ذوب روی
تاریخ

به نظر می‌رسد اولین تولید روی در هند از قرن ۱۲ و بعداً در چین از قرن ۱۶ انجام صورت گرفته‌است. در هند، روی از قرن ۱۲ تا ۱۸ در زوار تولید می‌شد، اگرچه برخی از مصنوعات روی به نظر می‌رسد در دوران باستان کلاسیک در اروپا ساخته شده باشند. سنگ معدن اسفالریت یافت شده در اینجا احتمالاً از طریق بو دادن به اکسید روی تبدیل شده‌است، اگرچه هیچ مدرک باستان‌شناسی در این مورد یافت نشده‌است. گمان می‌رود که ذوب در مخازن سفالی استوانه ای مهر و موم شده‌ای انجام شده‌است که با مخلوطی از سنگ معدن بو داده، دولومیت و مواد آلی، شاید سرگین گاو، بسته‌بندی شده و سپس به صورت عمودی در یک کوره قرار داده شده و تا حدود ۱۱۰۰ گرم شده‌است. درجه سانتی گراد مونوکسید کربن تولید شده توسط زغال‌کردن مواد آلی، اکسید روی را به بخار روی کاهش می‌دهد، که سپس در یک کندانسور رسی مخروطی در انتهای مخزن مایع می‌شود و در ظرف جمع‌آوری می‌چکد. در طول دوره ۱۴۰۰–۱۸۰۰، تولید حدود ۲۰۰ کیلوگرم در روز تخمین زده می‌شود. روی نیز از اواسط قرن شانزدهم در چین ذوب شد.
تولید روی در مقیاس بزرگ در اروپا با شروع ویلیام قهرمان، که فرایند تقطیر روی را در ۱۷۳۸ اختراع کرد. در فرایند Champion، سنگ معدن روی (در این مورد، کربنات، ZnCO 3) در دیگ‌های احیای بزرگ با زغال چوب بسته شد و در کوره حرارت داده شد. سپس بخار روی از طریق یک لوله متراکم آهنی فرود می‌آمد تا به یک ظرف پر از آب در پایین برسد. چمپیون اولین آثار روی خود را در بریستول، انگلستان راه اندازی کرد، اما به زودی به Warmley گسترش یافت و تا سال ۱۷۵۴ چهار کوره روی را در آنجا ساخت. اگرچه چمپیون موفق به تولید حدود ۲۰۰ تن روی شد، برنامه‌های تجاری او موفقیت‌آمیز نبود و در سال ۱۷۶۹ ورشکست شد. با این حال، ذوب روی در این منطقه تا سال ۱۸۸۰ ادامه یافت.
Evolution of the extracted zinc ore grade in Canada and Australia
Historical evolution of the production of zinc, extracted in different countries
| سال | افقی    {{سخ}} پاسخ دادن | عمودی    {{سخ}} پاسخ دادن | الکتروترمیک | انفجار    {{سخ}} کوره | الکترولیتی |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| <۱۹۱۶ | > ۹۰ |  |  |  |  |
| ۱۹۲۹ |  |  |  |  | ۲۸ |
| ۱۹۳۷ |  |  |  |  | ج ۳۳ |
| ۱۹۶۰ | ۳۴٫۵ | ۱۱ | ۷٫۵ | ۲ | ۴۵ |
| ۱۹۷۰ | ۱۵ | ۱۰ | ۶٫۵ | ۱۲٫۵ | ۵۶ |
| ۱۹۸۰ | ۳ | ۷ | ۶ | ۱۰ | ۷۴ |
تولید اولیه روی اروپایی نیز در سیلسیا، در کارنتیا، و در لیژ، بلژیک انجام شد. در فرایند کارینت، که در کارهایی که در سال ۱۷۹۸ توسط Bergrath Dillinger تأسیس شد، استفاده شد، یک کوره با سوخت چوب، تعداد زیادی قاب عمودی کوچک را گرم کرد، و سپس بخار روی از طریق یک لوله سرامیکی به یک محفظه تراکم معمولی در زیر ریخت. این فرایند در سال ۱۸۴۰ از کار افتاد. فرآیندهای بلژیکی و سیلزیایی هر دو از پاسخگویی‌های افقی استفاده می‌کردند. در سیلزی، یوهان روهبرگ در سال ۱۷۹۹ کوره‌ای برای تقطیر روی ساخت، در ابتدا از گلدان‌ها استفاده کرد، اما بعداً به لوله‌هایی با ته صاف به نام «مافل» تغییر داد، که به لوله‌های افقی خم شده به سمت پایین متصل می‌شد که در آن روی متراکم می‌شد. روند سیلزی در نهایت با فرایند بلژیک ادغام شد. این فرایند که توسط ژان ژاک دانیل دونی توسعه یافت، در سال‌های ۱۸۰۵ تا ۱۸۱۰ معرفی شد و از قفسه‌هایی با مقطع استوانه ای استفاده شد. کندانسورها لوله‌های سفالی افقی بودند که از انتهای مخازن امتداد یافته بودند. فرایند پاسخ افقی ادغام شده «بلگو-سیلزی» به‌طور گسترده در ربع سوم قرن نوزدهم در اروپا و بعداً در ایالات متحده پذیرفته شد.
