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 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.
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.
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.
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
بدون دیدگاه