Cupelare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Cuptoare cupelare din secolul al XV-lea, pe vremea lui Georg Agricola

Cupelarea este un proces de rafinare în metalurgie , prin care mineralele sau aliajele metalice sunt tratate pentru a separa metalele nobile , precum aurul și argintul , de metalele de bază prezente în mineral, precum plumbul , cuprul , zincul , arsenicul , antimoniul sau bismutul . [1] [2] [3] Procesul se bazează pe principiul că metalele prețioase nu se oxidează sau nu reacționează chimic, spre deosebire de ceea ce se întâmplă cu alte metale; Astfel, atunci când sunt încălzite la temperaturi ridicate, metalele prețioase se separă, iar celelalte reacționează pentru a forma zgură sau alți compuși. [4]

Procesul a fost utilizat încă de la începutul epocii bronzului pentru a separa argintul de minereurile de plumb. [5] Încă din Evul Mediu și Renaștere , cupelația a fost unul dintre cele mai frecvente procese de rafinare a metalelor prețioase. De atunci, focul a fost folosit pentru a testa mineralele, adică pentru a determina puritatea metalelor prețioase utilizate la fabricarea bijuteriilor și a monedelor . Cupelarea este încă în uz astăzi. [4] [6]

Proces

Cupelare pe scară largă

Argintul pur în natură este foarte rar, deși se găsește uneori. Se găsește cel mai adesea în combinație cu alte metale sau minerale care conțin compuși de argint, de obicei sub formă de sulfuri precum galena ( sulfura de plumb ) sau cerusita ( carbonatul de plumb ). Astfel, producția primară de argint necesită topirea și apoi cupelarea minereurilor de plumb de argint. [4] [7]

Plumbul se topește la 327 ° C în timp ce argintul se topește la 960 ° C; atunci când sunt amestecate, ca și în galena, cel mai comun mineral argentifer de plumb, acestea trebuie topite la temperaturi ridicate într-o atmosferă reducătoare pentru a produce plumb argentifer. Aliajul este topit din nou la o temperatură ridicată (900 ° C până la 1000 ° C), într-un cuptor în care fluxul de aer face posibilă oxidarea plumbului. Plumbul se oxidează până la monoxid de plumb , cunoscut anterior sub numele de litharge , care captează oxigenul din alte metale prezente, în timp ce argintul și aurul rămân pe partea superioară a lithargei lichide. Acesta din urmă este îndepărtat sau absorbit de capilaritate . Această reacție chimică poate fi văzută ca (Ag + Cu) + Pb + O2 → (CuO + PbO) + Ag [8] [9] [10]

Baza cuptorului este scobită în formă de oală și acoperită cu un material inert și poros bogat în calciu sau magneziu, cum ar fi scoici, var, cenușă de lemn sau oase arse . [11] Acoperirea trebuie să fie calcaroasă, deoarece plumbul reacționează cu silice (argile) pentru a forma silicat de plumb, vâscos care împiedică absorbția necesară a încărcăturii, având în vedere că materialele calcaroase nu reacționează cu plumbul. [7] O parte din liturgie se evaporă, iar restul este absorbit de pământul poros care formează „pâinea liturgică”. [9] [12]

Pâinile cu încărcare sunt de obicei concav-convexe și cu un diametru de aproximativ 15 centimetri. Acestea sunt cele mai frecvente dovezi arheologice ale cupelației la începutul epocii bronzului . [13] Din compoziția lor chimică, arheologii pot urmări tipul de mineral din care a fost extras, componentele sale principale și condițiile chimice utilizate în proces. Acest lucru permite informații despre procesul de producție, comerț, nevoile sociale sau situațiile economice ale timpului.

Cupelare la scară mică

Cupelarea la scară mică se bazează pe același principiu ca cel făcut în cuptoarele cupelării; principala diferență constă în cantitatea de material care urmează să fie examinată sau obținută. Mineralele trebuie măcinate, apoi încălzite și topite, pentru a concentra componentele metalice, separând metalele nobile . De la Renaștere , utilizarea proceselor de cupelare a devenit diferită: dozarea mineralelor din mine, dovada cantității de argint din bijuterii sau monede sau în scopuri experimentale. [4] [14] [15] A fost efectuată în vase mici superficiale cunoscute sub numele de cupe.

