса состоит из кальцита и доломита. American Zinc Co. является крупнейшим оператором в Теннесси; она обладает мощностью обогащения 3000 тонн в сутки и запасами цинковой обманки более 6 000 000 тонн со средним содержанием цинка от 4 до 5 процентов, из которых производятся 60-процентные концентраты цинковой обманки. Эта компания является дочерним предприятием American Zinc, Lead & Smelting Co.
Западная провинция охватывает большинство западных штатов; она простирается на север в Британскую Колумбию и на юг в Мексику. Основными подпровинциями являются Ледвилл, Бьютт и Кер-д'Ален.