Ликвация - Liquation

Ликвация это металлургический метод отделения металлов от руда или же сплав. Материал необходимо нагревать до тех пор, пока один из металлов не начнет плавиться и стекать от другого, и его можно будет собрать. Этот метод в основном использовался для удаления вести содержащий серебро из медь, но его также можно использовать для удаления сурьма минералы из руды, и уточнять банка.

Разделение меди и серебра

Первое известное использование ликвации в больших масштабах было в Германия в середине 15 века. Металлисты давно знали, что центрально-европейская медная руда богата серебром, поэтому открытие метода разделения этих двух металлов было лишь вопросом времени.^[1]

Процесс

Процесс разделения меди и серебра с помощью ликвации в XVI веке, описанный Георг Агрикола в его трактате 1556 г. De re Metallica,^[2] оставался почти неизменным до 19 века, когда его заменили более дешевыми и эффективными процессами, такими как сульфатизация и, наконец, электролитический методы.^[3]

Ликвация требует, чтобы сначала была растаял примерно в три раза больше свинца; поскольку у серебра больше близость со свинцом большая часть серебра окажется в нем, а не в меди.^[4] Если при анализе меди было обнаружено, что в ней слишком мало серебра для того, чтобы ликвация была финансово жизнеспособной (минимум 0,31% является необходимым,^[3]) его расплавляют и дают осесть, так что большая часть серебра опускается на дно. Затем «верхушки» извлекаются и используются для производства меди, а богатые серебром «кубы» используются в процессе ликвации.^[2] Созданный медно-свинцовый сплав можно отрезать и отливать в большие плосковыпуклые. слитки известные как «ликеры». По мере охлаждения и затвердевания металлов медь и серебросодержащий свинец отделяются друг от друга. несмешиваемый друг с другом.

В соотношение Содержание свинца в меди в этих кеках является важным фактором для эффективной работы процесса. Агрикола рекомендовал 3 части меди на 8–12 частей свинца. Медь необходимо анализировать, чтобы точно определить, сколько в ней серебра; для меди, богатой серебром, использовался верхний предел этого отношения, чтобы гарантировать, что максимальное возможное количество серебра попадет в свинец. Тем не менее, также должно быть достаточно меди, чтобы коржи сохранили свою форму после того, как большая часть свинца вытечет; слишком много меди, и это приведет к улавливанию части свинца внутри, и процесс будет очень неэффективным.^[2]

Размер этих тортов оставался неизменным с того момента, когда Агрикола писал о них в 1556 году, до 19 века, когда процесс стал устаревшим. Обычно они были толщиной от 2 ½ до 3 ½ дюймов (от 6,4 до 8,9 см), диаметром около 2 футов (0,61 м) и весом от 225 до 375 фунтов (от 102 до 170 кг). Такая консистенция не без причины, поскольку размер лепешек очень важен для плавного протекания процесса ликвации. Если лепешки слишком маленькие, продукт не будет стоить времени и затрат, затраченных на процесс, если они будут слишком большими, медь начнет плавиться до того, как вытечет максимальное количество свинца.^[2]

Пироги нагреваются в ликворе печь, обычно четыре или пять одновременно, температура выше температура плавления свинца (327° C ), но ниже, чем у меди (1084 ° C), так что богатый серебром свинец плавится и улетает.^[5] Поскольку температура плавления свинца настолько низкая, высокотемпературная печь не требуется, и ее можно топить дровами.^[4] Важно, чтобы это происходило в сокращение атмосфера, то есть та, в которой мало кислород, чтобы избежать опережения окисляющий; торты поэтому хорошо покрыты уголь и немного воздуха допускается в топку.^[2] Однако невозможно остановить окисление свинца, и он опускается вниз и образует шипастые выступы, известные как «шипы ликвации» в канале под очагом.^[3]

Более старый и относительно простой метод купелирование затем можно использовать для отделения серебра от свинца. Если лидерство испытанный и обнаружено, что он не содержит достаточно серебра, чтобы сделать процесс купелирования целесообразным, его повторно используют в ликероводочных лепешках, пока в нем не будет достаточно серебра.^[2]

«Истощенные жидкие кекы», которые все еще содержат некоторое количество свинца и серебра, «сушат» в специальной печи, которая нагревается до более высокой температуры в условиях окисления. По сути, это просто еще одна стадия ликвации, и большая часть оставшегося свинца вытесняется и окисляется с образованием шипов ликвации, хотя некоторые остаются в виде металлического свинца. Затем медь может быть очищена для удаления других примесей и получения металлической меди.^[2]

Отходы могут быть повторно использованы для производства новых ликероводочных лепешек, чтобы попытаться минимизировать потери металлов, особенно серебра.^[2] Отходы в основном представлены в виде шипов ликвации и сушки, но есть и некоторые шлаки произведено.

Потеря металла

Этот процесс не эффективен на 100%. В Лаутентале, Альтенау, и Санкт-Андреасберг плавка -работает в Верхний Гарц между 1857 и 1860 годами было потеряно 25% серебра, 25,1% свинца и 9,3% меди. Часть этого теряется в шлаке, который не стоит повторно использовать, часть теряется в результате так называемого «сжигания», а часть серебра теряется в рафинированной меди.^[6] Таким образом, очевидно, что для компенсации потерь на различных этапах требовалось постоянное снабжение свинцом.

