تاریخچه روی

تاریخچه روی

کشف فلز ۸: قرنها پیش از اینکه روی در شکل فلزی آن کشف شود، سنگ معدنی آن برای ساخت برنج و ترکیبات روی برای التیام زخمها و چشم درد استفاده میشد.

اگرچه کلمه برنج غالباً در کتب عهد عتیق بکار می رفت ، شواهد اندکی وجود دارد که یک آلیاژ روی و مس در زمان های قدیم شناخته شده است.

کلمه ترجمه شده برنج ، ممکن است همان برنز یا مس باشد که هر دو آنها در استفاده مشترک بودند . در نیمه دوم قرن سیزدهم ، مارکوپولو تولید اکسید روی در ایران و چگونگی تهیه توتیا (محلول سولفات روی) توسط ایرانیان،برای درمان دردهای چشم را شرح داد .

نویسنده رومی، استرابو (Strabo) ( 66 سال قبل میلاد – ۲۴ میلادی ) در نوشته هایش ذکر کرد که تنها سنگ معدن Cypnian شامل سنگهای Codmian ، سولفات مس و tutty  بود ، که از ترکیبات آن برنج ساخته می شد .

عقاید بر این است که رومیان اولین سازنده برنج در زمان آگوستوس ( ۲۰ سال قبل از میلاد- ۱۴ میلادی ) با حرارت دادن مخلوطی از پودر کالامین ، زغال چوب و دانه های مس بودند.

نویسندگان رومی مشاهده کردند که سکه های ساخته شده از Ohichalcam غیر قابل تشخیص از طلا بودند .

روی در هند

تولید فلز روی در کتاب هندو Rasarnava که در حدود ۱۲۰۰ سال بعد از میلاد مسیح نوشته شده بود، توصیف شد . اثر هندو قرن چهاردهمRasaratnayamu chchaya
توضیح میدهد،چگونه فلز قلع مانند جدید با حرارت غیر مستقیم با مواد عالی موجود در یک بوته آهنگری تحت پوشش مجهز به کندانسور ساخته شد.

                    بخار روی گشوده شده و بخار هوای سرد شده در کندانسور واقع در زیر بوته آهنگری مقاوم ( شکل ۱ ) –

در سال ۱۳۷۴ ، روی به عنوان یک فلز جدید توسط هندوها شناخته شد. فلز هشتم در آن زمان برای انسان شناخته شد و تولید روی تجاری در راه بود.

در Zawar  راجستان ،توده بزرگی ازretorts  کوچک،به تولید انبوه روی در قرن دوازدهم تا شانزدهم انجامید.

retorts  لوله ای، دارای بلندی حدود ۲۵ سانتی متر و قطر ۱۵ سانتی متر با دیوارهای حدود ۱سانتی متر ضخامت بود . یک لوله با قطر کم با انتهای باز و بخار روی احتمالاً فشرده در آن، مهر و موم می شد .

retorts در یک کوره که احتمالاً با ذغال چوب دامن زده شده،گرم و در نزدیکی جای گرفت. فلز روی و اکسید روی هر دو تولید شد، در حالیکه روی برای ساختن برنج و اکسید برای مصارف دارویی استفاده می شد.

بیش از ۰۰۰/۱۳۰ تن ته نشین فلز در Zawar  باقی میماند و این نشان دهنده استخراج ۱۰۰۰۰۰۰ تن فلز روی و اکسید روی از معادن بود.

 

 

روی در چین

 

 

 

از هند ، تولید روی به چین رفت و در آنجا به عنوان یک صنعت برای تامین نیاز های تولید برنج توسعه یافت . چینی ها ظاهراً در مورد تولید روی در حدود ۱۶۰۰ سال بعد از میلاد مسیح، آگاهی یافتند ، در دانشنامه صادر شده در نیمه دوم قرن شانزدهم هیچ اشاره ای به روی نشده است،اما کتاب Tien- Kang – Ka – au منتشر شده در اوایل قرن ۱۷ مربوط به یک روش تولید روی میباشد . سنگ معدن کالامین ، مخلوط با ذغال چوب پودر شده ، در قالبهای خاک رس قرار گرفته و برای درآوردن بخار روی،گرما داده میشود . بوته های آهنگری در یک هرم با توده ذغال سنگ،بین آنها انباشته شده ( شکل ۲ ) و پس از اینکه به قرمزی رسید، سرد و شکسته میشود . این فلز در مرکز به شکل یک فلز ناخالص مدور یافت میشود . تولید روی افزایش و فلز آماده صادرات میشود.

