مواد و مصالح ساختمانی
روی
روی، فلز زندگی
مقدمه:
آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می شده است. کالاهای برنجی که به ۱۰۰۰-۱۴۰۰ سال پیش باز می گردند در فلسطین پیدا شده اند و اشیاء رویی با ۸۷٪ روی در ترانسیلوانیا ما قبل تاریخ یافت شده اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی ها نسبت داده شده و مربوط به ۳۰ سال پیش از میلاد می باشد. آنها کالامین و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می دادند که در این عمل اکسید روی در کالامین کاهش میافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می شد و به شکل آلیاژ در می آمد. برنج بدست آمده یا در قالب ریخته می شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می آمد
وزن اتمی این محصول ۶۵.۳۸ چگالی ۷.۱۳۳ نقطه ذوب۴۱۹.۸۳ درجه سانتیگراددرجه سختی بر حسب واحد موهس ۵/۲ دارای ظرفیت۲ درگروهIIB جدول تناوب دارای ایزوتوپهای طبیعی۷۰ -۶۸-۶۶-۶۴ وایزوتوپهای رادیواکتیو۷۲-۷۱-۶۹-۶۵-۶۳-۶۰ روی فلز نرم و سفیدباقابلیت چکش خواری باجلای خاکستری متمایل به آبی قابل حل دراسیدهاوبازهاوغیرقابل حل درآب می باشد
مانند فلزات دیگر به آرامی واکنش نشان می دهد. با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده و با اسید رقیق واکنش نشان داده و گاز هیدروژن آزاد می کند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده و بعد از آهن آلومینیوم و مس بیشترین فلزی تولیدی می باشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر +۲ می باشد.
معرفی صنعت روی: فلزی است به رنگ سفید مایل به آبی یا نقره ای که در پوسته ی زمین وجود دارد .میزان فراوانی روی در طبیعت بسته به مکان و فصل تغییر میکند .
روی خالص بسیار نرم بوده در درجه حرارت معمولی ترد و شکننده است و با ضربه ی چکش به راحتی می شکند .همچنین این ماده قابل نورد نیست. روی در طبیعت بیشتر به صورت سولفور یافت میشود.
این فلز به صورت اشکال تجاری متنوعی مانند : شمش و کلوخه ورق و سیم گلوله ای میله ای دانه ای و پولکی ارائه میگردد . این فلز از جمله مهمترین و با ارزش ترین فلزات است که در صنایع مختلف به ویژه در ساخت آلیاژها و صنعت گالوانیزاسیون کاربرد های فراوانی دارد . این فلز در ساختار اقتصادی هر کشور جهت تولید و تکمیل انواع فرآورده های صنعتی نقش اساسی دارد .سرب و روی در طبیعت همواره با هم آمیخته بوده و سنگ های درونگیر مشترکی دارند.
معرفی
روی (Zinc) عنصری است شیمیایی که با علامت اختصاری Zn شناخته می شود. از لحاظ فراوانی، روی بیست و سومین عنصر موجود در لایه پوسته زمین می باشد. روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ شده و در حین احتراق، رنگ سبز براقی تولید می کند. روی بعد از آهن، آلومینیوم و مس چهارمین فلز پر استفاده در جهان می باشد.
تاریخچه
قدیمی ترین قطعه ساخته شده از روی بتی است که در کاوش های باستان شناسی در "دردوش"(Dordosh) در منطقه ترانسیلونیا به دست آمده و در ترکیب آن ۵۲/۸۷ در صد روی، ۴۱/۱۱ درصد سرب و ۰۷/۱ درصد آهن وجود داشته است. در خرابه های کامرس (Cameros) که۵۰۰ سال قبل از میلاد ویران شده است دستبندی به دست آمده است که از روی پر شده بود. ۲۰۰ سال بعد از میلاد رومی ها با برنج آشنا شدند و آن را به روش ذوب و احیا در کوره و به همراه مس شکل می داده اند. در طول این فرآیند نخست اکسید روی احیا می گردید. سپس بخارات روی درمس نفوذ می کرد و با افزایش دما، محصول ذوب شده و برنج با ترکیب یکنواخت حاصل می شد.
روی به صورت فلز و به صورت اکسید روی از قرن ۱۲ میلادی در هندوستان تولید شد و بعدها در قرن هفدهم در کشور چین تولید و مورد استفاده قرار گرفته است. در حدود سال ۱۷۳۰ دانش ذوب روی از چین به انگلستان رسید و در سال ۱۷۳۹ امتیازنامه برای فرآیند تقطیر به ثبت رسید و درطول سالهای ۱۷۴۳ – ۱۷۴۰ یک کارخانه ذوب روی با تولید ۲۰ تن در سال در بریستول احداث و راه اندازی گردید. در این فرآیند مخلوط کربن و سنگ معدن اکسید روی در یک کوره که ته آن لوله ای تعبیه شده بود مورد استفاده قرار می گرفت و روی تبخیر شده در لوله مایع می شد و در خارج کوره جمع آوری می گردید.
در ایالات متحده آمریکا روی برای نخستین بار در سال ۱۸۳۵ در واشنگتن تولید شد. در سال ۱۸۸۰ هیدرومتالورژی روی برای تولید سولفات روی و استفاده از آن برای تولید رنگدانه Lithapone معمول بوده است. تا حدود سال های ۱۸۸۰ به کانه های سولفوره روی چندان توجهی نمی شد و در اروپا اغلب کالامین برای تولید روی مورد استفاده قرار می گرفت. لکن در طول سالهای ۱۸۸۱ فرآیند تصفیه اصلاح گردید و گاز دی اکسید گوگرد ( SO۲) با درصد بالا حاصل شد و بدین ترتیب سنگهای سولفوره در مدار تولید روی قرار گرفت.
پیشینه فلز روی در ایران
قدیمی ترین گزارش های مدون معدنی در ایران مربوط به معدن فیروزه نیشابور و مس قلعه زری است که قدمت آن به ۴ تا ۵ هزار سال قبل از میلاد مسیح می رسد.
کلیه فعالیت های معادن سرب و روی تا قبل از جنگ جهانی دوم تقریبا به شکل باستانی انجام گرفته است. دردهه۱۹۳۰ کارشناسان آلمانی شیوه معدنکاری جدید را به خصوص در زمینه معادن فلزی به ایران آوردند. دراین زمان معادن سرب و روی نخلک، سیاه کوه انارک، سرب بی بی شهربانو و چند معدن دیگر فعال بودند. معادن سرب و روی در سال های ۱۳۴۶ الی ۱۳۵۶ از رونق خوبی برخوردار بودند. اولین کارخانه تغلیظ سرب و روی به روش مدرن در سال ۱۳۴۰ با کمک یک شرکت فرانسوی در لکان استان مرکزی مورد بهره برداری قرار گرفت. از سال ۱۳۴۲ تا ۱۳۷۲ محصول معادن روی ایران بعد از فرآوری به صورت کنسانتره به خارج از کشور صادر می شده است. بعد از جنگ تحمیلی، با توجه به وجود معدن انگوران دیدگاه متخصصان داخلی به کسب تکنولوژی فلز روی معطوف گردید و در این رابطه تحقیقات گسترده ای در سطح ملی برای کسب تکنولوژی تولید شمش روی از کنسانتره و سنگ معدن انگوران انجام و منجر به تولید اولین شمش روی در مقیاس پایلوت در سال ۱۳۷۱ گردید.
از سال ۱۳۷۲ نیز تولید شمش روی در شرکت فرآوری مواد معدنی ایران (واحد ذوب زنجان) شروع و از آن تاریخ به بعد با احداث و راه اندازی واحدی جدید به نام شرکت روئین کار شمس در زنجان، تولید شمش روی در کشور سیر صعودی را طی نمود. این واحد به طور عمده با استفاده از تکنولوژی اکتسابی داخلی به تولید شمش روی مشغول بوده است. در حال حاضر شرکت خالص سازان روی زنجان، به عنوان بزرگترین کارخانه تولید شمش روی خاورمیانه، متعلق به سهامداران قبلی روئین کار شمس می باشد که از پیشتازان صنعت روی در کشور بوده اند.
خصوصیات فیزیکی-شیمیایی
روی فلزی از تناوب چهارم و گروه دوازدهم (IIB) جدول تناوبی عناصر، با عدد اتمی۳۰ و عددجرمی ۳۸/۶۵، چگالی ۱۳۳/۷ است. نقطه ذوب و جوش آن به ترتیب برابر با ۸۳/۴۱۹ و ۹۰۷ درجه سانتیگراد و درجه سختی آن برابر ۵/۲ در مقیاس موهس (Mohs) می باشد. این فلز دارای ایزوتوپ های طبیعی و رادیواکتیو می باشد. روی خالص، فلزی نرم به رنگ سفید با قابلیت چکش خواری باجلای خاکستری متمایل به آبی و محلول دراسیدها و بازها و غیرمحلول درآب می باشد. متداولترین حالت اکسایش این فلز، ۲+ می باشد.
لایه های الکترونی روی
روی یک ماده طبیعی است که در پوسته زمین وجود دارد، روی علاوه بر آنچه در پوسته زمین به شکل خاک و سنگ وجود دارد، در هوا، آب و بیوسفر نیز وجود دارد، گیاهان، حیوانات و بدن انسان نیز در خود فلز روی دارند. روی به شکل معدنی و فلز، اغلب از پوسته زمین حاصل می شود. مقدار میانگین روی در پوسته طبیعت در حالت خشک حدود ۷۰ میلی گرم است، بیشینه و کمینه روی موجود در پوسته زمین بین ۱۰ تا ۳۰۰ میلی گرم در کیلوگرم است. در برخی از مناطق روی مقدار بیشتری داشته و با غلظت های بالاتر دیده می شود ( ۱۵% – ۵ )، چنین خاک های معدنی بیشتر در سطح رویه زمین و یا در عمق کمی از سطح زمین پیدا می شود که به عنوان معدن شناخته می شوند.
فلز روی به لحاظ خواص کاربردی از جمله واکنش پذیری با آهن، مقاومت در برابر خوردگی، خواص الکتروشیمیایی، نقطه ذوب پایین، سیالیت، ظرفیت بالا برای عمل آوری سطح، استحکام، آلیاژپذیری، شکل پذیری، مقاومت کششی بالا، ماده مغذی، بهبودی و التیام دهندگی و …، مصارف گوناگونی پیدا کرده است. زمانیکه این فلز با ۴% آلومینیوم آلیاژ شود، مقاومت تسلیم و سختی آن به اندازه زیادی افزایش می یابد. خاصیت الکترونگاتیوی روی سبب استفاده وسیع از آن در باتری های خشک شده است.
