زنك

الزنك هو معدن أبيض مزرق، لامع، ثنائي المغناطيسية، رغم أن معظم الدرجات التجارية الشائعة من المعدن لها سطح غير لامع. هو أقل كثافة من الحديد قليلًا وله هيكل بلوري سداسي، مع شكل مشوه من التعبئة السداسية المتقاربة، حيث يكون لكل ذرة ستة جيران إلى الأقرب (عند 265.9 بيكومتر) في مستواها وستة جيران آخرين على مسافة أكبر تبلغ 290.6 بيكومتر. المعدن صلب وهش في معظم درجات الحرارة ولكنه يصبح قابلاً للتشكيل بين 100 و150 درجة مئوية. فوق 210 درجة مئوية، يصبح المعدن هشًا مرة أخرى ويمكن تفتيته بالضرب. الزنك موصل جيد للكهرباء. بالنسبة لمعدن، يحتوي الزنك على نقاط انصهار (419.5 درجة مئوية) وغليان (907 درجة مئوية) منخفضة نسبيًا. من بين جميع معادن الدي بلوك، يحتوي الزنك على أدنى نقطة انصهار إلى جانب الزئبق والكادميوم؛ لهذا السبب من بين أسباب أخرى، غالبًا ما لا يُعتبر الزنك والكادميوم والزئبق معادن انتقالية مثل باقي معادن الدي بلوك. تحتوي العديد من السبائك على الزنك، بما في ذلك النحاس الأصفر. المعادن الأخرى المعروفة منذ فترة طويلة بتكوين سبائك ثنائية مع الزنك تشمل الألومنيوم، الأنتيمون، البزموت، الذهب، الحديد، الرصاص، الزئبق، الفضة، القصدير، المغنيسيوم، الكوبالت، النيكل، التيلوريوم، والصوديوم. رغم أن الزنك أو الزركونيوم ليسا مغناطيسيين، إلا أن سبيكتهم ZrZn2 تظهر خصائص مغناطيسية تحت 35 درجة كلفن.

يشكل الزنك حوالي 75 جزءًا في المليون (0.0075%) من قشرة الأرض، مما يجعله العنصر الرابع والعشرين الأكثر وفرة. يحتوي التراب على الزنك بتركيز يتراوح بين 5–770 جزءًا في المليون بمتوسط 64 جزءًا في المليون. يحتوي مياه البحر على 30 جزءًا في المليار فقط والغلاف الجوي على 0.1–4 ميكروغرام/م3. يُوجد العنصر عادةً مقترنًا مع معادن أساسية أخرى مثل النحاس والرصاص في الخامات. يعتبر الزنك صديًّا للكبريتات، مما يعني أن العنصر من الأرجح أن يوجد في المعادن مع الكبريت ومعادن الكالكوجين الثقيلة الأخرى، بدلاً من الكالكوجينات الخفيفة مثل الأكسجين أو مع العناصر السالبة الغير كالكوجينات مثل الهالوجينات. تشكلت الكبريتيدات عندما تصلبت قشرة الأرض في ظل الظروف الاختزالية في الغلاف الجوي للأرض المبكرة. يُعتبر السفاليريت، وهو شكل من كبريتيد الزنك، أكثر الخامات المحتوية على الزنك استخراجًا بسبب احتواء تركيزه على 60–62% من الزنك. تشمل المعادن المصدرية الأخرى للزنك سميثسونيت (كربونات الزنك)، هيميمورفيت (سيليكات الزنك)، ورتزيت (شكل آخر من كبريتيد الزنك)، وأحيانًا هيدروزنكيت (كربونات الزنك الأساسية). باستثناء الوورتزيت، تشكلت جميع هذه المعادن الأخرى بواسطة تجوية كبريتيدات الزنك البدائية. تُقدر الموارد العالمية المحددة للزنك بنحو 1.9–2.8 مليار طن. توجد الرواسب الكبيرة في أستراليا وكندا والولايات المتحدة، مع الاحتياطيات الأكبر في إيران. أحدث تقدير للقاعدة الاحتياطية للزنك (يستوفي المعايير الفيزيائية الدنيا المحددة المتعلقة بالممارسات الحالية في التعدين والإنتاج) كان في 2009 وحُسبت بنحو 480 مليون طن. من ناحية أخرى، تُعتبر احتياطيات الزنك هي جماهير الخامات التي تم تكوينها جيولوجيًا والملائمة للاستعادة استنادًا إلى العوامل الاقتصادية (الموقع، الجودة، الكمية) وقت التحديد. بما أن الاستكشاف وتطوير المناجم هي عملية جارية باستمرار، فإن كمية احتياطيات الزنك ليست رقمًا ثابتًا ولا يمكن الحكم على استدامة إمدادات خام الزنك ببساطة عن طريق استقراء عمر المناجم الحالية. يُدعم هذا المفهوم بشكل جيد ببيانات من المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS)، الذي يوضح أنه رغم أن إنتاج الزنك المكرر زاد بنسبة 80% بين عامي 1990 و2010، إلا أن عمر الاحتياطي للزنك ظل دون تغيير. تم استخراج حوالي 346 مليون طن عبر التاريخ حتى عام 2002، وقدر العلماء أن حوالي 109–305 مليون طن قيد الاستخدام.

تشمل التطبيقات الرئيسية للزنك (الأرقام المعطاة للولايات المتحدة) الجلفنة (55%) النحاس والبرونز (16%) سبائك أخرى (21%) متنوعة (8%)