Войти
Купелированные печи 16 века (согласно Agricola )Купелирование - это процесс рафинирования в металлургия, где руды или легированные металлы обрабатываются при очень высоких температурах и имеют контролируемые операции по выделению благородных металлов, например золото и серебро, из недрагоценных металлов, например свинец, медь, цинк, мышьяк, сурьма или висмут, присутствующие в руде. Процесс основан на том принципе, что драгоценные металлы не окисляются и не вступают в химические реакции, в отличие от основных металлов, поэтому при нагревании при высоких температурах драгоценные металлы остаются отдельно, а остальные реагируют, образуя шлаки или другие соединения.
Начиная с раннего бронзового века, этот процесс использовался для получения серебра из плавленых свинцовых руд. Средние века и Ренессанс, cupellatio Русский язык был одним из наиболее распространенных процессов аффинажа драгоценных металлов. К тому времени огнестойкие пробы использовались для анализа минералов, то есть для тестирования свежих металлов, таких как свинец и переработанные металлы, на предмет их чистоты для изготовления украшений и монет. Купелирование все еще используется сегодня.
Родное серебро - редкость элемент, хотя он существует как таковой. Обычно он встречается в природе в сочетании с другими металлами или в минералах, которые содержат соединения серебра, обычно в форме сульфидов, таких как галенит (сульфид свинца) или церуссит (карбонат свинца). Таким образом, первичное производство серебра требует плавки, а затем купелирования железистых свинцовых руд.
Свинец плавится при 327 ° C, оксид свинца при 888 ° C, а серебро плавится при 960 ° C. Чтобы отделить серебро, сплав снова плавят при высокой температуре от 960 ° C до 1000 ° C в окислительной среде. Свинец окисляется до монооксида свинца, известного как глет, который захватывает кислород из других присутствующих металлов. Жидкий оксид свинца удаляется или абсорбируется капиллярным действием в футеровке пода. Эту химическую реакцию можно представить как:
Основание очага было вырыто в форме кастрюли и покрытой инертным и пористым материалом, богатым кальцием или магнием, таким как ракушки, известь или костная зола. Футеровка должна быть известковой, потому что свинец реагирует с кремнеземом (соединениями глины) с образованием вязкого силиката свинца, который предотвращает необходимое поглощение глетов, тогда как известковые материалы не реагируют со свинцом. Некоторая часть глета испаряется, а остальная часть поглощается пористой землей, образуя «лепешки».
Глетчатые лепешки обычно круглые или вогнуто-выпуклые, диаметром около 15 см. Они являются наиболее распространенным археологическим свидетельством купелирования в раннем бронзовом веке. По их химическому составу археологи могут сказать, какая руда была обработана, ее основные компоненты и химические условия, использованные в процессе. Это позволяет получить представление о производственном процессе, торговле, социальных потребностях или экономической ситуации.
Купелирование малых размеров основано на том же принципе, что и купелирование в очаге; основное различие заключается в количестве материала, который необходимо проверить или получить. Минералы необходимо измельчать, обжигать и плавить, чтобы сконцентрировать металлические компоненты и отделить благородные металлы. К Ренессансу использование процессов купелирования было разнообразным: анализ руды из рудников, проверка количества серебра в драгоценных камнях или монетах или в экспериментальных целях. Это проводилось в небольших неглубоких резервуарах, известных как купели.
Поскольку основной целью мелкомасштабной купелирования было определение и тестирование минералов и металлов, исследуемый материал должен быть тщательно взвешен. Анализы проводились в купелирующей или аналитической печи, которая должна иметь окна и сильфон, чтобы удостовериться, что воздух окисляет свинец, а также чтобы быть уверенным и подготовленным к удалению купеля во время процесса. над. В исследуемый материал необходимо добавить чистый свинец, чтобы гарантировать дальнейшее отделение примесей. После того, как глет был поглощен чашей, образовались серебряные пуговицы, которые расположились в центре чаши. Если сплав также содержал определенное количество золота, он оседал с серебром, и оба должны были быть разделены разделителем.
Латунные формы для изготовления чашек Первичные Инструментом для мелкомасштабного купелирования был купель. Чашечки изготавливались очень тщательно. Раньше это были небольшие сосуды в виде перевернутого усеченного конуса, сделанные из костного золы. Согласно Георгу Агриколе, лучший материал был получен из обожженных рогов оленей, хотя рыбьи иглы тоже могли работать. Зола должна быть измельчена в мелкий и однородный порошок и смешана с каким-нибудь липким веществом, чтобы сформировать чаши. Формы были сделаны из меди без дна, чтобы можно было снимать чашечки. Неглубокое углубление в центре чашечки выполнено округлым пестиком. Размеры чашек зависят от количества анализируемого материала. Такая же форма сохраняется до настоящего времени.
