ISTORIJA CINKA I TOPLOG CINKOVANJA

Cink je hemijski element koji ima oznaku Zn, atomsku masu 65,4 atomski broj 30, a tačka ključanja je 1180 K (907 °C). Cink je metal otvoreno plave – bele boje koji omekšava na oko 100°-150 °C. Dobija se iz ruda i jedinjenja, a koristi se u legurama sa drugim metalima da bi ih zaštitio od oksidacije (rđanja): Danas se reciklira oko 30%, sa mogućnošću da stopa recikliranja dostigne 80%.

U drevnim vremenima, pre nego što je identifikovan kao hemijski element, cink je korišćen za dobijanje mesinga (legura Zn i Cu). Cink se ne smatra toksičnim, mada udisanje u velikim količinama para bogatih oksidom cinka dovodi do poremećaja praćenog tremorom.

U jednom metalurškom priručniku iz 1637. godine, navodi se da je u Kini cink proizvođen još u periodi 200 p.n.e. – 100 n.e. Za process su korišćene posebne zatvorene retorte. Cink je korišćen za izradu metalnog novca u vreme dinastije Ming (1368-1644).

Proizvodnja metalnog cinka opisana je u knjizi hindusa Rasarnave, koja je pisana oko 1200. godine n.e. U XIV veku Rasaratnassamuchchaya opisuje način dobijanja novog metala indirektnim zagrevanjem kalamina sa organskom materijom (vuna) u retorti iz koje su gasovi cinka hlađeni u kondenzatoru.

U Zavaru u Ražahstanu, nađene su retorte korišćene u proizvodnji cinka počev od XII veka. Retorte korišćene za kondenzovanje pare imale su dužinu od 25 cm i prečnik od 15 cm, a postavljane su na peći koje su zagrevane ugljem i snabdevane vazduhom pomoću kožnih mehova.

Proizvodio se Zn koji je korićen za dobijanje mesinga i cink oksid koji je korišćen u medicinske svrhe. U blizini Zavara pronađeno je peko 130 000 tona ostataka proizvodnje Zn, za šta je verovatno trebalo iskopati oko 1.000.000 tona rude.

Prva odrednica u vezi sa korišćenjem cinka u medicinske svrhe nalazi se u jednom starom tekstu Ajurveda iz Indije, nazvanom Charaka Samitha.

U knjizi Tien-Kong-Kai-ou objavljenoj početkom 17. veka u Kini, opisana je tehnologija proizvodnje cinka. Ruda cinka, pomešana sa ugljenim prahom, stavljana je u glinene posude i zagrevana do postzanja pare. Posude su bile naslagane u obliku piramide zajedno sa ugljem koji je korišćen za zagrevanje. Pošto bi postale crvene od visoke temperature, posude su ostavljane da se ohlade, a onda su razbijane da bi se iz njih uzeo metal.

Interesantni podaci u vezi sa istorijom cinka nalaze se u knjizi C.H. Mathewsona, koji je u poglavlju CINK – Nauka i tehnologija metala, legura i drugih komponenti, koje je napisao H. D. Carus (1960) pominje se do sada najstariji poznati predmet od cinka, koji predstavlja nekog idola, a nađen je u naslagama bivšeg naselja Dordosch (zona Transilvanije) u praistorijskoj Dakiji. Figura se sastojala od 87,5% Zn i 11,4% Pb.

Dve stare narukvice od cinka nađene su u ruševinama mesta Cameros, razorenog 500. godine.  U drevnoj Pompeji uništenoj 79. godine p.n.e. nađeni su ostaci svoda bunara delimično pokrivenog cinkom.

Sve ovo protivreči zvaničnim informacijama po kojima je cink stigao u Evropu oko 1600. godine.

Jedan stari predmet od cinka otkriven je u iskopavanjima 1939. godine na Agori u Atini. Reč je o pravougaonoj pločici (40×65 mm) od cinka debljine 0,55 mm koja je datirana u IV – III vek p.n.e. Izvršena istraživanja dovela su do zaključka da cink kao metal nije bio poznat u to vreme i da je njegovo prisustvo u obliku metalnih predmeta sasvim slučajno.

Zvanično, cink kao sirovina stizao je u Evropu u velikim količinama od 1600. godine na portugalskim i britanskim trgovačkim brodovima.

Iz analiza obavljenih na ingotima Zn koji su nađeni na jednom brodu koji je potonuo 1745. godine na povratku iz Indije, proizašlo je da su ingoti imali sledeći sastav: Zn-98,99%; Fe-0,765% i Sb-0,245%.