روی در دمای معمولی به حالت شکننده و کریستالی است اما در دمای بین ۱۵۰-۱۱۰ درجه سانتیگراد، خاصیت چکش خواری و تورق دارد. منابع اصلی آن معدن سولفید، زینکبلند یا اسفالریت زینکیت (اکسید روی)، کالامین (سیلیکات روی) و اسمیت سونیت (کربنات روی) می باشند. سنگ سولفیدی برای تبدیل شدن به اکسید برشته شده و با زغال تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شود. سپس تبخیر و خارج از محفظه واکنش متراکم شده و در قالب هایی که اسپلتر نامیده می شود قالب گیری می شود. روش استخراج روی از سوختن و اکسید شدن سنگ معدن روی و واکنش اکسید روی با زغال یا کربن توسط تقطیر فلز حاصل می شود. روی در طبیعت دارای ۵ ایزوتوپ پایدار است. ۱۶ عدد ایزوتوپ ناپایدار نیز برای روی شناخته شده است. این عنصر خاصیت نیمه رسانا دارد و در هوا با شعله قرمز خیلی داغ می سوزد و ابرهای سفید سمی از آن ساطع می شود. خاصیت قالب پذیری این عنصر بالا است.
واکنش روی با آب چگونه است؟
فلز روی با مولکولهای آب واکنش نمیدهد یون آن یک لایه ی محافظ و نامحلول در آب هیدروکسید روی طبق واکنش زیر به دست می دهد:
Zn2+ + 2OH- -> Zn(OH)2(s)
روی با یونهای H+ طبق این مکانیسم واکنش می دهد:
Zn(s) + 2H+ -> Zn2+(aq) + H2(g)
از این واکنش گاز هیدروژن آزاد میشود که با اکسیژن واکنش انفجاری می دهد.
وجود غلظت تقریبی 2 mg / Lاز Zn2+در آب به آن مزه ی نامطبوعی می دهد.
محلولیت
محلولیت روی در آب به pH و دمای آب وابسته است. در pH حدود خنثی روی در آب نامحلول است. با کاهش pH و افزیش اسیدیته محلولیت روی در آب افزیش می یابد. البته در pH حدود 11 هم محلولیت روی افزیش خواهد یافت.
املاح نا محلول: بی کرومات ، سیانور ، فری سیانور ، فلئورور، هیدروکسید، یدات ، اگزالات ، اکسید ، فسفات ، سولفیت، سولفور
املاح محلول: استات، برومور، کلرات، کلرور، یدور، نیترات، سولفات، تیو سیانات
ترکیبات روی در تمام اسید ها به آسانی حل می شوند ، در اسید سولفوریک و اسید کلریدریک و اسید استیک حل شده و گاز هیدروژن آزاد می کند . روی اگر کاملا خالص باشد در اسید های فوق خیلی به کندی حل میشود . اسید نیتریک غلیظ آن را به آسانی حل نمی کند زیرا نیترات روی در اسید نیتریک غلیظ خیلی محلول نیست . روی در سود و پتاس حل شده و گاز هیدروژن و زنکات تولید میکند .
کمپلکس های روی
Zn(NH3)42+تترا آمین زینک : بیرنگ
ZnCl42-تترا کلرور زینکات
Zn(CN)42-تترا سیانور زینکات
منابع و معادن روی
روی در کشورهای زیادی در جهان یافت می شود و دربیش از ۵۰ کشور معادن روی وجود دارد. چین، استرالیا، پرو، اروپا و کانادا از جمله بزرگترین منابع معدنی روی هستند. در طبیعت دو عنصر سرب و روی، اغلب با هم همراهند. نزدیک به ۷۰ درصد سرب معدنی از کانه های مخلوط سرب و روی که بطور معمول مقادیر روی در آن هابیشتر ازسرب است، تولید می شود. نزدیک به ۲۰ درصد از تولید سرب مربوط به کانه های مخلوطی است که مقدار سرب در آن ها از روی بیشتر است و ۱۰ درصد بقیه تولید سرب در رابطه با کانی های مس دار است.
کانی های سرب و روی غالباً به صورت مخلوط و کانسارها دیده می شوند. کانسارهای اصلی این دو فلز از نوع گرمابی به صورت اپی ترمال، مزوترمال و تله ترمال هستند. در کانسارهای مزوترمال معمولاً مقدار روی بیشتر است. کانسارهائی که به صورت گرمابی تشکیل شده اند بسته به نوع جا گذاشتن سرب در شکافها و درزه ها به گروه های انباشتی که در آن سرب موجود در محلول گرمابی به علت فعل و انفعالات شیمیایی به املاح نامحلول تبدیل و درزه ها و شکافها را انباشته می کند و جانشینی که در آن یون سرب موجود در محلول گرمابی با یون فلزات موجود در سنگهای اطراف جانشین شده و مثلاً کربنات کلسیم یا آهک را به کربنات سرب تبدیل می کند، تقسیم می شوند.
کانی های سولفوره سرب و روی در قسمت بالای کانسارها تحت تاثیر آب و هوا قرار گرفته، دگرسان شده و به کانی های اکسیده این فلز تبدیل می شوند. لازم به ذکر است که اسفالریت زودتر از گالن دگرسان می شود. توده های تله ترمال معمولاً در طبقات آهکی در قسمتهایی که رگه ها گرمابی نمی شوند وجود دارند. در محل این توده ها تبلور مجدد کلسیت و دولومیت مشاهده شده و گاهی کمی گچ و باریتین همراه کانه می شود، در این کانسارها گاهی آهک هم، کمی سیلیسی می شود. کانسارهای تله ترمال معمولاً از نوع جانشینی اند.
روی عموماً بصورت سولفید و در بیشتر مواقع از منشا سیالات گرمابی و ماگماهای سیالیک و سیمیک رخ می دهد. کانسار های رسوبی اهمیت کمتری دارند. تعدادی از کانسارهایی که در کربناتها تشکیل می شوند، خواص کانسارهای رسوبی دریایی را دارا هستند. اگر چه در این کانسارها می توان چنین فرض کرد که فلز از این طریق انتقال گرمابی از ماگماهای بازی تامین شده است. کریستال معدنی به دست آمده از محلول هیدروترمال به صورت سولفید روی خالص است. مارماریت معدنی، ترکیب کمپلکسی از آهن و روی به شکل سولفید است که به فراوانی یافت می شود، ولی به ندرت استخراج می گردد. چرا که به سختی امکان تصفیه آن وجود دارد.
ذخایر روی نزدیک به سطح زمین اغلب به اکسید یا کربنات تبدیل می شوند، توده های کوچکتر کربنات روی با نام معادن سیلیکات هیدرات و یا همیمورفیت شناخته می شوند. سـولفید های آهـن و سرب به شـکل پیریت های معدنی و گـالنا (سـرب معدنی) در تـوده های بزرگ یافـت می شوند، در حالیکه سایر فلزات به ندرت به صورت معدنی در طبیعت وجود دارند. خاک معدنی اکسید روی متامورفیک (تغییر حالت داده شده) همچون فرانکلینیت یا زینکیلیت در مقادیر کم و در نقاط محدودی یافت می شوند.
انباشته های قابل بهره برداری روی در محیط های زمین شناختی گوناگون یافت می شوند. این انباشته ها بر حسب شرایط پیدایش از نظر زمین شناختی به بخش های ذیل تقسیم می شوند:
۱- انباشته سولفورهای توده ای ناشی از فوران های زیر دریایی موجود در سنگ های رسوبی،
۲- انباشته های چینه کرانی در سنگهای کربناتی،
۳- انباشته های چینه کران در ماسه سنگ ها،
۴- انباشته های رگه ای،
۵- انباشته های دگرگونی
فرآوری و استخراج روی
۸۰ درصد معادن روی در زیرزمین، ۸ درصد به صورت روباز و مابقی به صورت ترکیبی از دو حالت روباز و زیرزمینی هستند. از لحاظ حجم تولید فلز روی، ۶۴ درصد از معادن زیرزمینی (پوشیده)، ۱۲ درصد معادن روباز و ۱۵ درصد از معادن ترکیبی به دست می آید.
در مورد سایر فلزات به ندرت تولید فلز از خاک به طور مستقیم انجام می شود، برای انجام فرآیند تغلیظ، خاک معدنی خردایش شده و سپس جداسازی سایر فلزات انجام می شود، به صورت معمول کنسانتره روی با غلظت % ۵۵، از کمی سرب، مس و آهن تشکیل می شود. فـرآیند تغلـیظ اغلـب در محـل معدن انجام می شود تا هزینه های حمل و نقل به حداقل برسد .
تشویه و زینترینگ:
بیش از ۹۵ % از روی تولید شده جهان از سولفید روی تولید می شود، کنسانتره روی معمولاً از %۳۰-۲۵ گوگــرد و مقــادیر مختلـفی از سایر فلــزات مانند آهــن، سـرب و نقره است که قـبل از آنکه فلــز روی به وسیله تکنیک های هیدرومتالوژی و پیرو متالوژی استحصال شود، گوگرد موجود در آن باید جداسازی شود. این کار از طریق تشویه و یا از طریق زینترینگ انجام می شود. در این کار کنسانتره روی تا دمای بالای حرارت داده می شود و سولفور روی به اکسید روی اکتیو تبدیل می شود و بلافاصله بعد از آن می توان اسید سولفوریک تولید کرد که یک محصول اقتصادی است . به منظور استفاده از سولفید روی نیاز به سیستم تشویه بوده و هزینه مستقیم تشویه تقریباً برابر با هزینه های کل قسمت های کارخانه روی می باشد. مرکز تحقیق و توسعه (R&D) شرکت صنایع خالص سازان روی زنجان با تحقیق، پژوهش و ثبت اختراع در این زمینه، امکان استفاده از خاک سولفیدی را به صورت مستقیم فراهم ساخته و با حذف موانع موجود در استفاده از منابع روی سولفیدی، میلیاردها تومان در هزینه خط تولید صرفه جویی شده است.
روش پیرومتالوژی:
مرحله نهایی ذوب برپایه کاهش روی و سرب با استفاده از کربن در کوره های خاصی که به همین منظور طراحی شده اند انجام می شود، این مرحله با توجه به مقدار بالای انرژی مصرفی بسیار هزینه زاست، امروزه این روش فقط در کشورهای چین، هند، ژاپن و لهستان مورد استفاده است.