تلاش‌های تجربی برای استخراج روی از طریق الکترولیز در قرن نوزدهم آغاز شد، اما تنها کاربرد تجاری موفق قبل از سال ۱۹۱۳، فرآیندی بود که در بریتانیا و اتریش استفاده می‌شد، جایی که روی و کلر با الکترولیز یک محلول آبی کلرید روی تولید می‌شدند. شرکت مس آناکوندا، در آناکوندا، مونتانا، و شرکت معدنی و ذوب تلفیقی، در تریل، بریتیش کلمبیا، هر دو کارخانه‌های الکترولیتی موفقی را در سال ۱۹۱۵ با استفاده از فرایند فعلی سولفات روی ساختند. اهمیت این روش همچنان رو به رشد بوده و در سال ۱۹۷۵ ۶۸ درصد از تولید روی جهان را به خود اختصاص داده‌است.
فرایند توده عمودی پیوسته در سال ۱۹۲۹ توسط شرکت نیوجرسی روی معرفی شد. در این فرایند از یک توده با دیواره‌های کاربید سیلیکون، حدود ۹ متر ارتفاع و با مقطع ۲ در ۰٫۳ متر استفاده شد. دیواره‌های مخزن تا ۱۳۰۰ درجه سلسیوس گرم شد و بریکت‌های متشکل از سنگ معدن روی متخلخل، کک، زغال سنگ و مواد بازیافتی به بالای مخزن وارد شدند. روی گازی از بالای ستون بیرون کشیده شد و پس از طی یک سفر ۲۰ ساعته در داخل مخزن، بریکت‌های مصرف شده از پایین خارج شدند. برای متراکم کردن روی گازی، این شرکت ابتدا از یک محفظه آجری ساده با بافل‌های کربوراندومی استفاده کرد، اما بازده ضعیفی داشت. در طول دهه ۱۹۴۰ یک کندانسور ساخته شد که بخار روی را بر روی یک اسپری از قطرات روی مایع، که توسط یک پروانه الکتریکی به بالا پرتاب می‌شد، متراکم می‌کرد.
فرایند الکتروترمیک که توسط شرکت سرب سنت جوزف توسعه داده شد، تا حدودی مشابه بود. اولین کارخانه تجاری با استفاده از این فرایند در سال ۱۹۳۰ در محل فعلی جوزف تاون، پنسیلوانیا ساخته شد. کوره الکتروترمیک یک استوانه فولادی به ارتفاع حدود ۱۵ متر و قطر ۲ متر بود که با آجر نسوز روکش شده بود. مخلوطی از سنگ معدن پخته شده و کک به بالای کوره وارد شد و جریانی بین ۱۰۰۰۰–۲۰۰۰۰ آمپر با اختلاف پتانسیل ۲۴۰ ولت بین الکترودهای کربنی در کوره اعمال شد و دما را به ۱۲۰۰–۱۴۰۰ افزایش داد. درجه سانتی گراد یک کندانسور کارآمد برای این فرایند از ۱۹۳۱–۱۹۳۶ ابداع شد. شامل یک حمام روی مایع بود که گازهای خروجی از آن توسط مکش کشیده می‌شدند. محتوای روی جریان گاز به داخل حمام مایع جذب شد.
فرایند سرباره از سال ۱۹۴۳ در Avonmouth، انگلستان توسط امپریال ذوب شرکت توسعه داده شد، که در سال ۱۹۶۸ بخشی از ریو تینتو روی شد. که از اسپری قطرات سرب مذاب برای متراکم کردن بخار روی استفاده می‌کند.
The top path is the pyrometallurgical process of smelting zinc and the bottom path is the electrolytic process.
نمودار فرایند روی نیوجرسی، پت ۲٬۴۵۷٬۵۵۲ ایالات متحده.