Moguće je da je još pre 1200. godine Engleska počela da usvaja deo kineskog znanja o cinku.

Albertus Magnus (cca.1248) otkrio je način da poboljša sjaj zlata iz bakra sprečavanjem isparavanja cinkovih para. Iz cinkove pare dobija se cink oksid, koji je u ono vreme u starom francuskom jeziku bio poznat kao tutie, od arapske reči ttiy, koja je verovatno stigla iz persijskog jezika koji je preuzeo sanskritsku reč tuttha.

Sledeći koji nam je ostavio opis tehnologije dobijanja mesinga bio je Biringuccio (cca. 1540).

Nešto kasnije, Georgius Agricola (1495-1555), u delu  De re metallica, pominje supstancu pod nazivom „contrefey”  ili counterfeit,  nazvanu tako jer liči na srebro, a bila je dobijene u jednoj peći u Rammelsbergu, od rude koja je poticala iz planine Harz.

U vreme Preporoda, za mesing je korišćen naziv latten (ili laten, laton), u engleskom brass (verovatno iz francuskog braser- ornament), u francuskom laiton, a u italijanskom latta (list mesinga), od latinskog latte.

Poreklo reči mesing, što je nemačka reč, verovatno je poreklom od latinskog massa (makaze za lim).

Reč cink moguće je da potiče iz persijskog, odakle je preuzima arapski jezik gde cink znači kharseen, to jest Khar de la Al-Ghar = rudnik. Prema drugim izvorima, naziv cink nastao je od nemačke reči Zinke, što znači „zub – LIK”, jer kristalna forma cinka izgleda kao igla ili zub. Veruje se da je alhemičar Paracelzus u svojoj knjizi Liber Mineralium II, pomenuo postojanje metala pod nazivom „Zincum” ili „zinken”.

Prvi koji je proizveo cink u industrijskim količinama bio je William Champion, koji je razvio metodu proizvodnje cinka u vertikalnoj peći 1718. godine za šta je dobio i patent. Prva topionica cinka pojavila se u Evropi 1743. godine u Bristolu, Velika Britanija. Ova topionica imala je proizvodni kapacitet od 200 tona godišnje. Ovaj tip peći korišćen je do 1851. godine, mada je imao nizak randman. Trošio je 24 t uglja da bi se dobila jedna tona metala.

Stoga je uveden postupak Welsh, u kojem se prazne kako tigl, tako i retorta, što su teške i skupe operacije. Poboljšanje je uveo Nemac Johann Ruberg (1751-1807), koji je konstruisao prvu topionicu cinka u Wessoli – Gornja Šleska 1798. godine gde je prvi put korišćena horizontalna retorta čija prednost je bila da je dozvoljavala punjenje i pražnjenje bez hlađenja.

Nakon ovog tehnološkog napretka pojavilo se više topionica u Šleskoj, u oblastima oko Liege u Belgiji, u Aachenu i Renaniji i oblasti Rur u Nemačkoj.

Prvu topionicu u Belgiji konstruisao je  Jean-Jacques Daniel Dony (1759-1819) 1805. godine, gde je korišćena retorta u horizontalnom položaju (horizontalna peć). Veća instalacija sagrađena je 1810. godine, a firma Société de la Vieille Montagne je nekoliko godina kasnije postala najveći svetski proizvođač cinka.

Proizvodnja cinka u Sjedinjenima Američkim Državama počela je 1750 u Arsenalu, Vašington D.C., preuzimanjem tehnike i stručnjaka iz Belgije i nakon nekoliko godina SAD postaje najveći proizvođač. Godine 1907. svetska proizvodnja cinka iznosila je 737.500 tona, čemu je SAD doprinela sa 31%, Nemačka 28%, Belgija 21%, Velika Britanija 8%, a sve ostale zemlje 12%.