روش هیدرومتالورژی:
در این فرآیند، در مرحله لیچینگ، اکسید روی از سایر ناخالصی ها گرفته می شود. برای این کار از اسید سولفوریک استفاده می شود، اکسید سرب در اسید حل شده و آهن رسوب کرده و سرب و نقره به صورت حل نشده و معلق باقی می مانند. با این وجود محلول دارای ناخالصی های حل نشده ای است که باید از محلول خارج شوند، این کار اغلب از طریق افزودن پودر روی به محلول انجام می شود. این کار در مــرحله استخراج فلز در حوضچه های الکترولیز انجام می شودکه نا خالصی ها در حوضچه رسوب می کنند، محلول خالص به دست آمده در این مرحله در مجاورت آندهای سرب و کاتدهای آلومینیومی قرار گرفته و با جریان الکتریسیته، فلز خالص روی جداسازی می شود، جریان الکتریسیته ای در حدود ۵/۳ -۳/۳ ولـت در مــدار الکـترولیز جریان پیدا می کند، فلــز روی برسطح کاتد آلومـینیومی جمع می شـود، فلز روی جمع آوری، خشک و ذوب شده و از طریق ذوب در کوره به شکل شمش در می آید، شمش روی می تواند درجات مختلفی داشته باشد : ( % ۹۵/۹۹- HG) ( %۹۹/۹۹- SHG).
از خاک تا شمش
بخش زیر یک نمای کلی و مختصر از فرایند تولید شمش روی را نشان می دهد.
کانی های فلز روی از کانسارهایی که محتوی فلز روی می باشند استخراج و جهت فرایند استحصال به کارخانه های مخصوص ارسال می گردند.
کنسانتره / دپو
کنسانتره محتوی فلز روی پس از ارسال از معدن، در محل ها و سالن های خاک مخصوص انبار/دپو می شوند.
نمونه برداری
از دپوهای ذکر شده، جهت تعیین میزان درصد روی کنسانتره نمونه برداری می شود، تا آزمایش های لازم بر روی آن انجام گیرد.
محلول روی
پس از تعیین درصد میزان فلز روی، بعد از شروع فرایند استحصال، کنسانتره طی مراحل مختلفی به صورت محلول در می آید.
ورق
محلول آماده شده، برای الکترولیز به سلول های مربوطه هدایت می شود، تا پس از سپری شدن زمان مورد نیاز به ورق روی تبدیل شوند.
شمش
در نهایت ورق های روی در کوره های دوّار با حرارت بسیار بالا ذوب می گردند و در قالب های مخصوص ریخته، پس از سرد شدن به شمش روی تبدیل می شوند.
دامنه کاربرد روی
امروزه روی پس از فولاد آلومینیوم و مس چهارمین فلز پر مصرف می باشد که به دلیل حالت شیمیایی فعال و توانایی روی درتولید آلیاژ با سایر مواد ، این فلز در بسیاری از ترکیبات و آلیاژها مورد مصرف واقع می شود . این فلز به دلیل دار ا بودن خاصیت الکترو پوز یتیو قوی برای محافظت فلزات از خوردگی به کار می رود .
یک تاس زینتی ساخته شده از مس و روی
روی به عنوان محصول اصلی در گالوانیزاسیون آلیاژ قالب ریزی برنج و آلیاژ برنز و اکسید روی و … بکار می رود . اگرچه شرکتهای زیادی هستند که با بالا بردن ظرفیت و موجودی تولید روی خود در بازار حضور دارند اما فلز رویی که به بازار ارائه می گردد به قدر کافی جهت پاسخگویی به این نیاز در دسترس نیست .
بر اساس تحقیقات گروهInternational Lead & Zinc Study Groups که در سال1995 ارائه شده است 70کشور در دنیا وجود دارد که بیش از 103× 10 تن روی در سال مصرف دارند و 17 کشور در دنیا وجود دارد که بیش از 103× 100 تن روی در سال مصرف دارند و در این بین10 کشور بزرگ تولید کننده روی خود مصرف کننده 65% کل روی تولیدی در دنیا میباشند که از کل میزان مصرف روی در جهان 50% در قالب ریزی ، 8% در اکسید روی و 7% در سایر محصولات استفاده می شود . در برخی اوقات ، روی به دلیل خاصیت اکوتوکسیک خود مصرف کمی دارد . امروزه آلو مینیوم ، منیزیم و پلاستیک در بخش خودرو به روی ترجیح داده شده است .
شرکتهای بین المللی که تحت پوشش گروه بین اللملی مطالعهLead & Zinc وسازمان بین اللملی تحقیقاتLead Zinc کار می کنند که مهمترین سازمان تاثیر گذار در صنعت مربوط به روی در سطح جهان می باشد . 30% از اعضای تشکیل دهنده سازمان بین اللملی تحقیقا سرب روی با نام(ایلزرو)80% مصرف روی و 90% تولیدات آن را دارا می باشد .
این سازمان به عنوان یک سازمان مشاور مستقل در سال 1959 توسط سازمان ملل تاسیس گردید . ستاد این سازمان در لندن می باشد و زمینه فعالیت سازمان به شرح زیر می باشد :
* تدوین تمام اطلاعات مربوط به پیش بینی تولید مصرف و سهام و پسماند و سنگ معدن و فلز
* ایجاد مبنای مناسبی که دولتمردان بتوانند در ارتباط با تجارت سرب و روی تصمیم گیری کنند
* مطالعه و بررسی تجارت سرب و روی در سطح جهان
* ایجاد ظوابطی جهت حل و فصل اختلا فهایی که در حال حاضر یا در آینده توسط قوانین تجاری بین اللملی قابل رفع نیستند .
ILZRO نظارت کننده بر گروه مطالعات بین اللمل سرب رویILZRO می باشد . این سازمان دائماً در حال هدایت پژوهشهای صورت گرفته بر روی مصرف و تکنولوژی مربوط به سرب و روی می باشد .بخش استخراج سنگ معدن سرب و روی در جهان یک سیستم انسجام یافته است که تولید سنگ معدن ، اکتشاف سنگ معدن و تولید فرم مایع فلز را در بر می گیرد . به این دلیل تولید و تجارت کنستانتره سرب و روی بر روی تولید کننده های آن متمرکز شده است . شرکتهایی از اتحادیه اروپا ، ایالات متحده آمریکا ، ژاپن ، استرالیا و کانادا بیشترین قدرت تولید سنگ معدن را در جهان دارا هستند .
چینی ها و رومی ها اولین کشورهایی هستند که در 2000 سال قبل از میلاد از روی جهت تولید برنج استفاده کردند . قدیمیترین قطعه شناخته شده از دوران قبل از تاریخ در منطقه دوروسه در رومانی کشف شد . که یک قطعه مجسمه تشکیل شده از 5/87 % روی 5/11 % سرب 1% آهن بود . روی به دلیل دوام و مقاومت زیادش در برابر خوردگی به عنوان پوشش به کار می رود . همچنین روی در بخشهای بسیار زیادی مانند کانی آلیاژها و سایر محصولات فرعی جهت آسان و راحت تر کردن زندگی انسان بکار می رود .
روی مانند بسیاری از فلزهای دیگر در طبیعت یافت گردید . و جهت آسان تر کردن زندگی انسان در بخشهای زیادی کاربرد دارد برای مثال اکسید روی در شیشه ، لعابها ، لاستیک ، رنگیزه ها ، سفالینه ، پلاستیک سازی و کاغذ سازی تحت عنوان سفید روی یا سفید برفی استفاده می شود . کلرید روی جهت جلوگیری از پوسیدن چوب استفاده می شود . سولفات روی در ساخت ریان ، فیبران ، لیتو پان و صنایع مربوط به پالایش صنعتی آب و دارو سازی کاربرد دارد . آلیاژ روی در صنعت به دلیل قابلیتهای منحصر به فردش اهمیت بسیار بالایی دارد .
برخی از آلیاژ روی به شرح زیر می باشند :
* برنج : آلیاژ مسی با 5% تا 45% روی برنج بر اساس میزان درصد روی نامگذاری می شود
* مونز با 59% روی – برنج لحیم 75% مس و 25% روی – برنج قرمز با 85% مس و 15% روی
* برنج پرمصرف ترین آلیاژ موجود در صنایع می باشد که در کارهای مربوط به معماری ، کامپیوتر ، تلویزیون
های خودرو لوله های کندانسور ها سیم جوشکاری ، بدنه های دریچه ها ، بالهای رادیاتورها ، کابلهای برق،
گریتینگها ، پیچها، لوله ها و در برخی جواهر آلات کاربرد دارد .
* برنز : برنز آلیاژی از مس است که با 2 % تا 4% روی روانی مس آن افزایش می یابد .
* آلیاژ Moulding فشاری (قالبگیری پرسی ) . در چند سال گذشته روی در پوشش آلیاژهای قالبگیری
پرسی استفاده بسیار زیادی داشت .
*3 استاندارد برای آلیاژ قالبگیری وجود دارد . آلیاژی شامل 5/3% تا 5/4% آلومینیوم و 1/. تا 2.5 %
مس . آلیاژ مذاب در ظرفهایی با درجه حرارت کمتر از 482 درجه سانتی گراد و cm2 / Kg 54/4 فشار ریخته می شود .
کاربردهای فلز روی
سالانه حدود ۱۲ میلیون تن روی در جهان تولید می شود، بیش از نصف این مقدار درصنعت گالوانیزاسیون مصرف می شود، حدود ۱۴ درصد در آلیاژهایی با پایه روی که بیشتر در صنایع ریخته گری (Die Casting) مورد استفاده قرار می گیرد و ۱۰ درصد در تولید برنج و برنز مصرف می شود. مقدار قابل توجهی روی هم درrolled zinc که شامل roofing ،gutter،down pipe است مصـرف می شود. مابقی در ترکیباتی همانند اکسید روی و سولفات روی مصرف می شود، عرضه کنندگان دست اول، طیف گسترده ای از مصارف روی را پوشش می دهند.
اکسید روی
اصلی ترین کاربردهای فلز روی عبارتند از: صنایع ساختمانی، حمل و نقل، مصارف خوراکی، لوازم الکتریکی و الکترونیکی.
روش های روی اندود کردن دیگری نیز وجود دارد که مورد استفاده قرار می گیرند، مثل رنگ های غنی شده با روی، روی الکترواستاتیک، روش های مکانیکی، این روش ها تفاوت زیادی با گالوانیزاسیون دارند و ممکن است برای برخی از محیط ها مناسب نباشند.
در حال حاضر ۷۵ درصد از روی مصرفی در جهان از محل معادن و خاک معدنی و ۲۵ درصد از محل روی بازیافتی تامین می شود، مقدار بازیافت همه ساله در حال افزایش است، میزان بازیافت روی کاملاً به میزان جمع آوری محصـولات روی پس از مصــرف بستگی دارد، بیش از ۹۰ درصد این محصولات پس از مصرف جمع آوری می شوند .
روی در تمام مراحل تولید و مصرف قابل بازیافت است، به طور مثال از ضایعات روی در تولید ورق گالوانیزه گرفته تا ضایعات فرآیندهای تولید و نصب و نیز در پایان عمر مصرفی.