Întrucât scopul principal al cupelației la scară mică a fost testarea mineralelor și testarea metalelor, problema dovezilor trebuia examinată cu atenție. Testele au fost efectuate în cuptorul de cupulare sau de dozare, care trebuia să aibă burduf și ferestre pentru a se asigura că aerul a oxidat plumbul , precum și pentru a fi siguri și gata să îndepărteze cupa la finalizarea procesului. Trebuie adăugat mai mult plumb la materialul tratat pentru a asigura o separare suplimentară a impurităților. După ce litharge a fost absorbită de cupa, sfere de argint format în mijlocul paharului. [6] Dacă aliajul conținea și o anumită cantitate de aur, acesta era aliat cu argintul și apoi trebuia separat. [16]

Cupe

Instrumentul principal pentru cupelarea la scară mică a fost cupa. Cupele au fost produse cu mare grijă. Erau vaze mici în formă de con trunchiat inversat, realizate cu cenușă osoasă. Potrivit lui Georg Agricola , [17] cel mai bun material a fost obținut din coarne de cerb arse, dar și din oase de pește. Cenușa trebuia redusă la o pulbere fină și omogenă și amestecată cu o substanță lipicioasă pentru a forma cupele. Matrițele erau realizate din alamă fără fund, astfel încât cupele să poată fi scoase. O depresiune superficială în centrul cupei a fost făcută cu un pistil rotunjit. Mărimea cupei depindea de cantitatea de material de testat. Aceeași formă a rămas până astăzi.

Investigațiile arheologice , arheo-metalurgice și textele scrise în Renaștere au arătat existența diferitelor materiale pentru fabricarea lor; ar putea fi, de asemenea, realizate cu amestecuri de calitate slabă de cenușă de os și lemn sau turnate cu un astfel de amestec în partea de jos a unui strat superior de cenușă de os. [5] [6] [18] Diferitele rețete depindeau de abilitatea testatorului sau de scopul pentru care a fost realizată (testare pentru bătere , bijuterii, material reciclat sau monede). Dovezile arheologice arată că, în primele zile ale cupelației la scară mică, se foloseau oale sau boluri de lut. [16] [19] [20]

Istorie

Cea mai timpurie utilizare cunoscută a argintului este documentată în Orientul Apropiat în Anatolia și Mesopotamia în mileniul IV și III î.Hr. , [21] [22] la începutul epocii bronzului. Descoperirile arheologice de obiecte de argint și plumb împreună cu bucăți de zgomot și zgură au fost studiate în mai multe situri, iar analiza metalurgică sugerează că oamenii au extras de atunci argint din minereuri de plumb prin metoda cunoscută anterior.

În timpul epocii de fier ulterioare, cupelarea a fost făcută prin topirea minereului de plumb, al cărui lingou a fost apoi încălzit într-un cuptor de cupelare pentru a separa metalele nobile. [23] Mine precum Rio Tinto , lângă Huelva în Spania , au început să fie un important sit politic și economic pentru multe țări din Mediterana , precum și Laurium din Grecia . [24] În jurul anului 500 î.Hr. , controlul asupra minelor Laurion a dat Atenei avantaj politic și putere în Marea Mediterană, permițându-i să învingă persii și să-și impună propria talasocrație prin Liga Delian .

În timpul epocii romane , imperiul avea nevoie de cantități mari de plumb pentru a susține civilizația romană pe un teritoriu extins; de aceea au căutat și au deschis mine de plumb-argint în orice zonă au cucerit. Moneda de argint a devenit mijlocul normal de schimb al mărfurilor și, prin urmare, controlul producției de argint a determinat puterea economică și politică. În epoca romană era considerat economic exploatarea minereurilor de plumb dacă conținutul lor de argint era de 0,01% sau mai mult. [25]

Nu se cunoaște originea utilizării cupelației pentru a analiza metalele. Una dintre primele surse scrise despre cupelație este Theophilus Divers Ars din secolul al XII-lea . [26] Procesul s-a schimbat puțin până în secolul al XVI-lea . [20]

Cupelația la scară mică poate fi considerată cel mai important test de foc dezvoltat în istorie și poate originea analizei chimice. [5] Majoritatea dovezilor scrise provin din Renașterea din secolul al XVI-lea. Georg Agricola și Lazzaro Wecker , printre alții, au scris despre arta extragerii și testării mineralelor, detaliind procesul cupelației. Descrierile lor au fost identificate în cadrul mai multor descoperiri arheologice prin Evul Mediu și Renaștere. De atunci, numărul testelor a crescut considerabil, mai ales pentru a testa mineralele din mine și pentru a evalua comoditatea exploatării lor. O utilizare principală a cupelării a fost legată de activitățile de batere, dar a fost folosită și în bijuterii. [20] De la Renaștere, cupelația a devenit o metodă standardizată de analiză care s-a schimbat foarte puțin în timp, demonstrând eficacitatea acesteia. Dezvoltarea sa a atins cu siguranță domeniile economiei, politicii, războiului și puterii în timpurile străvechi.

