7 کاربرد مهم فلز روی در صنایع امروز

روی، ویژگی ها و کاربردهای آن

فلز روی با عدد اتمی 30 و نماد شیمیایی Zn جز عناصر گروه دوازدهم جدول تناوبی است. این فلز شکننده با رنگ ترکیبی نقره‌­ای و آبی، مشابه اولین فلز هم گروه خود یعنی عنصر منیزیم است.

این فلز پر­کاربرد غالبا در سنگ معدن اسفالریت یافت می­شود. لازم است بگوییم که بیست و چهارمین فراوانی روی پوسته زمین، از آن فلز روی است. سنگ معدن فلز روی، غالبا در کشور­هایی چون استرالیا، آسیا و ایالات متحده آمریکا یافت می­شود. از خصوصیات این فلز پر­مصرف می­توان به شکل‌­پذیری، الکتروشیمیایی بودن، نقطه ذوب پایین، مقاومت در برابر خوردگی، سیالیت، سختی و استحکام خوب، امکان تولید آلیاژ­های گوناگون و … اشاره نمود.

فلز روی
فلز روی در سنگ معدن اسفالریتی

فلز روی چگونه تولید می­شود؟ آیا این فلز با اسید­ها واکنش می­دهد؟

در مراحل نخست ابتدا خاک­ها و سنگ­های معدنی حاوی روی مثل اسفالریت خرد و شکسته می­شوند. اگر این سنگ­ها حاوی سرب باشند ابتدا باید سرب زدایی شوند. سپس این مواد در مخازن استیل با سولفوریک اسید و آب لیچینگ می­شوند. طی فرآیند­های شیمیایی مختلف، سولفات روی به دست می­‌آید. پس این فلز به آرامی با اسید­ها واکنش می­دهد. فلزاتی چون نیکل، کادمیوم، کبالت، آهن و … نیز در این محلول ایجاد شده حضور خواهند داشت.

در نتیجه قبل از عملیات الکترولیز ابتدا باید یون­های مزاحم دور شوند. وقتی عملیات جدا­سازی یون­های مزاحم صورت گرفت وارد مرحله جداسازی فلز روی خواهیم شد. فلز روی یکی از چهار عنصر متداول و مورد نیاز بشر است. این عنصر پس از آهن، آلومینیوم و مس بیشترین کاربرد را در صنایع تولیدی و صنعتی دارد. از این رو با بررسی کاربرد­های مختلف این فلز از اهمیت آن آگاهی پیدا خواهید کرد.

سختی روی خالص نسبتا پایین است اما آلیاژ­های فلز روی از مقاومت نسبتا بالایی برخوردارند. این مقاومت حتی می­تواند بیشتر از سایر آلیاژ­های ریخته‌­گری نیز باشد. از نظر سختی، Zn خالص مقاومت کمی دارد و به طور کلی شکننده است اما آلیاژ­های آن مقاومت نسبتاً بالایی نسبت به سایر آلیاژ­های ریخته‌گری دارند.

فلز روی
فلز روی و شمش آن

کاربرد­های فلز روی در صنایع امروزی چیست؟

در یک توضیح کلی می­توان گفت که از فلز روی در موارد صنعتی و بیولوژیکی استفاده‌­های بسیاری می­کنند. از جمله:

1. استفاده از فلز روی در گالوانیزه فولاد:

همان­طور که می­دانید عملیات گالوانیزه‌­سازی فولاد جهت افزایش مقاومت آن انجام می­شود. با گالوانیزه کردن فولاد مقاومت آن در برابر بسیاری از عوامل محیطی از جمله رطوبت، هوا و … بیشتر می­گردد. در گالوانیزه کردن میلگرد­ها و مقاطع فولادی از لایه‌­ی بسیار نازک فلز روی کمک گرفته می­شود. با انجام این عملیات فولاد در برابر زنگ زدگی و خوردگی گالوانیک به خوبی محافظت می­شود.

در تولید تیرهای توزیع برق، ریل­های اطراف بزرگراه­ها و لوله­‌های آب، عملیات تمیزکاری و غوطه­‌وری در وان حمام روی (یا همان گالوانیزه کاری عمومی) فلزات انجام می­پذیرد که با این روش فلزات به خوبی مقاوم سازی می­شود. برای مقاوم سازی اشیاء کوچکتر مثل میخ و پیچ نیز از فلز روی کمک گرفته می­شود.