فولاد پوشش داده شده با روی و سایر محصولات حاوی روی به دلیل عمر طولانی پس از گذشت زمان زیادی از تولید، وارد چرخه بازیافت می شوند، دوام محصولات حاوی روی متغـیر بوده و از ۵ تا ۵۰ سال در خودرو و لوازم خانگی تا بیش از ۱۰۰ سال در ورق های گالوانیزه (شیروانی) تغییر می کند. چراغ های راهنمایی خیابانی که با پوشش روی هستند می توانند تا بیش از ۴۰ سال کار کنند.
در طول یک قرن گذشته روی طول عمر فولاد را افزایش داده است، پوشش روی اقتصادی ترین روش افزایش محافظت از فولاد در برابر خوردگی است که سالانه حدود ۴ درصد سود ناخالص داخلی کشورهای غیر صنعتی را از بین می برد، فولاد گالوانیزه خواصی دارد که توسط هیچ ماده دیگری تامین نمی شود. علاوه بر خواص مورد اشاره، خاصیت الکتروشیمیایی روی موجب استفاده از آن در تولید باتری ها شده است. از جمله مهمترین و جدیدترین کاربردهای فلز روی و آلیاژهای اصلاح شده آن، استفاده از آن در ساخت وسایل الکترونیکی نظیر تلفن های همراه، تبلت و سایر موارد اشاره نمود.
مصارف روی
روی در ساخت سیمان، دندانسازی، ساخت کبریت، کف سازی، ظروف سفالین، لوازم لاستیکی، اتومبیل سازی، لوازم آشپزخانه، روکش فولاد (گالوانیزه کردن)، تهیه آلیاژهای برنز و برنج، لحیم کاری، قوطی های خمیر دندان، چسب فلز ماشین تحریر، نقره آلمانی و… است. از اکسید و سولفور روی به عنوان ماده رنگی سفید در رنگ سازی و تهیه پلاستیک، از سولفات روی در رنگرزی و ساخت چسب و از کلرور روی در لحیم کاری و جلوگیری از فساد چوب استفاده می شود.
از آندهای روی جهت جلوگیری از خوردگی بدنه کشتی ها، سکوهای حفاری و خطوط لوله زیر آب استفاده می شود. چنانچه روی برای ساخت صفحات روی یا برنج بکار رود، اندازه آلومینیوم آن نباید از ۰۰۵/۰ درصد فراتر رود. مقدار قلع در نوع عیار بالای روی نباید از ۰۰۱/۰ درصد فراتر باشد. مقدار آلومینیم در نوع PW نباید از ۰۵/۰ درصد فراتر باشد. فعالیت شدید الکتروشیمیایی، باعث جلوگیری از خوردگی کاتدیک در فرآورده های آهن و فولادی می شود. آمیختگی روی با مس و تشکیل آلیاژ برنج که این آلیاژ دارای ویژگی هایی مانند قابلیت استفاده در درجه حرارت های پایین، محافظت در برابر خوردگی و پرداخت زیبا است.
دو عیار دیگر برای فلز روی به منظور مصارف گالوانیزه کردن مورد قبول واقع شده است. یکی به نام عیار گالوانیزه کردن پیوسته (Continious Galvanizing Grade) که تا ۳۵% سرب و مقداری آلومینیم دارد. و دیگری به نام عیار کنترل شده سرب (Controlled Lead Grade) که کمتر از ۱۸% سرب دارد و به دور از آلومینیم است.
از جمله موارد مهم استفاده روی در صنایع مختلف می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• روی به صورت بخشی از مخازن باتریها، در قالب های ریخته گری و صنعت اتومبیل سازی به کار می رود.
• اکسید روی به عنوان یک رنگدانه سفید در رنگ آبی (اقیانوس ها) و انواع نقاشی استفاده می شود.
• کلرید روی به عنوان یک ضدبو (اسپری بدن) و به عنوان ماده نگهدارنده چوب استفاده می شود.
• سولفید روی در رنگدانه های نورتاب برای ساخت عقربه های ساعت و اشیاء دیگری که در تاریکی بدرخشند، استفاده می شود.
• متیل روی [Zn(CH۳)۲] در سنتز مواد آلی استفاده می شود.
• محلول ها (لوسیون) هایی که از کالامین ساخته می شود، مخلوطی از کربنات ها و سیلیکاتهای روی Silicate و Zn-hydroxy- Carbo است که در درمان جوش های پوستی کاربرد دارد.
صنایع ساختمانی:
روی در کارهای عمرانی و ساختمانی نیز مورد مصرف قرار می گیرد. اگر چه روی دارای مقاومت بالایی است، بدلیل مقاومت خزشی بسیار پایین آن برای مدتها بعنوان مواد ساختمانی استفاده نمی شد. آلیاژهای با روی
کم با اساس Zn-Ti-Cu که دارای چکش خواری بسیار خوب و مقاومت خزشی بالاست، از ۴۰ سال قبل توسعه یافته است. این مواد را می توان جهت تولید صفحات یا ورقهای روی، نورد داد. از این صفحات می توان در تولید وسایل زهکشی سقف و یا در پوشش ساختمانها استفاده نمود.
ماده شیمیایی :
مواد شیمیایی با بنیان روی شامل غبار روی 12 تا 15 درصد مصرف روی جهان را در اختیار دارد. اکسید روی بطور کمی مهمترین محصول شیمیایی بابنیان روی می باشد.
غبار روی سولفات روی و کلریدروی، از نظر اهمیت و کمیت در رده های بعدی قرار دارند. سایر ترکیبات روی دارای اهمیت فرعی می باشند. سالهاست که مصرف جهانی اکسید و غبار روی ثابت مانده است، اگرچه تقاضا جهت سولفات روی و کلرید روی در حال افزایش است. سرعت رشد مصرف تیوکربنات روی و استیرات روی بر تولید ساینده ها (بزرگترین مصرف این ترکیبات) منطبق است. اکسید روی که دارای بیشترین تقاضاست را می توان با فرایندهای متنوعی تولید نمود. خلوص و کیفیت اکسید روی به روش تولید آن بستگی دارد. اکسید روی با خلوص بالا بصورت پودر در اتاقهای رسوب، در جایی که ذرات با اندازه های مختلف از هم جدا می گردند، جمع می شود. این ماده عموماً بعنوان روی سفید شناخته می شود. در فرایند مستقیم ( یا فرایند آمریکایی) ماده خام استفاده شده، کانه روی یا محصولات جانبی روی بوده که همواره حاوی سرب می باشد. یک ماده کربن دار را با ماده خام حرارت می دهند که در نتیجه احیاء، روی به صورت بخار احیا می شود. این ماده در هوا اکسید شده و به ذرات با اندازه مختلف تقسیم می شود.
ماده اولیه جهت فرایندهای شیمیایی مرطوب محلولهای خلوص یافته روی است. کربنات یا هیدروکسید روی، ته نشین شده و سپس فیلتر شده شسته، خشک و در دمای 800 درجه سانتی گراد بصورت پودر در می آید.
انواع متنوع اکسید روی بعنوان محصول واسطه در تولید سایر مواد شیمیایی استفاده می شود. اکسید روی ته نشین شده که دارای خواص رنگریزه ای نمی باشد و درجه های ویژه مانند اکسیدهای روی ظریف که در کاغذهای فتوکپی کاربرد دارد.
مهمترین کاربرد اکسید روی در صنعت ساینده هاست، که در این صنعت بعنوان فعال ساز سخت کننده و برخی اوقات بعنوان فیلتر استفاده می شود.
اکسید روی به عنوان رنگریزه در رنگهای لاتکس محلول کاربرد فراوانی دارد. کاربرد این ماده در کشاورزی بعنوان افزاینده بارورکننده جهت جبران کمبود روی خاک از اهمیت کمتری برخوردار است. اکسید روی جزئی از فرمولاسیون در صنعت شیشه، لعاب کاری و سرامیک می باشد. این ماده بر روی نقطه ذوب، خواص نوری و الاستیک و همچنین رنگ و جلای شیشه ها تاثیر می گذارد. اکسید روی یکی از تشکیل دهنده های پودر صورت، رژلب و کرم های است که در صنعت لوازم آرایشی کاربرد دارد می باشد.
این ماده همچنین بعنوان افزاینده به روغن، چسب، عاملهای خشک کننده، عاملهای غیر شفاف ساز و بعنوان کاتالیزور در سنتز متانول کاربرد دارد.
غبار روی در فرایندی مشابه فرایند تولید اکسید روی، اما در جو احیا کننده، تولید می شود. غبار روی دو درجه دارد.
غبار روی رنگریزه ای و غبار روی جهت مصارف شیمیایی. غبار روی بعنوان رنگریزه در رنگها و پوشش های ضد خوردگی که سطح غیر قابل نفوذی را تشکیل می دهند استفاده می شود. عملکرد محیط منجر به تشکیل کربنات روی و ترکیبات روی بازی بین ذرات روی شده و این اثر را شدت می بخشد. این پوششها همچنین حفاظت کاتدی را ایجاد می کند که بخصوص در نقاطی که لایه پوششی آسیب دیده مفید است.
آلیاژها :
روی در دمای بالاتر از دمای اتاق تبلور مجدد می یابد و مقاومت خزشی پایین دارد. بنابراین، این عنصر تنها بعنوان ماده سازنده هنگام آلیاژ کاری مناسب است. عناصر آلیاژی، بیشتر Al، Cu، Mg منجر به کوچک شدن دانه ها، تشکیل بلورهای مختلط یا سخت شدگی رسوب شده و بدین طریق خواص مکانیکی فلز، توسعه می یابد.
روی در تهیه آلیاژهای برنج، نقره، نیکل استفاده می شود. روی در قالب های ریخته گری و صنعت اتومبیل سازی نیز به کار می رود.
گالوانیزه کردن فولاد:
فلز روی در گالوانیزه کردن فرآورده های فولادی بکار می رود و باعث جلوگیری از خوردگی فولاد می شود. بخش بزرگ این فرآورده ها در گالوانیزه کردن فولاد، ورق های پوشش بام ها، مخازن ذخیره، حصار کاربرد دارد.
ورق های گالوانیزه به صورت کانال های هوا در سیستم های تهویه مطبوع و هواکش ها و سیستم های حرارتی نیز کاربرد دارند.
پوشش روی از طریق مکانیسم زیر فولاد را در مقابل خوردگی توسط هوا محافظت می کند:
• اثر دی اکسید کربن و رطوبت هوا بر روی، تشکیل پوشش محافظ با اساس کربنات روی است که منجر به کاهش سرعت خوردگی می شود.
• بدلیل ویژگی الکتروشیمیایی حفاظت کاندی، روی بطور فعال از خوردگی در محلهای آسیب کوچک، قسمتهایی که پوشش آسیب دیده و لبه های صفحات بریده شده جلوگیری می کند.