Первые экземпляры

Ликвация впервые задокументирована в архивах муниципального Литейный завод в Нюрнберг в 1453 году. Нюрнберг был одним из главных центров Германии по рафинированию и обработке металлов и был лидером в области металлургических технологий. Вскоре по всему городу возникло пять ликероводочных заводов, которые за 15 лет распространились по всей Германии. Польша и Итальянские Альпы.^[1]

Это часто считается началом ликвации, но данные свидетельствуют о том, что ликвация могла существовать в меньшем масштабе столетиями раньше. Сложный характер ликвационных заводов 15-го века с индивидуальными печами был бы удивительным для новой технологии. Также существовала более простая, но более трудоемкая версия метода. Япония посредством португальский в 1591 г .; возможно, это остатки более раннего европейского метода.^[7]

Агрикола обсуждает различные типы меди, полученные в процессе ликвации; один из них - кальдарий или «котельная медь», который содержит высокий уровень свинца и использовался для изготовления средневековых котлы. Анализ котлов 13-го века показывает, что они сделаны из меди с низким содержанием серебра и высоким содержанием свинца, что соответствует уровню, полученному при ликвации.^[5]

Ликвация, возможно, даже существовала еще в 12 веке; в книге Феофила «О различных искусствах» он делает возможную ссылку на ликвацию:

«Когда камень начинает размягчаться, свинец выходит через небольшие полости, а медь остается внутри». ^[7]

Однако он не был специалистом в области металлургии, поэтому его труды могут быть неточными, и, хотя в XII веке были похожие котлы, не было опубликовано никакого анализа состава, подтверждающего эту теорию.^[5]

Против мысли о том, что этот процесс широко использовался до того, как он стал широко распространенным в середине 15 века, является тот факт, что его нужно было делать в больших масштабах, чтобы быть финансово жизнеспособным. Нет никаких свидетельств крупномасштабной ликвации до Нюрнберга. Кроме того, для эффективной ликвации требуется чрезвычайно опытный практик. Тот, кто обладает такими навыками, вряд ли будет тратить много времени на что-то невыгодное.^[1]

Некоторые предполагают, что ликвация существовала еще раньше. Вавилонский тексты из Мари упомянуть, что «горная медь» «промывалась» для получения «мытой меди» и что свинец использовался с серебром для производства «мытого серебра». Некоторые говорят, что это показывает, что в Ближний Восток еще в второе тысячелетие до нашей эры. Важно отметить, что в этих текстах конкретно не упоминается использование свинца с медью для производства серебра, как можно было бы ожидать от ликвации.^[8]

Важность

Джон У. Неф, эксперт по эпоха Возрождения экономика, описал ликвацию как «даже более важную, чем изобретение печатный станок ’Для развития промышленность в течение этого периода.^[9] Это увеличило производство серебра в больших масштабах. Между 1460 и 1530 годами производство серебра в Центральной Европе увеличилось в пять раз.^[10] Это имело вторичный эффект снижения затрат на производство меди в то время, когда спрос на нее увеличивался из-за потребностей изготовление латуни промышленность,^[9] и использование меди на кораблях и крышах. Производство свинца также увеличилось, ведь нехватка свинца сдерживала процесс ликвации до тех пор, пока на заводе не был обнаружен большой свинцовый пласт. Tarnowitz в Польша.^[1]

Ликвация спровоцировала рост добычи полезных ископаемых и появление нового класса богатых торговцы требовали участвовать. Некоторые из самых богатых торговцев Европы инвестировали в добычу полезных ископаемых, в том числе Французский Королевский банкир Жак Кёр и мощный Медичи семья Флоренции. Однако большая часть средств поступала от купцов из соседних городов. Например, бюргеры из Нюрнберга финансировали шахты в горах Богемия и Гарц.^[1]

Возникло много новых медных и серебряных рудников. Мина в Иоахимсталь, в Эрцгебирге, был настолько успешным, что монета под названием "Joachimstaler ’, Что привело к появлению термина доллар.^[1] Другие примечания включены Шнееберг, и Аннаберг (также в Рудных горах), Швац, в долине гостиница, а в Neusohl в Венгрия. Новое горнодобывающее богатство позволило вновь открыть некоторые из крупнейших рудников прошлых веков, такие как серебряные свинцовые и медные. шахты Раммельсберга. Эти старые шахты ранее были заброшены из-за наводнений, обрушений, отсутствия технологий или просто отсутствия денег. Теперь шахты можно было углублять и отводить воду более эффективно, чтобы горняки могли работать с пластами, когда они были вне досягаемости.^[9]

Богатство, основанное на сжижении, помогло построить дороги между горнодобывающими и перерабатывающими регионами и профинансировать усовершенствование горных технологий. Таким образом, его влияние не ограничивалось увеличением производства серебра и меди. Это помогло возродить экономику большей части Европы и добычу других металлов, таких как утюг и Меркурий.