Lume noua

Cantitatea uriașă de ornamente pre-hispanice din argint, găsite în principal în Peru , Bolivia și Ecuador , ne face să ne întrebăm dacă civilizațiile pre-hispanice au obținut materia primă din minereuri native sau din minerale de plumb-argint. Deși argintul nativ ar fi putut fi disponibil în Statele Unite ale Americii , acesta era încă la fel de rar ca în Lumea Veche . Din textele coloniale se știe că minele de argint au fost deschise în perioada colonială de către spanioli în Mexic și Argentina , iar principalele situri erau cele din Tasco în Mexic și Potosi în Bolivia.

Un fel de furnale numite huayrachinas au fost descrise în textele coloniale ca cuptoare de tehnologie nativă folosite în Peru și Bolivia pentru a topi minereuri din minele de argint deținute de Spania. Deși nu este concludent, se crede că aceste tipuri de cuptoare ar fi putut fi folosite înainte de cucerirea spaniolă. Lucrările de excavare arheologică efectuate în municipiul Porco și Potosí din Bolivia au sugerat o utilizare pre-europeană a cuptorului huayrachinas . [27]

Nu există dovezi arheologice specifice despre topirea sau exploatarea argintului în Anzi înainte de incași . Cu toate acestea, artefacte de argint și plumb au fost găsite în zonele muntoase centrale peruviene care datează din perioada inca și pre-inca. Din prezența plumbului în artefacte de argint, arheologii sugerează că cupelarea ar fi putut fi practicată și în acele locuri. [28]

Notă

  1. ^ Rehren, Th., Martinon-Torres, M, 2003
  2. ^ Bayley, J., Rehren, Th. 2007
  3. ^ Craddock, PT 1995
  4. ^ a b c d Bayley, J. 2008
  5. ^ a b c Rehren, Th., Eckstein, K. 2002
  6. ^ a b c Hoover, H. și Hoover, H. 1950 [1556]
  7. ^ a b Kassianidou, V. 2003
  8. ^ Craddock, PT 1995: 223
  9. ^ a b Bayley, J., Crossley, D. și Ponting, M. (eds). 2008
  10. ^ Pernicka, E. și colab., 1998
  11. ^ Bayley, J., Eckstein, K. 2006
  12. ^ Pernicka, E. și colab. 1998
  13. ^ Bayley, J. 2008:. 134
  14. ^ Martinón-Torres, M., Rehren, Th. 2005a
  15. ^ Martinón-Torres, M. și colab. 2009
  16. ^ a b Jones, D. (ed.) 2001
  17. ^ Hoover, H. și Hoover, H. 1950 [1556]
  18. ^ Martinón-Torres, M. și colab. 2009
  19. ^ Craddock, PT 1991
  20. ^ a b c Martinón-Torres, M., Rehren, Th. 2005b
  21. ^ Pernicka, E. și colab. 1998
  22. ^ Karsten H. și colab., 1998
  23. ^ Rehren, Th., Eckstein, K 2002
  24. ^ Tylecote, RF 1992
  25. ^ Tylecote, RF, 1992
  26. ^ În Rehren, Th. 2003
  27. ^ Van Buren, M., Mills, B. 2005
  28. ^ Howe, E., Petersen, U. 1994