• استفاده بهینه از منابع مواد خام جهان ایجاب می کند که فلزات را از خورده شدن محافظت کنیم. همانگونه که اتمسفر خورنده تر می شود، استانداردهای حفاظت در مقابل خوردگی نیز، بخصوص در تولید فولاد، بایستی افزایش یابد. در کشورهای صنعتی تقریباً ۵۰ درصد روی جهت جلوگیری از خوردگی استفاده می شود.
روی تجاری (% ۵/۹۹ – ۵/۹۸)جهت گالوانیزه کردن گرم – عمیق در تجهیزات تولید و توزیع و روی با درجه خلوص بالا (% ۹۵/۹۹) جهت گالوانیزه کردن پیوسته فنرها و سیم های فولادی کاربرد دارد. فرایند متالوژیکی که جهت تولید روی با درجه خلوص پایین تر استفاده می شود، کاربرد سرب بعنوان ناخالصی اصلی است. حضور ۱ درصد سرب در مقایسه با محصولات خالص تر، ۴۰ درصد تنش سطحی را کاهش می دهد. هنگام غوطه ور سازی در حمام روی که تنها چند دقیقه طول می کشد، فلز ۴۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم می شود.
فرایند انتشار منجربه تشکیل لایه ای از آلیاژ آهن – روی بر سطح فولاد شده که این لایه چسبندگی پوشش روی را افزایش می دهد.
علاوه بر فرایندهای گرم – عمیق، فرایندهای گالوانیزه کردن دیگری نیز توسعه یافته است. در روی اندود کردن الکترولینیک، یک جریان متناوب منجر به نهشت پوشش درخشان ۲۵- ۵ سانتی متری از الکترولیت های اسیدی، سیانیدی یا الکترولیدهای آسکالن بدون سیانید بر سطح می گردد. البته این پوشش تنها در مقابل خوردگی های سطح متوسط از فلز حفاظت می کند.
به دلیل نسبت بالای روی در پتانسیل اکسیداسیون و احیا از این فلز برای حفاظت آهن و فولاد در برابر خوردگی استفاده می شود. فلز روی تولید شده از سنگ معدن را روی اولیه (Primary Zinc) یا دست اول می نامند. فلز روی حاصل از باطله ها، پس مانده ها و قراضه ها را بر حسب نوع فرآیند بازیابی به نام های ثانویه یا دست دوم (Secondary)، تقطیر دوباره (Redistilled) یا ذوب دوباره (Re-melt) می نامند. روی اولیه به دو دسته روی الکترولیتی و روی تقطیر شده، بر حسب روش احیا بکار برده شده، طبقه بندی می شود.
الکترونیک:
فلز روی در سیم های برقی، مخابرات و پیچ و مهره ها بکار می رود. اکسید روی به صورت ورق در بدنه باطری های خشک، پوشش سقف صفحه های گراور عکاسی، برای محافظت بدنه کشتی خطوط لوله و تاسیسات حفاری در دریا بکار می رود، علاوه بر آن برای آبکاری پیچ و مهره ها و قطعات فلزی کوچک، ته نشین ساختن فلزات نادر موجود در یک محلول، نقره زدایی سرب بوسیله فرایند Parkes، جداسازی ناخالصی هایی از قبیل مس، کادمیوم و نیکل از یک محلول (قبل از انجام الکترولیز) از غبار روی استفاده می شود. فریت های روی (Zinc Ferrite) در قطعات الکترونیکی موجود در ترانسفورماتورها (بوبین ها)، آمپلی فایرها، موتورها، تیونرها و همچنین در قطعات الکترونیکی موجود در رادیو و تلویزیون و کامپیوتر بکار گرفته می شود.
فریت های روی (Zinc Ferrite) در قطعات الکترونیکی موجود در ترانسفورماتورها (بوبین ها)، آمپلی فایرها، موتورها، تیونرها و همچنین در قطعات الکترونیکی موجود در رادیو و تلویزیون و کامپیوتر بکار گرفته می شود.
رنگ سازی:
اکسید روی بدلیل دارا بودن خاصیت پوششی اپاسیتی (Opacity) در برابر اشعه ماوراء بنفش و ضریب شکست بالا (High Refractive Index)، در صنایع رنگ سازی استفاده می شود که باعث افزایش پایداری رنگ است.
لاستیک سازی:
اکسید روی همچنین به عنوان فعال کننده و شتاب دهنده اصلی در صنعت محکم سازی لاستیک با گوگرد بکار برده می شود.
لیتوپون (Lito Pone) که یک پیگمنت سولفات باریم- سولفید روی است در صنایع رنگ، لاستیک و مرکب چاپ کاربرد دارد.
داروسازی:
اسمیت زونیت در مصارف دارویی با نام قدیم کالامین شناخته می شود و ماده مورد مصرف در صنعت داروسازی، اکسید روی ZnO حاصل از اسمیت زونیت است که درجه خلوص آن باید بیش از ۹۸ % باشد. این ماده به صورت پودر صورتی کم رنگ در آب نامحلول بوده ولی در اسیدهای معدنی به خوبی حل می شود. کالامین اثر ضدخارشی داشته و آن را جهت مصارف خارجی (پوستی) و به شکل پودر، کرم های ضدآفتاب (لوسیون ها) با نام های تجاری معرفی می شوند:
Aqueous Calamine Cream , Oily Calamine Lotion , Calamine Ointment , Calamine Lotion
کالامین در ترکیبات دارویی به نام کالاموکس که در آمریکا تهیه می شود، نیز به کار می رود. داروهای تهیه شده از کالامین برای خشکی پوست، سوختگی های خفیف، اگزما، خراشیدگی، جوش های چرکی، ادرار سوختگی، کچلی، گزش حشرات، زرد زخم، واریس و درمان هموروئید کاربرد دارد.
اکسید روی در فرآوری ترکیبات دیگر روی که در ساختن فرآورده هایی مانند مرکب، رنگ مو، مواد افزونی روغن، داروهای ضد قارچ، براق کننده ها و لینولیوم بکار می روند.
روی خواص سودمندی از قبیل ضد ویروس، ضد باکتری، ضد تابش و ضد سرطان داشته و همچنین برای رشد عمومی تمامی بافتها ضروری بوده و از کوتولگی و عقب افتادگی افراد جلوگیری می کند و سیستم ایمنی بدن را تضمین می کند. تمرکز این عنصر در بدن بیشتر در سلولهای کبد، کلیه، لوزالمعده، غده پروستات، استخوانها، سیستم گوارش و خون، مینا و عاج دندان، چشم، پوست، مو و ناخن می باشد، به طوریکه کمبود این عنصر اثر سوئی می تواند بر روی هر یک از این اعضا به دنبال داشته باشد. مصرف روی به صورت دارو یا غذا می تواند در علاج بسیاری از بیماریها مانند آب سیاه، آسم، جوش جوانی، خارش پوست، پروستات، آلزایمر، زخم پا، وزوز گوش، بوی بد دهان، عفونت مثانه، ناتوانی جنسی، دیابت، فراموشی، انواع سوختگیها و … موثر و مفید واقع گردد. با توجه به اهمیت این عنصر در رشد و سلامت انسان افراد می توانند به طور طبیعی هر روزه با خوردن غذاهایی که حاوی روی هستند حتی در غلظتهای بسیار پایین این فلز را دریافت کنند.بهترین منبع روی گوشت قرمز، تخم کدو، جوانه گندو، حبوبات و غلات همراه با سبوس می باشند که هر فردی برای جلوگیری از عوارض فوق می تواند هر یک از این غذاها را در رژیم غذایی خود قرار دهد. معمولاٌ افرادی که میزان روی در بدن آنها به دلیل دریافت مداوم متعادل است، روی در بدن آنها انباشته نمی گردد و از طریق مدفوع و ادرار روی اضافه دفع می گردد. اما گاهی مصرف بیش از اندازه روی در طولانی مدت به صورت دارو و خودسرانه یا از طریق آشامیدن آب یا سایر مایعات نگهداری شده در ظروف گالوانیزه باعث ضایعات جدی در دستگاه گوارش می گردد و توانایی بدن را در زمینه جذب و استفاده از سایر مواد معدنی ضروری از قبیل مس و آهن را مختل می سازد و عوارضی از قبیل کم خونی ایجاد می کند. در این مقاله پس از تبیین جایگاه عنصر روی در بدن مواری از قبیل مزایای روی برای انسان، مقدار روی مورد نیاز برای بدن، چگونگی جذب و دفع روی در بدن و عوارض ناشی از ازدیاد مصرف روی در انسان به طور مفصل مورد بحث قرار گرفته است.
ریخته گری تحت فشار با روی:
روی ریخته گری شده تحت فشار (Zinc die-cast) یکی از کاربردهای اصلی روی بوده که توسط آلیاژهای نوع ZnAl۴Cu و سایر ترکیبات وابسته انجام می شود. برخی از مزیتهای روی در ریخته گری تحت فشار عبارتنداز :
• سرعت تولید می تواند بسیار گسترده باشد (۱۰۰۰- ۶۰ قطعه) به نسبت اندازه و پیچیدگی قطعات.
• ویسکوزیته زمینه پایین و دمای ذوب کم آلیاژها، محصول با کیفیت بالا را تضمین می کند.
• پایین بودن و قابل کنترل بودن انقباض آلیاژهای روی، دقت ابعاد را افزایش می دهد.
• سطوح درخشنده یا مات با انواع پوششها قابل دست یابی است.
• بعلت طیف تولید وسیع، هزینه ها پایین است. محصولات به سبب ویژگیهای مکانیکی و فیزیکی خوب دارای دوام بالایی هستند.
• انرژی مورد نیاز این فرایندها پایین است. قریب ۵۰ درصد قطعات ریخته گری شده تحت فشار از جنس روی در صنعت خودرو مصرف می شود.
روی ریخته گری شده تحت فشار در ساخت در و پنجره، مبلمان، کابینت قفل و کلید و شیر آلات و اتصالات حمام نیز مصرف زیادی دارد.
صنایع اتومبیل سازی:
روی در صنایع اتومبیل سازی از جمله در ساخت شبکه ها، دستگیره قفل، اجزاء مکانیکی و برقی، بدنه، اتصالات برقی نیز کاربرد وسیع و گسترده دارد.
صنعت چاپ:
در صنعت چاپ (فتوکپی) نیز اکسید روی استفاده می شود.
ترکیبات روی در ساخت رنگ های ضد خوردگی کاتالسیت های شیمیایی، ماده گدازنده جوشکاری، لوله های کاتدی، صفحه های رادار، و مواد افزودنی (additive) در روغن های روان کننده و گریس نیز بکار برده می شود.
تجهیزات ضد آتش و نگهداری چوب:
سولفات روی و کلرور روی دو ترکیب مهم دیگر هستند که در تجهیزات ضد آتش سوزی حفظ و نگهداری چوب و مواد گدازنده وجود دارند.
صنایع کشاورزی:
در ساخت کود به عنوان یک ماده افزودنی مصرف می شود.