Археологические исследования, а также археометаллургический анализ и письменные тексты Возрождения продемонстрировали наличие различных материалов для их изготовления; они могли быть сделаны также из смеси костей и древесной золы, плохого качества, или вылеплены из смеси такого рода внизу с верхним слоем костной золы. Различные рецепты зависят от опыта пробирного или от специальной цели, для которой он был изготовлен (пробы для чеканки, ювелирные изделия, проверка чистоты вторичного материала или монет). Археологические данные показывают, что на заре развития мелкомасштабного купелирования использовались черепки или глиняные чаши.
Первое известное использование серебра было на Ближнем Востоке в Анатолия и Месопотамия в течение 4-го и 3-го тысячелетий до нашей эры, раннего бронзового века. Археологические находки серебряных и свинцовых предметов вместе с глинами и шлаком были изучены в различных местах, и металлургический анализ показывает, что к тому времени люди уже уверенно извлекали серебро из свинцовых руд, поэтому этот метод был бы известен. ранее.
В течение следующего железного века купелирование производилось путем сплавления обесцвеченных металлов с избытком свинца, слиток или продукт, полученный в результате этого плавления, затем нагревали в купелированная печь для отделения благородных металлов. Такие шахты, как Rio Tinto, недалеко от Уэльвы в Испании, стали важным политическим и экономическим объектом для многих людей в округе, а также Лаурион в Греция. Около 500 г. до н.э. контроль над рудниками Лауриона дал Афинам политическое преимущество и власть в Средиземноморье, так что они смогли победить персов.
. В римские времена империи требовалось большое количество свинца, чтобы поддерживать римскую цивилизацию на огромной территории; они искали открытые свинцово-серебряные рудники в любой захваченной ими области. Серебряные монеты стали нормализованным средством обмена, поэтому производство серебра и контроль за рудниками дали экономическую и политическую власть. Во времена Римской империи стоило добывать свинцовые руды, если в них содержание серебра составляло 0,01% или более.
Происхождение использования купелирования для анализа неизвестно. Одно из самых ранних письменных упоминаний о купелях - это Теофил Диверс Арс в 12 веке нашей эры. Затем этот процесс мало изменился до 16 века.
Мелкомасштабное купелирование можно считать самым важным испытанием огня, разработанным в истории, и, возможно, источником химического анализа. Большинство письменных свидетельств относится к эпохе Возрождения 16 века. Ванноччо Бирингуччо, Георг Агрикола и, среди прочего, писали об искусстве добычи и испытания руд, а также подробно описывали купелирование. Их описания и предположения были обнаружены в различных археологических находках в Европе средневековья и эпохи Возрождения. К этому времени количество пожарных проб значительно увеличилось, в основном из-за тестирования руд в шахтах с целью определения возможности их эксплуатации. Первоначальное использование купелирования было связано с чеканкой монет, а также при проверке ювелирных изделий. С эпохи Возрождения купелирование стало стандартизированным методом анализа, который мало изменился, демонстрируя его эффективность. Его развитие, безусловно, коснулось сфер экономики, политики, войны и власти в древние времена.
Огромное количество доиспанских серебряных украшений, особенно известных из Перу, Боливии и Эквадор поднимает вопрос, получали ли доиспанские цивилизации сырье из местных руд или из железисто-свинцовых руд. Хотя самородное серебро может быть доступно в Америке, оно так же редко, как и в Старом Свете. Из колониальных текстов известно, что серебряные рудники были открыты в колониальные времена испанцами от Мексики до Аргентины, главными из которых были рудники Таско, Мексика и Потоси в Боливии.
Некоторые виды доменных печей, называемых хуайрахинами, были описаны в колониальных текстах, как печи местных технологий, используемые в Перу и Боливии для плавки руды, добываемой на серебряных рудниках. принадлежит испанцам. Хотя это не окончательно, считается, что такие печи могли использоваться до испанского завоевания. Этноархеологические и археологические работы в муниципалитете Порко, Потоси, Боливия предложили доевропейское использование хуайрахин.
Нет никаких конкретных археологических свидетельств о серебряном плавлении или добыче в Андах до инков. Тем не менее, серебряные и свинцовые артефакты были найдены в центральных высокогорьях Перу и датированы доинкским и инкским периодами. Судя по присутствию свинца в серебряных артефактах, археологи предполагают, что здесь могло происходить купелирование.