Bibliografie

  • Bayley, J. 1995. Rafinarea metalelor prețioase, în fișele tehnice ale Societății de metalurgie istorică: https://web.archive.org/web/20160418021923/http://hist-met.org/hmsdatasheet02.pdf (accesat la 13 ianuarie 2010)
  • Bayley, J. 2008 Rafinarea metalelor prețioase medievale: arheologie și texte contemporane comparate, în Martinón-Torres, M și Rehren, Th (eds) Arheologie, istorie și știință: integrarea abordărilor materialelor antice de. Stânga Coast Press: 131-150.
  • Bayley, J., Eckstein, K. 2006. Torturi romane și medievale: structură și compoziție, în J. Pérez-Arantegui (ed.) Proc. 34th Simpozion Int. Pe Arheometrie. Institución Fernando el Católito, CSIC, Zaragoza: 145-153. ( http://ifc.dpz.es/recursos/publicaciones/26/10/_ebook.pdf )
  • Bayley, J., Rehren, Th. 2007. Către o clasificare funcțională și tipologică a creuzetelor, în La Niece, S și Craddock, P (eds) Metals and Mines. Studii în Arheometalurgie. Cărți cu arhetip: 46-55
  • Bayley, J., Crossley, D. și Ponting, M. (eds). 2008. Metale și prelucrarea metalelor. Un cadru de cercetare pentru arheometalurgie. Societatea de metalurgie istorică 6.
  • Craddock, PT 1991. Mining and smelting in Antiquity, in Bowman, S. (ed.), Science and the Past, Londra: British Museum Press: 57-73 ..
  • Craddock, PT 1995. Exploatarea și producția timpurie a metalelor. Edinburgh: Edinburgh University Press.
  • Hoover, H. și Hoover, H. 1950 [1556]. Georgius Agricola De Re Metallica. New York: Dover.
  • Howe, E., Petersen, U. 1994. Argint și plumb în preistoria târzie a văii Montaro, Peru. În Scott, D. și Meyers P. (eds.) Archaeometry of Precolumbian Sites and Artifacts: 183-197. Institutul de conservare Getty.
  • http://www.ancientgreece.com/essay/v/laurion_and_thorikos/ , accesat la 15 ianuarie 2010
  • Jones, GD 1980. The Roman Mines at Riotinto, în The Journal of Roman Studies 70: 146-165. Societate pentru promovarea studiilor romane.
  • Jones, D. (ed.) 2001. Archaeometallurgie. Centrul pentru Orientări Arheologice. Publicații English Heritage. Londra.
  • Karsten, H., Hauptmann, H., Wright, H., Whallon, R. 1998. Dovezi ale producției de argint din mileniul IV î.Hr. la Fatmali-Kalecik, Anatolia de Est. în Metallurgica Antiqua: în cinstea lui Hans-Gert Bachmann și Robert Maddin de Bachmann, H. G, Maddin, Robert, Rehren, Thilo, Hauptmann, Andreas, Muhly, James David, Deutsches Bergbau-Museum: 57-67
  • Kassianidou, V. 2003. Extragerea timpurie a argintului din minereuri polimetalice complexe, în Craddock, PT și Lang, J (eds) Minerit și producția de metale de-a lungul veacurilor. Londra, British Museum Press: 198-206
  • Lechtman, H. 1976. O cercetare a sitului metalurgic în Anzii peruvieni, în Journal of field Archaeology 3 (1): 1-42.
  • Martinón-Torres, M., Rehren, Th. 2005a. Materiale ceramice în practici de testare a focului: un studiu de caz al echipamentelor de laborator din secolul al XVI-lea, în MI Prudencio, MI Dias și JC Waerenborgh (eds), Înțelegerea oamenilor prin ceramica lor, 139-149 (Trabalhos de Arqueologia 42). Lisabona: Instituto Portugues de Arqueologia.
  • Martinón-Torres, M., Rehren, Th. 2005b. Alchimia, chimia și metalurgia în Europa Renașterii. Un context mai larg pentru testarea incendiilor rămâne, în Historical Metalurgie: revista Historical Society Society, 39 (1): 14-31.
  • Martinón-Torres, M., Rehren, Th., Thomas, N., Mongiatti, A. 2009. Identificarea materialelor, rețetelor și alegerilor: câteva sugestii pentru studiul cupelelor arheologice. În Giumla-Mair, A. și colab., Archaeometallurgy in Europe: 1-11 Milan: AIM
  • Pernicka, E., Rehren, Th., Schmitt-Strecker, S. 1998. Producția târzie de argint Uruk prin cupelație la Habuba Kabira, Siria în Metallurgica Antiqua: în onoarea lui Hans-Gert Bachmann și Robert Maddin de Bachmann, H. G, Maddin, Robert, Rehren, Thilo, Hauptmann, Andreas, Muhly, James David, Deutsches Bergbau-Museum: 123-134.
  • Rehren, Th. 1996. Alchemy and Fire Assay - O abordare analitică, în Metalurgia istorică 30: 136-142.
  • Rehren, Th. 2003. Creuzete ca vase de reacție în metalurgia antică, în PT Craddock și J. Lang (eds), Mining and Metal Production through the Ages, 207-215. Londra. British Museum Press.
  • Rehren, Th., Eckstein, K 2002. Dezvoltarea cupelației analitice în Evul Mediu, în E Jerem și KT Biró (eds) Archaeometry 98. Proceedings of the 31 st Symposium, Budapesta, 26 aprilie - 3 mai 1998 (Oxford BAR International Series 1043 - Central European Series 1), 2: 445-448.
  • Rehren, Th., Schneider, J., Bartels, Chr. 1999. Topirea medievală de plumb-argint în Siegerland, Germania de Vest. În Metalurgia istorică: revista Societății de Metalurgie Istorică. 33: 73-84. Sheffield: Societatea de metalurgie istorică.
  • Tylecote, RF 1992. O istorie a metalurgiei. A doua ediție Maney pentru Institutul de materiale. Londra.
  • Van Buren, M., Mills, B. 2005. Huayrachinas and Tocochimbos: Traditional Smelting Technology of the Southern Andes, in Latin American Antiquity 16 (1): 3-25

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Coppellazione&oldid=115503159 ”