ترکیبات :
فلورید :
فلورید روی، ZnF2 بلورهای تتراگونال مونوکلینیک با ساختمان روتیل را تشکیل می دهد. دمای ذوب آن C0 8720 بوده و دارای چگالی g /cm3 95/4 می باشد. حلالیت.4H2O ZnF2 درC0 0 20 تنها 62/1 گرم ZnF2 در 1000 میلی لیتر محلول است، اما این ماده در آمونیاک مایع، حلالیت بالایی دارد.
ZnF2 با محلولهای هیدروکسید سدیم واکنش داده و رسوب فلوکوله فلوریدهای بازی روی را تشکیل می دهد.
سنتز :
هنگامیکه کربنات روی یا اکسید روی با اسید هیدروفلوریک مایع واکنش می دهد. H2O ZnF2 تشکیل می شود. این ماده، آب بلوری خود را ضمن دما دادن تا بالاتر از C 0 200 در خلا از دست می دهد.
آنالیز :
پودر فلورید روی تجاری دارای فرمول تیپیک % 63-61 روی و % 36/33 فلوئور می باشد. این ماده دارای حد اکثر ناخالصیهای مقابل می باشد : تا ppm 500 آهن، ppm 100 سرب.
فلورید روی بعنوان افزاینده در حمامهای گالوانیزه کردن الکترولیتیک در شیشه ها و لعاب ها جهت پورسلسین و شیشه های ویژه با ضریب بازتابش بالا کاربرد دارد. این ماده همچنین بعنوان روان کننده جهت جوشکاری و لحیم کاری و بعنوان عامل فلوریناته در سنتزهای آلی بکار برده می شود.
سایر کاربردهای این ماده عبارتند از :
-تولید رنگریزه های لیتوپون و سولفید روی
-تولید سیانامید روی از سیانامید پتاسیم
-تولید فسفایدهای روی.
کاربرد های دیگر روی
روی برای آبکاری فلزات استفاده می شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.
روی در آلیاژهایی نظیر برنج ، Nickel Silver ، فلز ماشین تحریر ، فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و …. بکار می رود.
برنج ، بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد.
روی بطور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Casting ها استفاده می شود.
روی لوله ای به عنوان قسمتی از محتوی باطری ها مورد استفاده قرار می گیرد.
اکسید روی به عنوان رنگدانه های سفید در رنگهای آبی و همچنین به عنوان فعال کننده در صنعت Rubber استفاده می شود. به عنوان Over the counter ointment به صورت لایه نازکی بر روی پوست بی حفاظ صورت و بینی استفاده می شود تا از کم شدن آب پوست جلوگیری کرده ، در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه می شود، زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری می کند.
کلرید روی به عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
سولفید روی در رنگدانه های درخشان ، برای تولید عقربه های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی می درخشد، استفاده می شود.
محلولهای ضدعفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است، برای درمان جوشهای پوستی استفاده می شود.
فلز روی شامل ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز می باشد و با توجه به فلزات دیگر ، این فلز دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زود رس پوست و مفصلهای بدن محافظت می کند.
با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده اند که این عنصر می تواند به بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد.
· Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه ها می باشد.
روی دارای نقطه ذوب پایین (420 ) و ساختمان بلوری شش گوش فشرده بوده که دارای فشار بخار زیاد می باشد. که در آلیاژ سازی مورد توجه است.
عملیات کار سردی (کار سختی) بر روی,روی خالص انجام نمی شود علت بر اینکه درجه حرارت تبلور مجدد آن در نزدیکی دمای محیط میباشد. آلیاژهای روی را می توان با نورد- کشش- اکسترود و ریخته گری شکل داد که در این میان ریخته گری بخصوص ریخته گری تحت فشار از اهمیت ویژه ای برخوردار است .
روی و آلیاژهای آن به صورت پوششهای فلزی برای ورقه آجر و سطح، زنجیرها، آهن آلات، لوله ، پیچ ها و مخازن سیستم و پوشش سیم موارد استعمال وسیعی پیدا کردهاند ریختهگری فشاری روش شامل قطعات اتومبیل، لوازم خانگی، وسائل دفتر کار. آهن آلات ،قفل ها اسباببازیها و اجناس جدید هستند.
پوششهای گالوانیزه شده یا به وسیله غوطهوری ، آبکاری الکتریکی ، آبکاری مکانیکی یا به وسیله پخش شعله مورد استفاده قرار میگیرند.
آلیاژهای روی تحت نام زاماک به سه دسته اصلی :زاماک2 زاماک3 و زاماک5 تقسیم می شوند و عناصر موجود در آنها عبارتند از: آلومینیوم – مس – منیزیم و به مقدار کمی از عناصر آهن سرب و قلع استفاده می شود.
معمولا تفاوت انواع زاماک در میزان مس موجود در آن بوده به طوری که سایر عناصر آلیاژی ترکیبات نسبتا ثابتی دارند. مثلا مس موجود در زاماک2, 0.1 % و در زاماک 3 75/0 % و در زاماک 5 ,25/1% مس وجود دارد و در زاماک4 منیزیم وجود نداشته و درصد مس ,در این نوع زاماک به 3% و درصد آلومینیوم به 4% می رسد
آلیاژهای ریختگی فشاری روی قیمت کمتر و استحکام خوبی دارند. آنها را میتوان تا حدود محدودی ریختهگری کرد، به تراشکاری کمتری نیاز دارند و مقاومت خوبی نسبت به خوردگی سطحی از خود نشان میدهند.
آلیاژهای ریختهگری روی که معمولا مصرف میشوند در جدول زیر آمده است، هر گاه حدود ناخالصی از حد مجاز تجاوز کند. این آلیاژهای ریختگی روی مستعد خوردگی بین دانهای تاب خوردگی و ترکبرداری میشوند.
آلیاژ های ریختگی روی:
عملیات حرارتی روی:
تاثیر عناصر آلیاژی بر روی:
در انتها بحث روی و آلیاژهای آن، اثر عناصر را روی آلیاژهای روی به طور مختصر بررسی میکنیم
اثر روی ، هر چه میزان روی در آلیاژ بیشتر باشد به علت این که روی دارای نقطه ذوب پایینی است، میزان استحکام بیشتر میشود همچنین مقاومت به خوردگی نیز افزایش مییابد.
اثر آلومینیوم : یکی دیگر از عناصری که در این آلیاژها اهمیت دارد آلومینیوم است چرا که این عنصر باعث افزایش استحکام کششی، مقاومت به خزش، استحکام به ضربه و سختی درروی می شود. اما با این تفاسیر باید میزان آلومینیوم را به دقت کنترل کرد چون در صورتی که مقدار آن بیشتر از5/3 تا 3/4 ٪ شود استحکامهای فوق را به مقدار زیادی کاهش میدهد.
از جمله دیگر خواص میتوان کاهش مقدار اکسید سرباره و همچنین کاهش حمله به دیوارههای قالب و وسایل فولادی ( از جنبه خوردگی) را نام برد
اثر منیزیم : سختی را افزایش داده ولی استحکام به ضربه درصد ازدیاد طول همچنین سیالیت مذاب آلیاژ را کاهش میدهد.
مقاومت به خوردگی را افزایش میدهد ولی این کار هم میتوان با مقدار کمی نیکل به دست آورد. اگر چه نیکل در آلیاژ با تشکیل ترکیب Ni2AL3 باعث افزایش سرباره در بالا و همچنین افزایش شکنندگی و سختی نقاطی در قطعه نهایی می شود.
اثر مس: در واقع دو اثر مهم مس، افزایش استحکام کششی، خزشی و سختی و همچنین افزایش مقاومت به خوردگی است. اگر چه آلیاژهایی که دارای مقدار مس باشند در نهایت به صورت ناپایدار با استحکام به ضربه پایینی هستند به همین دلیل سعی می شود مقدار مس تا 25/1 ٪ محدود شود.
اثر آهن: آهن به عنوان یک ناخالصی در آلیاژهای ریختهگری تحت فشار به شمار میرود چرا که حد حلالیت آهن در آلیاژ روی آلومینیوم پایین بوده و باعث:
1- افزایش سرباره در بالای مذاب شده ( برای مثال ترکیب FeAl3 در قسمت بالای مذاب شناور میشود)
2- شکنندگی در آلیاژهای ریختگی افزایش مییابد.
3- مشکلات ماشینکاری در قطعه نهایی وجود دارد.
اثر سرب ، کادمیم و قلع: اثرات زیان آور این عناصر بسیار مهم بوده
کادمیم و قلع: اثرات زیان آور این عناصر بسیار مهم بوده و به گونهای نیست که در همان ابتدای امر خود را نشان دهد اصولا اثرات این عناصر در قطعه بعد از گذشت زمان مخصوصا در هوای مرطوب دیده میشود. در واقع قطعه نهایی باعث پارگی و ایجاد ترک میشود.
اثر نیکل، کرم و منگنز: یکی از اثرات مهم این آلیاژ در مذاب ایجاد ترکیبات Mn2AL5 , CrAL4, Ni2AL3 است که تحت اصلی سرباره مذاب را تشکیل میدهند. در واقع این عناصر با ترکیب با آلومینیوم باعث افزایش سرباره میشوند. در مواقع طبق تحقیقات انجام شده این ترکیبات بین فلزی در بسیاری از موارد هم باعث کاهش حد حلالیت میشوند.
نقش بیو لوژیکی
روی از عناصر ضروری زندگی انسان است که برای بقا و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات موجب افزایش وزن می شود. روی در انسولین ، Zinc Finger Proteinsو آنزیم هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. بر اساس بسیاری از منابع ، مصرف قرصهای حاوی روی می تواند در برابر سرماخوردگی و آنفولانزا ایمنی ایجاد کند. با این حال هنوز بر سر این مساله اختلاف نظر وجود دارد.
ترکیبات
اکسید روی معروفترین ترکیبی است که بطور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان رنگدانه سفید در رنگها استفاده می شود. همچنین در صنعت Rubber کاربرد داشته و به عنوان Opaque Sunscreen فروخته می شود. دیگر ترکیبات روی به استفاده غیر صنعتی می رسند، مانند: کلرید روی در بو گیر ، سولفید روی در رنگهای شب تاب و متیل روی در آزمایشگاه شیمی آلی. تقریبا یک چهارم فراورده های روی به صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار می گیرند.
ایزوتوپها
روی طبیعی در 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: Zn-64 , Zn-66 , Zn-67, Zn-68 که در این میان ، Zn-64 فراوانترین آنها (48.6% فراوانی طبیعی) می باشد. برای این عنصر 22 رادیو ایزوتوپ اکتیو شناسایی شده است که در میان آنها ، Zn-65 با نیمه عمر 244.26 روز و Zn-72 با نیم عمر 46.5 ساعت پایدارترین و فراوانترین ایزوتوپ می باشند. دیگر ایزوتوپهای رادیو اکتیو این عنصر ، نیمه عمرهای کمتر از 14 ساعت و بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک دقیقه دارند. این عنصر همچنین 4 حالت متا دارد.
