Цинковая руда была известна человечеству задолго до того, как впервые был выделен чистый цинк, а металл получил свое современное название zincum. Именно цинковая руда стала одним основных компонентов латуни (сплава меди с цинком), из которой изготавливали ювелирные украшения, монеты, посуду, статуэтки и другие декоративные предметы. Первые изделия из латуни, найденные на севере современного Ирака, относят к III тысячелетию до н. э., более поздние, обнаруженные археологами в Палестине, — к концу II тысячелетия до н. э.
Металлический цинк в истории человечества
Чистый цинк впервые начали изготавливать в Индии примерно с конца XII века. Процесс производства был схож с выплавкой олова: цинковую руду вместе с древесным углем нагревали в закрытых огнеупорных емкостях, вследствие чего выделялись пары цинка, которые при охлаждении конденсировались в специальном сосуде. В 1374 году в Индии цинк получил статус нового металла (в то время 8-ого по счету), что дало толчок к развитию его производства и продажи. До конца XVIII века Индия оставалась основным импортером металла и поддерживала на цинк довольно высокие цены.
В XVII веке производить металлический цинк начали в Китае. Так же, как и их коллеги из Индии, китайские ученые смешивали цинковую руду с древесным углем в закрытых сосудах, но пары цинка при этом они не собирали. Емкости с рудой и древесным углем складывали в форме пирамиды и докрасна нагревали, после чего остужали их. В результате чистый цинк собирался внутри емкости в виде цельных слитков.
В Европе успешные опыты с цинком начали проводить только в XIII веке. Немецкий ученый Альбертус Магнус, не будучи знакомым с zincum как с металлом, нашел способ, позволяющий увеличить содержание цинка в латуни. При производстве сплава раскаленную массу посыпали битым стеклом, что препятствовало образованию паров цинка и таким образом увеличивало его содержание в конечном продукте.
Как новые металл в Европе цинк был обозначен в XVI веке швейцарским алхимиком и естествоиспытателем Теофрастом Парацельсом. Но получить в чистом виде zincum европейские ученые смогли лишь в XVIII веке. В 1743 году британский металлург Уильям Чемпион открыл первый в Европе завод по выплавке металлического цинка. После того как он познакомился с технологией производства металла в Китае, ученый усовершенствовал ее, изменив конструкции вертикальной плавильной печи. Его метод позволял выплавлять до 400 кг чистого цинка менее чем за 72 часа.
К концу XVIII века был разработан новый способ получения чистого цинка, не требующий охлаждения металла и позволяющий экономить значительное количество древесного угля. В качестве сырья сперва использовали смитсонит — карбонат цинка, затем сфалерит — цинковый сульфат, который до этого был одним их отходов при добычи серебряных минералов. Именно применение сфалерита послужило толчком к расширению цинкового производства. Основным недостатком этого метода было выделение сернистых газов, которые образовывались при нагревании сульфата Но в дальнейшем их научились преобразовывать в серную кислоту, что позволило цинковым заводам снизить уровень загрязнения окружающей среды.
Использование цинка в промышленности
С увеличением доступности металлического цинка росло и его коммерческое использование. Уже к началу XIX века было освоено производство холоднокатаных листов из цинка (при температуре 100-150°C), что дало возможность промышленным предприятиям массово производить цинковые элементы кровли, водосточные трубы и даже мусорные баки.
В это же время широко проводились исследования в области цинкования различных металлов. Первый патент в этой сфере в 1837 году получил французский инженер Станислав Сорель, разработавший метод применения расплавленного цинка для защиты железа от коррозии.
Сегодня более 50% добываемого цинка применяют именно для цинкования, защищая от коррозии различные детали и металлоконструкции, которые в процессе эксплуатации не подвергаются сильным механическим воздействиям.
Кроме того, чистый цинк применяют при производстве сплавов для уменьшения температуры их плавления, а также в качестве основного материала для изготовления отрицательно заряженных электродов аккумуляторов и батарей. Цинковый оксид входит в состав некоторых красок, в том числе цинковых белил, используется в производстве искусственной кожи, резинотехнических изделий, стекла и керамики, а также в фармацевтике как противовоспалительное и дезинфицирующее средство.