مقاوم سازی توسط فلز روی به همین موارد خلاصه نمی­شود بلکه در مقیاس­های بزرگتر نیز از این فلز کمک گرفته می­شود. مثلا برای محافظت و افزایش مقاومت پل­ها، نیز از فلز روی استفاده می­کنند. گالوانیزه شدن فلزات فولادی و … توسط فلز مهم روی، برای ساخت و تهیه­‌ی بدنه خودرو، لوازم الکتریکی مثل یخچال، ماشین لباسشویی و ظرفشویی و … لازم است و مقاومت آن­ها را بسیار بالا می­برد. پس از فلز روی در صنعت خودروسازی نیز استفاده می­شود.

فلز روی
آلیاژ فلز روی

تولید و تهیه‌­ی آلیاژ­های گوناگون فلز روی مانند فلز برنج:

فلز برنج می­تواند حاوی مقادیر مشخصی فلز روی باشد. با تغییر در مقدار روی و مس، فلز و ورق برنج ویژگی­های متمایزی پیدا می­کند. در موارد زیر از فلز و ورق برنج استفاده می­کنند:

در صنعت ساخت و ساز از فلز برنج استفاده­­های زیادی می­کنند. به علت زیبایی و استحکام فلز برنج از آن در تولید دکوراسیون­های داخلی نیز استفاده می­شود.

به‌­علاوه از برنج در ساخت ساز­‌های موسیقی، تهیه و تولید لوازم زیبای برنجی، ساخت زیورآلات برنجی و … نیز استفاده می­شود.

3. کاربرد آلیاژ روی و آلومینیوم غالبا در صنعت ریخته­‌گری نیز مشهود است. از این رو شاهد طیف بسیار زیادی از انواع محصولات اسباب بازی و قطعات خودرو و … هستیم. کاربرد روی در ریخته‌­گری تحت فشار همراه با عنصر پر­کاربرد آلومینیوم از گذشته تاکنون بوده رایج است.

4. جالب است بدانید که وجود مقدار مشخصی از فلز روی برای حیات و سلامت بدن لازم است، از این رو بدن باید مقادیر مورد نیاز خود را از طریق خوردن و جذب آن دریافت نماید.

این عنصر مهم در رشد سلولی و تقسیم های میوز و میتوز، بالا رفتن سطح سیستم ایمنی، برای رشد مو و سلامت پوست، تسریع در بهبود زخم­ها، افزایش سطح بینایی و … نقش موثری دارد. با کاهش زینک Zn در بدن اختلالات زیادی ایجاد می­شود.

فلز روی
کاربردهای روی

با توجه به مطالب بالا مصرف مقدار لازم روی برای سلامت موجودات خطری ایجاد نخواهد کرد و لازم است اما مصرف بیش از حد آن می­تواند برای بدن مضر باشد.

5. زینک یا همان فلز روی در تولید اکسید روی نقش مهمی دارد. این اکسید، غالبا در صنعت لاستیک­‌سازی (تهیه انواع لاستیک­ها) و پماد­های محافظت از پوست یا همان زینک اکساید به­کار گرفته می­شود.

6. وجود مقادیر مشخص و لازم از فلز روی در خاک موجب رشد و سلامت گیاهان می­شود. کمبود روی در خاک­هایی که pH بالایی دارند شایع است، این موضوع رشد گیاهان را دچار اختلال می­کند. پس وجود فلز روی در رشد و نمو گیاهان و محصولات کشاورزی بسیار حیاتی و لازم خواهد ­بود.

7. استفاده از روی در تولید باتری­های معمولی نیز بسیار رایج است. کلرید­های آمونیوم و روی در باتری­های خشک، الکترولیت را تشکیل می­دهند.

این­ها تنها کاربرد­های روی نیستند این فلز نیز مانند بسیاری از فلزات دیگر کاربرد­های بسیار وسیعی در صنایع مختلف دارد.

جمع بندی کلی:

همان­طور که گفتیم فلز نقره­ای رنگ و شکننده روی با داشتن خواص منحصر­به‌­فرد خود به خوبی با اسید­ها واکنش می­دهد. با کمک فرآیند­های شیمیایی مختلف فلز روی خالص به دست می­آید. این فلز به خوبی لایه‌­ی محافظتی برای سایر فلزات ایجاد می­کند و نقش فلز قربانی را دارد. از همین رو در گالوانیزه کردن فولاد نقش بسیار مهمی را ایفا می­کند.

منابع:

[1] https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/zinc-sulfides

[2] https://www.webmd.com/drugs/2/drug-7102/zinc-oxide-topical/details

[3] https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/zinc

امکان ارسال دیدگاه وجود ندارد.