هشدارها
فلز روی سمی نیست اما حالتهایی به نام Zinc Shakes و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک میشوند.
شناخت محیط رشد:روی روی در تولید و فعالیت آنزیم ها، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است. کمبود روی باعث کوچک ماندن برگ های گیاه و کوتاه شدن فاصله میان گره ها میشود. واکنش خاک، بر قابل استفاده بودن روی برای گیاه، موثر می باشد. معمولاً در خاک های قلیایی، و در حاک های محتوی فسفر بیش از حد، روی غیر قابل استفاده می گردد. در خاک های شنی، به راحتی شسته شده و از زمین خارج می شود. برای رفع کمبود روی، سولفات روی را به خاک اضافه می کنند. هر چند که شرایط خاک های ایران سولفات روی شدیداً تثبیت میشود و بازده آن کم است و بصورت Zn EDTA بازده بیشتری دارد.
مصارف روی در ایران و جهان
چشم انداز ترسیم شده توسط گروه مطالعات بین المللی سرب و روی در خصوص روی این است که مصرف جهانی فلز روی با ۸/۴ درصد رشد به ۳۴/۱۰ میلیون تن در دو سال آینده و با ۳/۴ درصد رشد به ۷۸/۱۰ میلیون تن طی بازه زمانی ۲۰۱۸-۲۰۱۴ افزایش یابد. عامل اصلی این امر افزایش مصرف در صنایع گالوانیزه در چین و سرمایه گذاری در پروژه های زیرساختی مانند ساخت جاده های جدید، خطوط راه آهن و تاسیسات انتقال نیرو، توسعه سریع خانه سازی و صنعت خودروسازی است.
به دلیل دسترسی آسان به مواد اولیه (شمش روی) برای صنایع مصرف کننده در ایران، خصوصاً در زمینه صنایع گالوانیزاسیون و تولید اکسید، مصرف آن افزایش چشمگیری داشته به طوری که براساس اطلاعات حاصله مصرف داخلی در سال جاری به حدود ۷۰ هزار تن رسیده است.
بیشترین میزان مصرف ظاهری در طی این سال ها (۲۰۱۴-۲۰۱۰) به میزان ۱۳ میلیون تن می باشد. مصرف ظاهری سرب و روی در جهان طی سال های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ دارای مقدار نسبتا ثابتی بوده است و با توجه به میزان تولید ثابت جهانی در همین سالها، می توان گفت تعادل نسبی بین عرضه و تقاضا ایجاد گردیده است.
ترکیبات روی
ترکیبات روی بخش مهمی از تولیدات صنایع روی را تشکیل می دهند. مواد شیمیایی با بنیان روی شامل غبار روی ۱۲ تا ۱۵ درصد مصرف روی جهان را در اختیار دارد. اکسید روی بطور کمی مهمترین محصول شیمیایی بابنیان روی می باشد. غبار روی سولفات روی و کلرید روی، از نظر اهمیت و کمیت در رده های بعدی قرار دارند. سایر ترکیبات روی دارای اهمیت فرعی می باشند. سالهاست که مصرف جهانی اکسید و غبار روی ثابت مانده است، اگر چه تقاضا جهت سولفات روی و کلرید روی در حال افزایش است. سرعت رشد مصرف تیوکربنات روی و استیرات روی بر تولید ساینده ها (بزرگترین مصرف این ترکیبات) منطبق است. اکسید روی که دارای بیشترین تقاضاست را می توان با فرایندهای متنوعی تولید نمود. خلوص و کیفیت اکسید روی به روش تولید آن بستگی دارد. اکسید روی با خلوص بالا بصورت پودر در اتاقهای رسوب، در جایی که ذرات با اندازه های مختلف از هم جدا می گردند، جمع می شود. این ماده عموماً بعنوان روی سفید شناخته می شود. در فرایند مستقیم (یا فرایند آمریکایی) ماده خام استفاده شده، کانه روی یا محصولات جانبی روی بوده که همواره حاوی سرب می باشد.
یک ماده کربن دار را با ماده خام حرارت می دهند که در نتیجه احیاء، روی به صورت بخار احیا می شود. این ماده در هوا اکسید شده و به ذرات با اندازه مختلف تقسیم می شود.
اصلی ترین ترکیبات روی عبارتند از : هیدرید روی (ZnH۲)، اکسید روی (ZnO) وکلرید روی(ZnCl۲). همچنین، این فلز دارای آلیاژهای زیادی می باشد که شامل برنج، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع، آلومینیوم لحیم شده است. روی با کیفیت بالا برای تولید قالب استفاده می شود که از این قالب گیری برای کاربردهای اتومبیل سازی و صنایع الکتریکی و سخت افزاها استفاده می شود. یک آلیاژ روی که به نام پرزتال نامیده می شود شامل ۷۸ درصد روی و ۲۲ درصد آلومینیوم است که بیشتر در صنایع فولاد و پلاستیک های قالب گیری کاربرد دارد. از این آلیاژ همچنین برای قالب گیری سرامیک و سیمان نیز استفاده می شود.
روی همچنین جهت جلوگیری از خوردگی برای آبکاری دادن فلزاتی مثل آهن نیز استفاده می شود. اکسید روی در دنیای مدرن فلز مفیدی محسوب می شود که به طور گسترده ای برای صنایع و ساخت رنگ ها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش کف، پلاستیک ، چاپ پارچه، صابون سازی، ذخیره باتری ها، منسوجات، تجهیزات الکتریکی و دیگر تولیدات کاربرد دارد. لیتوفون ترکیبی از سولفید روی و سولفات باریم است که برای تولید مواد و رنگدانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
سولفید روی در ساختن صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس مورد استفاده قرار می گیرد. از ترکیبات کلر و کرومات روی برای ترکیبات مهم استفاده می شود. روی عنصر حیاتی برای رشد و نمو جانوران و گیاهان است.
ماده اولیه جهت فرایندهای شیمیایی مرطوب محلولهای خلوص یافته روی است. کربنات یا هیدروکسید روی، ته نشین شده و سپس فیلتر شده شسته، خشک و در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد بصورت پودر در می آید.
انواع متنوع اکسید روی بعنوان محصول واسطه در تولید سایر مواد شیمیایی استفاده می شود. اکسید روی ته نشین شده که دارای خواص رنگریزه ای نمی باشد و درجه های ویژه مانند اکسیدهای روی ظریف که در کاغذهای فتوکپی کاربرد دارد. مهمترین کاربرد اکسید روی در صنعت ساینده هاست، که در این صنعت بعنوان فعال ساز سخت کننده و برخی اوقات بعنوان فیلتر استفاده می شود.
اکسید روی به عنوان رنگریزه در رنگهای لاتکس محلول کاربرد فراوانی دارد. کاربرد این ماده در کشاورزی بعنوان افزاینده بارورکننده جهت جبران کمبود روی خاک از اهمیت کمتری برخوردار است. اکسید روی جزئی از فرمولاسیون در صنعت شیشه، لعاب کاری و سرامیک می باشد. این ماده بر روی نقطه ذوب، خواص نوری و الاستیک و همچنین رنگ و جلای شیشه ها تاثیر می گذارد. اکسید روی یکی از تشکیل دهنده های پودر صورت، رژ لب و کرم های است که در صنعت لوازم آرایشی کاربرد دارد می باشد.
این ماده همچنین بعنوان افزاینده به روغن، چسب، عاملهای خشک کننده، عاملهای غیر شفاف ساز و بعنوان کاتالیزور در سنتز متانول کاربرد دارد.
نقش روی در سلامتی انسان
روی ماده ای بسیار فراوان و طبیعی است. بسیاری از غذاها، مقدار مشخصی روی دارند. آب آشامیدنی هم حاوی مقدار معینی روی است و وقتی در تانکهای فلزی ذخیره می شود، مقدار آن بیشتر می شود. منابع صنعتی یا محل زباله های سمی هم باعث ورود مقداری روی به آب آشامیدنی می شود و ممکن است به سطحی برسد که باعث بیماری می شود.
روی یکی از عناصر کمیاب است که برای سلامتی انسان حیاتی است. وقتی مقدار روی در بدن انسان کم باشد، باعث بی اشتهایی، کاهش حس چشایی و بویایی، دیر التیام یافتن زخمها و ناراحتی های پوستی می شود. کمبود روی حتی می تواند باعث نقصهای مادرزادی شود.
اگرچه بدن انسان می تواند مقادیر نسبتا زیاد روی را تحمل کند، اما مقادیر بسیار زیاد روی باعث بیماری هایی مانند دل درد، تحریک پوست، استفراغ، حالت تهوع و کم خونی می شود. بالا بودن بیش از اندازه روی، به لوزالمعده آسیب می رساند و متابولیسم پروتئین ها را مختل کرده و باعث تصلب شراین می شود. قرار گرفتن در معرض کلرید روی برای مدتی طولانی سبب اختلالات تنفسی می شود. در محیط کار، انتشار روی سبب ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به نام تب فلز شناخته می شود. این وضعیت بعد از دو روز از بین می رود و در اثر حساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود. روی برای جنین و نوزادان خطرناک است. وقتی مادر مقدار روی زیادی مصرف کند، جنین یا نوزاد از طریق خون و یا شیر مادر تحت تاثیر روی قرار می گیرد.
سولفات روی رایج ترین مکمل قابل استفاده روی است. این ترتیب نسبت به سایر اشکال کمترین قیمت را دارد. اما حداقل جذب را دارد و باعث آشفتگی معده می شود. پزشک معالج معمولاً ۲۲۰ میلی گرم از سولفات روی را که حاوی تقریباً ۵۵ میلی گرم عنصر روی است، تجویز می کند. شکل های قابل جذب تر که قابل دسترس هستند عبارت اند از: پیکولینات روی، سیترات روی، استات روی، گیسرات روی و مونومیتونین.
اشکال مختلف روی دارای میزان متفاوتی از روی در ترکیب هستند. در برچسب این ترکیبات، همیشه به دنبال میزان عنصر روی بگردید. معمولاً ترکیبات روی دارای ۳۰ تا ۵۰ میلی گرم از عنصر روی هستند. به خاطر داشته باشید که از غذای روزانه چیزی حدود ۱۰ تا ۱۵ میلی گرم روی جذب می کنید، پزشک معالج شما هنگام تجویز مکمل های روی، باید این میزان دریافتی روزانه از طریق غذا را در نظر داشته باشد. قرص های روی در داروخانه ها و بقالی ها قابل دسترس هستند و برای درمان سرماخوردگی مفید هستند. همچنین جوانه گندم منبع خوبی از روی میباشد که خوردن آن به همه افراد توصیه می شود.