 

 

 

 

 

 

روی در اروپا

 

 

 

 

بعد از آن، Bininguccio ( 1540.Ca) کاملترین توصیف را در ساخت برنج دارد. او توضیح داد که چگونه هر یک از کالامین یا  tutty کوره، را میتوان با تکه های شکسته از مس، مخلوط و با لایه ای از شیشه پودر شده آبپاشی کرد ، پس از آن در یک بوته آهنگری بسته به مدت ۲۴ ساعت گرم کرد.

Agmcola ( شکل ۴ ) در سال ۱۵۴۶ گزارش داد که یک فلز سفید فشرده و دیوارهای کوره خراشیده شد وقتی که سنگ معدنRammelsberg در کوههای Harz ذوب شد، برای بدست آوردن سرب و نقره که آن را Contrehey نامید ، چون به تقلید از طلا استفاده می شد.

 

 

 

 

این اغلب شامل فلز روی بود ، اگرچه او آن را به رسمیت نمی شناخت . او مشاهده کرد علاوه بر آن ، یک فلز مشابه به نام Zincum تحت شرایط مشابه در سیلسا توسط مردم محلی تولید شد.

Paracelsus پاراسلسوس ( ۱۵۴۱-۱۴۹۳ ) ( شکل ۵ ) اولین فردی بود که در اروپا به طور واضح اظهار داشت که Zincum یک فلز جدید و دارای ویژگیهای متمایز از دیگر فلزات می باشد بدین گونه در حدود ۱۶۰۰ ، دانشمندان اروپایی از وجود روی آگاه بودند . تمام فلزاتی که آنها مورد بررسی قرار داده بودند،احتمالاً از شرق توسط تجار پرتغالی ، هلندی و عرب وارد می شد . به هر حال ، انبوهی
از نامهای کاملاً نامرتبط با نامهای محلی برای سنگ معدن روی وجود داشت.

 

آنها شامل tutenag – به دست آمده از توتیا (  tutiya  )  فارسی ، کالامین- که از tutty  انگلیسی گرفته شده ، زینک اکسید – و spelter ، احتمالاً از رنگ مشابه آلیاژ سرب و قلع ، pewter پیوتر و یا معادل هلندی آن ، Spiauter یا قلع هندی که در ۱۹۶۰ دانشمند بریتانیایی رابرت بویل Robert Boyle آن را بهspeltrum  لاتین کرد که از spelter,اصطلاح تجاری برای روی سزچشمه میگیرد.

کلمه توتیا (  tutia ) نام قدیمی برای اکسید روی، از یک کلمه فارسی به معنی دود،گرفته شده و به این واقعیت اشاره دارد که اکسید روی از دود سفید بیرون می آید، وقتی که سنگ معدن روی با زغال چوب برشته می شود .

 

 

 

 

 

 

در دوران رنسانس ، ترکیبی مانند فلز برنج یا(laten, laton, lattyn) ،کلمه رایج انگلیسی برای برنج شد.شبیه به Laton فرانسه ( برنج ) و Latta ایتالیایی ( ورق برنج ) و احتمالاً بر پایه  Latte لاتین یا Lathe ( ورق ) ریشه های واژه آلمانی برای برنج ، Messing  ، ممکن است به واژه لاتین massa ( توده فلز ) ، مرتبط باشد . برنج انگلیسی مدرن ممکن است به  French brarer ( لحیم کردن و یا لحیم کاری ) مرتبط باشد . کلمه روی ممکن است از فارسی سینگ (  Sing  ) به معنی سنگ گرفته شده باشد .

در زبان عربی ، روی با نام  Kharseen شناخته میشود ، به عنوان مثال  Khar from Al Ghor = معدن ، برگرفته از     Al-seen = چین ، از این رو Kharseen فلزی از معادن چین .