Prva istraživanja obavio je Louis-Guillaume De Lafolie, lekar i hemičar iz Rouena, kao što je napisao Richard Watson  u delu Chemical Essays objavljenom 1786. De Laolieova istraživanja poznavao je hemičar Melouin koji je izvršio prvi eksperiment nanošenja cinka na čelik 1741. godine. Eksperiment se sastojao u potapanju komada metala u istopljeni cink. Rezultati su prikazani u izveštaju 1742. godine pred Kraljevskom akademijom Francuske. (‘Sur l’Analogie qui se trouve entre le Zinck & l’Étain’, Histoire de l’Académie Royale des  Sciences, 1742 (Pariz, 1745), I, pp 44-7; Paul-Jaques Malouin, ‘Experiences qui Découvrant de  l’Analogie entre l’Étain et le Zinc’, Memoires de l’Académie Royale des Sciences, 1742 (Paris 1745), pp 76, 90)

Rezultati su bili dobro primljeni, jer nakon kratkog vremena 1742, Jean-Baptiste Kemerlin zamenio je kalaj, koji je korišćen za kuhinjski pribor, cinkom koji je bio jeftiniji i omogućavao je nanošenje sloja znatno otpornijeg tokom vremena. Ipak, nakon 35 godina, 1778. odustalo se od upotrebe cinka za ove namene, jer je otkriveno da organske kiseline reaguju sa slojem cinka čime nastaju soli koje su otrovne za ljudski organizam.

(1780 Luiđi Galvani otkrio je da se mišići žabe grče kada ih dodirne skalpelom. Kasnije je slučajno otkrio da se noge žabe pomeraju samo ako ih dotakne sa dva različita metala (Cu i Fe), iz čega je izvukao pogrešan zaključak da mišići žabe stvaraju struju. Njegove eksperimente nastavio je Alessandro Volta, koristeći različite metale i pokazao je da protok struje nastaje zbog kontakta između različitih metala.)

1800, Volta je izumeo prvu električnu bateriju za koju je koristio svežanj naizmenično postavljenih ploča cinka i srebra potopljenih u rastvor soli.

Iste godine, nemac Johann Ritter je upotrebio Voltinu bateriju za nanošenje cinka na gvožđe električnim putem. Ovaj postupak su 1805. godine u Engleskoj patentirali Charles Sylvester i John Moorhouse. Moorhouse je razradio metodu nanošenja cinka na eksere i klipove posredstvom električnog izvora zasnovanog na cinku. Komercijalna upotreba metode počela je krajem XIX veka kada su se pojavili snažniji električni generatori .

Godine 1824 ser Hempri Dejvi pokazao je da ako se dva metala u električnom kontaktu potope u morsku vodu, jedan će vremenom korodirati, a drugi će ostati očuvan. Njegovo zapažanje iskorišćeno je da bi se zamenila bakarna oplata drvenih brodova oplatom od gvožđa i anodama od cinka.

Sorel je 1837. u francuskoj registrovao prvi patent za nanošenje cinka na ploču gvožđa potopljenu u rastopljen cink. Prethodno je ploča čišćena sumpornom kiselinom koncentracije od 9%, a za uklanjanje oksida korišćen je amonijum hlorid. On je postupak nazvao galvanizacijom, u čast Luiđija Galvanija. Metoda je u ono vreme nazivana galvansko bojenje (galvanic paint), dok se u naše vreme naziva toplo cinkovanje (hot-dip galvanizing).

Interesantno je primetiti da je Sorel bio svestan elektrohemijske prirode korozije i ulogu žrtvovanja sloja cinka.

Odmah nakon Sorela, 1837. godine  William Crawford registrovao je u Engleskoj sličan patent, čija primene je sledećih godina jasno zapažena, jer je 1850. britanska industrija je koristila za cinkovanje 10000 tona cinka godišnje. U Americi prva instalacija za toplo cinkovanje proradila je 1870. godine.

Drugi značajni datumi: U Sidneju je 1863. pokrenuta prva instalacija za toplo cinkovanje u Australiji, u Švedskoj, u Stokholmu 1895; 1930. Bablik je napisao prvu knjigu o toplom cinkovanju „The Bible od Galvanizing”. Prva instalacija za kontinualno cinkovanje  ostvarena je 1937. godine u Francuskoj, na osnovu ideje američkog inženjera Tadeuša Sendzimira.

Godine 1890. pojavila se posebna oprema za ravnomerno pokrivanje, a 1911 u cinkovo kupatilo počeo je da se dodaje aluminijum da bi se poboljšala svojstva zaštitnog sloja. Godine 1883. pušten je u promet Bruklinski most, prvi viseći most koji je koristio pocinkovane kablove, a 1965. Rols Rojs je prvi put koristio pocinkovane elemente u svojim proizvodima.

Najveći rudnik cinka na svetu je Red Dog na Aljasci.

About ETNOUS

Sprijinim creatia! Publicam carti in tiraje mici si mijlocii, prin www.edituraetnous.eu Realizam jucarii din lemn (www.lizuc.ro)
Acest articol a fost publicat în SERBIAN. Pune un semn de carte cu legătura permanentă.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s