مهمترین عارضه جانبی (منفی) شناخته شده از روی تاثیر آن بر کاهش میزان HDL (کلسترول خوب بدن) و افزایش LDL (کلسترول مضر بدن) می باشد. بعضی از تحقیقات نشان می دهد که مصرف خیلی زیاد روی باعث کاهش عملکرد ایمنی می شود در حالی که مطالعات دیگر این نظر را تایید نمی کند. اگر سولفات روی باعث تحریک معده شود شکل دیگری از روی، برای مثال سیترات روی را مصرف کنید و قبل از آن با پزشک مشورت کنید. سایر عوارض جانبی از مسمومیت با روی عبارت اند از: سرگیجه، سردرد، خواب آلودگی، افزایش تعریق، ناهماهنگی عملکرد عضلات، عدم تحمل الکل، توهم و کم خونی.
تداخل های احتمالی
چون روی با دیگر عناصر تداخل دارد شما می توانید از مولتی ویتامین، یا عناصر خونی آماده شامل روی، آهن و پزشکتان مشورت کنید. فولات استفاده کنید. این به شما کمک می کند تا میزان عناصر را در یک حد تعادل نگه دارید. مصرف زیاد روی می تواند با جذب مس تداخل کرده و باعث کمبود مس شود. این مسئله به میزان آهن بدن اثر گذاشته و می تواند منجر به کم خونی شود.
میزان مورد نیاز روزانه بدن انسان به روی
بررسی های انجام شده نشان می دهد که نیاز خانم ها به این عنصر مهم وضروری روزانه، حداقل ۱۰ میلی گرم و نیاز آقایان روزانه، حداقل ۱۲ میلی گرم است. بیشتر دیده می شود که مقدار مصرفی روی بسیار کم تر از مقدار نیاز بررسی شده است.
مرکز تغذیه کشور آلمان (DGE) و آمریکا (RDA) توصیه می کنند که برای پیشگیری از امراض حاصل شده از کمبود روی، خانم ها روزانه ۱۲ میلی گرم و آقایان ۱۵ میلی گرم روی به بدن خود برسانند. البته دوز و مقدار درمانی که توسط دکتر ورباخ بیان شده، روزانه بین ۱۰۰- ۲۰ میلی گرم است. اصولاً" دوز ۱۵ میلی گرم در روز را حد متوسط دریافت روزانه می دانند.
دوز درمانی روی
دوز درمانی توسط روی روزانه حدوداً" ۵۰ میلی گرم است. تامین روی به صورت ترکیبات گلوکونات روی برای بدن بسیار خوب و قابل تحمل و با جذب خوب است. به یاد داشته باشید که کلیه مکمل های حاوی روی بایستی همراه غذا مصرف شده تا از ایجاد تهوع جلوگیری شود. توجه داشته باشید، افرادی که به مدت طولانی روزانه ۵۰ تا ۳۰۰ میلی گرم روی مصرف کرده اند، می توانند دچار اختلال جذب املاح آهن ومس شده و همچنین به کمبود این دو املاح در بدن دچار شوند. حتی دیده شده است کسانی که روزانه ۲ گرم به مدت طولانی روی خورده اند، علائمی مثل استفراغ، تهوع، دردهای شکمی و تب را نشان داده اند. افرادی که دچار ناراحتی های کبد ی و روده ای اند، بایستی قبل از مصرف مکمل های حاوی روی، حتماً با پزشک خود مشورت داشته باشند.
نقش روی در بیماریهای پوست
دیده شده است که غلظت روی در پوست و چشم بیشتر از هر عضو و اندامی در بدن است. مصرف روی در سوختگی ها، اعمال جراحی وبهبود زخم های بدن، ضروری است. روی باعث بهبود هر چه سریعتر زخم ها می شود و کمبود روی بهبود زخم ها را به تعویق می اندازد، به ویژه در بیماران دیابتی، زخم های پا و عفونت این زخم ها است که حتی می تواند به قطع عضو هم منجر شود.
بنابراین وجود روی به مقدار کافی در برنامه غذایی این افراد بسیار مهم است. مصرف روی در ترمیم سوختگی ها، زیاد بوده و به طور معمول در خون بیماران دچار سوختگی، کمبود روی مشاهده می شود و با دادن روی اضافی می توان، بهبود و ترمیم زخم و پوست را تسریع کرد. این مسئله حتی در سوختگی های درجه ۳ به دنبال مصرف محلول ها و ترکیبات حاوی روی به اثبات رسیده است و هم اکنون نیز از این ترکیبات (مانند پماد زینک اکساید و …) استفاده می شود.
به عبارتی روی به عنوان ترمیم کننده بافتی و پوستی شناخته شده است. افرادی که از اگزما و حساسیت زجر می برند، به طور معمول دارای سطح پایین روی در خون هستند و می توان با دادن ۳۰ میلی گرم روی (معادل ۲۰۰ میلی گرم گلوکونات روی است) بهبود بیماری آن ها را تسریع کرد.
روی و بیماری دیابت
نکته دیگر در مورد مصرف روی و بیماران دیابتی این است که تاثیر انسولین به طور مستقیم با روی در ارتباط است. میزان عنصر روی در پانکراس افراد سالم دو برابر دیابتی ها است که می تواند نشانهٔ نقش آن در تولید انسولین باشد. مشاهده شده است که نقصان روی در خون باعث هیپوانسولینیمیا (کاهش انسولین خون) می شود. کمبود روی به صورت مزمن ودائمی صدمهٔ بزرگی به یاخته های بتا پانکراس که انسولین ترشح می کنند، می زند و در سنین بالا، افراد دارای کمبود طولانی مدت روی می توانند دچار دیابت نوع ۲ بشوند.
به طور کلی می توان گفت که در خون اکثر افراد مبتلا به دیابت، کمبود روی دیده می شود و متاسفانه دفع روی در ادرار آنها مشاهده می شود. بنابر این رساندن روی اضافی به بدن بیماران دیابتی ضروری است. فقر روی به ویژه در دیابتی ها زخم های مزمن ورید پا را ایجاد می کند که گاهی منجر به قطع انگشتان یا پا می شود. با دادن روی اضافی نه تنها زخم های دیابتی زودتر ترمیم شده بلکه علاوه بر آن سطح سیستم اینمی نیز افزایش می یابد.
عوارض کمبود روی در سایر موارد
به دنبال افت سیستم ایمنی در اثر کمبود روی، بیماری های اتوایمیون (خودایمنی) مثل آرتریت روماتویید، لوپوس، شوگرن، پسوریازیس و… افزایش می یابد.
کمبود روی در مردان وزنان موجب اختلالات باروری می شود. اغلب مردان وزنان که جهت درمان مشکل خود اقدامات زیادی انجام داده اند، باید مسئله ی کم بودن روی را نیز در نظر گرفته و نسبت به رفع آن اقدام کنند.
نقصان روی در بدن خانم های باردار می تواند منجر به رشد ناکافی و کند جنین و یا زایمان زودرس شود. یکی از علل میوم رحم و کیست های پستان در خانم ها، کمبود روی می باشد و دیده شده است که با تجویز روی به بدن آن ها بهبودی حاصل شده است. هم چنین دیده شده است که در خانم هایی که دچار عفونت های راجعه قارچی دستگاه تناسلی می شوند و به هیچ درمان منظم دارویی جواب نمی دهند، تجویز روی به مقدار کافی، باعث بهبود آن ها شده است.
هم چنین مصرف روی در بهبود ریزش مو به اثبات رسیده است و امروزه کمبود روی را از علل مهم ریزش مو می دانند، که البته بایستی سایر علل ریزش مو مانند کمبود ویتامین ها،کم خونی و… نیز مد نظر قرار گیرد.
کمبود روی در کودکان همراه با بی اشتهایی، اختلال چشایی طعم غذا، پیکا (حالتی شبیه ویار حاملگی)، بی حالی، غش، اختلال رفتاری و وقفه در رشد، خود را نشان می دهد، هم چنین در نوجوانان به صورت تاخیر بلوغ جنسی و ظهور نکردن صفات ثانویه جنسی بروز می کند.
کمبود روی در افراد مسن، در هنگام راه رفتن، اختلال تعادل را ایجاد می کند که با تجویز داروی روی قابل درمان است.
روی در تشکیل هموگلوبین دخالت دارد و در مواردی فقط تجویز روی همراه دیگر نیازها، این عارضه را درمان می کند. روی در رشد فیزیکی بدن موثر است، هم چنین کوتاهی قد و کمبود وزن در کودکان ایرانی با تجویز روی قابل درمان است و بهتر می باشد که رساندن روی به مقدار کافی به بدن مادر در دوران بارداری و شیردهی مد نظر قرار گیرد. به علاوه باعث ریزش مو می شود.
پژوهش های جدید اثر مثبت فلز روی در درمان بیماری هایی نظیر هپاتیت B، هپاتیت C و برخی دیگر از بیماری های کبدی نشان داده است. همچین یافته ها حاکی از تاثیر مثبت فلز روی در توقف و کاهش سرعت رشد بیمار آلزایمر در بیماران مبتلا داشته است.
جذب روی در بدن
جذب روی آسان نبوده و دفع آن نیز به سختی صورت می گیرد و به همین دلیل در تجویز روی و استفاده از آن باید رعایت این مشکل، منظور شود. به علت آن که روی در ناحیه ی اولیه ی روده کوچک جذب می شود، پروتئین در جذب آن دخالت دارد و لازم است کمبود پروتئین در افراد دچار نقص روی نیز درمان شود.
منابع غذایی حاوی روی
ما ۲۰ تا ۴۰ درصد میزان روی موجود در غذا را جذب می کنیم. غذاهایی مانند گوشت قرمز، ماهی، مرغ و بوقلمون، آماده ترین شکل قابل دسترس روی قابل جذب هستند. روی موجود در سبزیجات کمتر برای بدن ما قابل دسترس است و فیبر سبزیجات به تنهایی میزان روی را که قابل جذب و استفاده است کمتر می کند. محصولات لبنی و تخم مرغ دارای میزان نسبتاً خوبی روی هستند اما جذب روی از این مواد مشکل تر است.
غذاها و ادویه های زیادی وجود دارند که حاوی فلز روی هستند. از آن میان غذاهای زیر بهترین منبع قابل استفاده روی می باشد:
صدف نرم تن(غنی ترین منبع)، گوشت قرمز، میگو، خرچنگ و دیگر ماهی های صدف. منابع دیگر روی که کمتر قابل جذب است شامل لوبیا، نخود چشم سیاه، سویا، بادام زمینی، غلات کامل، فیبرو، توفو، مخمر آبجو، سبزی پخته شده، قارچ، لوبیا سبز و دانه کدو می باشد.
با تشکراز
همراهی صمیمانه شما
1