 

و روش خود را با جزئیات شرح داد ، در نتیجه نظریه  اصلی تولید روی را بنا نهاد. Marggraf همچنین نشان داد که سنگ معدن سرب از  Rammelsberg شامل روی است و این روی میتواند از اسفالریت فراهم شود .

تجارت  Spelter توسط شرق در طول قرون ۱۷ و نیمه اول ۱۸ رونق گرفت، اگرچه به نظر میرسد مدرکی مربوط به تناژ وجود نداشت.

در تحقیقات گسترده،در روش استخراج روی از مواد معدنی واقعی آن،کالامین ،Andreas Marggraf ( شکل ۶ ) در ۱۷۴۶ ،کالامین را در لهستان ، انگلستان ، بدسلاو و مجارستان با کربن در retorts محصور کاهش داد و از همه آنها فلز روی بدست آورد .

او روش خود را با جزئیات شرح داد ، در نتیجه نظریه  اصلی تولید روی را بنا نهاد. Marggraf همچنین نشان داد که سنگ معدن سرب از Rammelsberg شامل روی است و این روی میتواند از اسفالریت فراهم شود .

Marggraf احتمالاً بی اطلاع بود که در سال ۱۷۴۲ ، شیمیدان سوئدی  Anton Van Swab ( 1768- 1703 )  روی را از کالامین تقطیر کرده بود و اینکه دو سال بعد ، حتی آن را از اورانیت نیز تهیه کرده بود . از آنجا که بخارات، قبل از گذشتن از داخل گیرنده بالا رفته ، این فرایند تقطیر Ascerdum نامیده میشود.

در ۱۷۵۲ ،  Swab و یک شیمیدان دیگر سوئدی  Alex Fredrik Cranst Edt ( 1765- 1722 ) در دولت، هزینه استفاده از سنگ معدن روی سوئدی، برای تولید برنج و جلوگیری از ضرورت واردات کالامین را توسعه داد .

آگاهی از ذوب روی در Retort توسط یک انگلیسی در سفر به چین قبل از ۱۷۴۰ حاصل شد، روش Retort عمودی توسط  William Champion( 1709 – ۱۷۸۹ ) توسعه داده شد و در ۱۷۴۳ یک کارخانه ذوب روی در بریستول در انگلستان تاسیس شد.

بار کالامین و کربن در یک بوته آهنگری رس، که شامل یک حفره در پایین بود،مهر و موم شد . این بر ​​روی یک لوله آهنی گسترده زیر کوره بوته آهنگری به یک اتاق سرد در زیر سمان شد. انتهای بسته لوله آهنی در وان آب قرار گرفته و در اینجا بود که فلز روی جمع آوری شد ( شکل ۷ ).تقطیر در مجموع حدود ۷۰ ساعت برای بازده ۴۰۰ کیلوگرم فلز از ۶ ظرف مخصوص ذوب فلز قرار گرفته در کوره، به طول انجامید . میزان تولید سالانه ۲۰۰ تن برای کار در آن زمان پیشنهاد شده بود.

این نوع دستگاه تا ۱۸۵۱ با وجود آن که سوخت ناکارآمد بود به کار گرفته شد، مصرف ۲۴ تن زغال سنگ برای تولید هر تن Spelter .در سال ۱۷۵۸ ، برادر ویلیام، جان، تبدیل باهک سولفید روی به اکسید، برای استفاده در فرآیند retort را اختراع کرد، در نتیجه بنیادی برای تمرین روی تجاری که به خوبی تا قرن بیستم ادامه داشت،شد.

صنعت روی انگلیسی، در بریستول و سوانسی متمرکز شد .روند ویلز،یک عملیات دسته ای که مورد نیاز خروج بوته و جواب متقابل بعد از هر سیکل بود، این کار متمرکز و سوخت ناکارآمد بود .

