به دلیل پیچیدگی ساخت برنج در مقابل برنز (که برای ساخت آن به راحتی مس و قلع را ذوب و با هم ترکیب میکنند)، صنعتگران برای ساخت آن با مشکلات عمدهای رو به رو بودند؛
- اولا، روی به عنوان یک فلز خالص در طبیعت وجود ندارد. بیش از حد بخارشدنی و واکنش پذیر است، به راحتی با عناصر دیگر ترکیب میشود و فقط در ترکیبات سنگهایی چون سولفید روی یا کربنات روی، بوجود میآید.
- دوما، روی به حدی فرار است که در مقابل حرارت بیش از 907 درجه سانتیگراد، دمای زیر نقطه ذوب مس (1084 درجه سانتیگراد) بخار شده و وارد جو میشود. بنابراین، از آنجایی که روی و مس هر دو نمیتوانند به طور همزمان در یک حالت ذوب شوند، تلاش برای ذوب کردن آنها با هم بینتیجه ماند.
بنابراین به عنوان اولین گام، لازم بود تا اکسید روی تولید شود، چراکه اکسید روی، نسبت به خود فلز روی، پایدارتر و کمتر فرار، است.
در همین راستا، سنگ معدنی کربنات روی خرد شد، با پودر زغال (که یک کربن و یک عامل کاهشدهنده است) ترکیب شد و در یک فضای نسبتا بسته، 700 درجه سانتیگراد، حرارت دید.
در این فرآیند، کربن با اکسیژن ترکیب شده و به عنوان گاز دیاکسیدکربن فرار میکند و از اکسید روی خارج میشود.
کاربردیترین سنگ معدنی روی برای فرآیند ساخت برنج، سنگ معدنی کربنات روی یا همان کالامین، بود. با این وجود، غالبترین سنگ معدنی موجود در بسیاری از مناطق، سنگ معدنی سولفید روی بود، به همین علت، قبل از رسیدن به مرحله اکسید روی، ابتدا باید گوگرد اضافی موجود در این سنگ، از طریق حرارت دیدن پاک میشد.
فلزکاران خاورمیانه کشف کردند که از طریق حرارت دادن سنگ سولفید روی پودر شده روی آتش تا زمانیکه بخار شود، با اکسیژن موجود در هوا ترکیب شود و تشکیل ابرهای سفیدی از بخار اکسید روی دهد، میتوانند اکسید روی تولید کنند.
همچنین، این روش، بیشتر گوگردهای اضافی را از بین میبرد و در نهایت فلزکاران میتوانستند با سرد شدن بخارها، پودر سفیدرنگ اکسید روی را از روی میلههای فلزی یا خشتی بالای آتش، جمع کنند و برای ساخت برنج و یا ساخت داروها بکار ببرند.
در یک رساله پزشکی هندی که به حدود 500 سال قبل برمیگردد، آمده است که، محصول این فرآیند برای درمان درد چشم و همچنین زخمهای باز نیز، مفید است.
فلزکاران ماقبل تاریخ، برای تولید برنج، علاوه بر مس و اکسید روی، به چوب برای تهیه زغال چوب نیاز داشتند. خاطر نشان میکنیم، آنها ظروف سفالی و ظروف سرامیکی ضد حریق و حرارت را که از ابتدا برای گرم کردن سنگ معدنی مس و استخراج فلز مس بکار میبردند، برای مواد مذاب یا مایعات داغ استفاده میکردند.