یک پیشرفت فنی عمده با توسعه روند آلمانی توسط  Johnn Ruberg  ( ۱۸۰۷- ۱۷۵۱ ) حاصل شد ،که اولین آثار ذوب روی در  Wessola در سیلسیا سال ۱۷۹۸ ،با استفاده از فرآیند retort افقی بود،که توسط او توسعه یافت.مزیت اصلی این روش این است که  Retorts به صورت افقی در کوره نصب شده و به آنها اجازه میدهد بدون خنک کننده شارژ و تخلیه شوند.
با قرار دادن Retorts   در بانک های بزرگ ، بهره وری سوخت تا حد زیادی افزایش یافت. مواد خام که در ابتدا مورد استفاده قرار گرفت galmeiZink ( کالامین ) بود. یک محصول جانبی تولید سرب و نقره . پس از آن ، تولید روی به طور مستقیم از Smithsonite ( اسمیت سونیت ) ، یک سنگ معدن راحت ذوب شونده ممکن میشد.
این به زودی با استفاده از مخلوط روی ، که برای اولین بار به اکسید برشته تبدیل شده دنبال شد . بعد از این توسعه ، دیگر آثار ذوب در سیلسیا در نزدیکی Deposits ، در مناطق اطراف لیگه در بلژیک ، در آخن ، در مناطق راین لند و روهر در آلمان بود.

 

 

اولین کارخانه بلژیکی توسط ژان ژاک دانیل دونی ( ۱۸۱۹-۱۷۵۹) در سال ۱۸۰۵ ساخته شد و از
retorts افقی، اما با طراحی کمی متفاوت استفاده کرد . یک کارخانه بزرگتر در سال ۱۸۱۰ ساخته شد .  این ما قبل Societe de la uieille Montagne  بود که در چند سال بعد به بزرگترین شرکت تولید کننده روی در جهان تبدیل شد . تولید روی در ایالات متحده در سال ۱۸۵۰ با استفاده از فرآیند بلژیک آغاز شد و به زودی به بزرگترین در جهان تبدیل شد. در سال ۱۹۰۷ ، تولید جهانی ۵۰۰/۷۳۷ تن بود ،که ایالات متحده آمریکا ۳۱% ، آلمان ۲۸% ، بلژیک ۲۱% ، انگلستان ۸% و همه کشورهای دیگر ۱۲% را همکاری وکمک کردند . مقاومت بسیار خوب روی نسبت به خوردگی جوی، به زودی به استفاده آن در تولید ورق منجر شد. امکان تلاطم روی در   Ċ۱۵۰-  ۱۰۰ در اوایل ۱۸۰۵ کشف شد و برای اولین بار کارخانه تولید ورق آهن و فولاد در بلژیک در سال ۱۸۱۲ ساخته شد . از ۱۸۲۱ به بعد کارخانه های مشابه بیشتری در سیلسیا ساخته شدند.

 

 

 

 

 

 

 

 

در ابتدا ، فقط قطعات کوچک توسط روی پوشانده شدند، در ادامه گالوانیزه  hot-dip از محصولات نیمه تمام و بعد آن سیم. در ایالت متحده ، رسوبات سنگ معدن غنی ، به رشد سریع در تولید روی در ۱۸۴۰ منجر شد ، به طوری که در سال ۱۹۰۷ آلمان که برای مدت طولانی تولید کننده پیشرو روی بود ، پشت سر گذاشته شد .

روی در حدود ۵۰۰ سال از سنگ معدن اکسید که بسیار کمتر از سولفید ها هستند، تولید شد ، قبل از اینکه سولفیدها منبع اصلی تامین شوند.تکنولوژی تولید روی به تدریج در طول قرنها به سمت یک مسیر استخراج فلزات در اثر حرارت تغییر کرد .. با این حال ، این گرایش در طول  جنگ جهانی اول تحت یک تغییر اصلی قرار گرفت، وقتی که فرایندroasting-leaching-electrowinning  معرفی شد و در سال ۱۹۸۰ pressure leaching-electrowinning ارائه شد،مسیر عملی دیگری را برای تولید روی ارائه کرد.

 

 

 

 

 

——————————————————————— —-
منبع : Discovering the 8th  Metal  / A History  of Zinc /Fathi Habashi

ترجمه : شادی جمیلی