Título - Cupellation

Hornos de copelación del siglo XVI (per Agricola )

La copelación es un proceso de refinación en metalurgia donde los minerales o metales aleados se tratan a temperaturas muy altas y tienen operaciones controladas para separar los metales nobles , como el oro y la plata , de los metales base , como el plomo , el cobre , el zinc , el arsénico , el antimonio o el bismuto . presente en el mineral. El proceso se basa en el principio de que los metales preciosos no se oxidan ni reaccionan químicamente, a diferencia de los metales base, por lo que cuando se calientan a altas temperaturas, los metales preciosos se mantienen separados y los demás reaccionan formando escorias u otros compuestos.

Desde la Edad del Bronce Antiguo , el proceso se utilizó para obtener plata a partir de minerales de plomo fundidos. En la Edad Media y el Renacimiento , la copelación era uno de los procesos más comunes para refinar metales preciosos. Para entonces, los ensayos de fuego se usaban para analizar minerales, es decir, probar metales frescos como el plomo y metales reciclados para conocer su pureza para la fabricación de joyas y monedas . La denominación todavía se usa en la actualidad.

Proceso

Copelación a gran escala

La plata nativa es un elemento raro, aunque existe como tal. Suele encontrarse en la naturaleza combinado con otros metales, o en minerales que contienen compuestos de plata, generalmente en forma de sulfuros como galena (sulfuro de plomo) o cerusita (carbonato de plomo). Por lo que la producción primaria de plata requiere la fundición y luego copelacion de argentiferous minerales de plomo.

El plomo se funde a 327 ° C, el óxido de plomo a 888 ° C y la plata se funde a 960 ° C. Para separar la plata, la aleación se funde nuevamente a la temperatura alta de 960 ° C a 1000 ° C en un ambiente oxidante. El plomo se oxida a monóxido de plomo , entonces conocido como litargirio , que captura el oxígeno de los otros metales presentes. El óxido de plomo líquido se elimina o se absorbe por capilaridad en los revestimientos del hogar. Esta reacción química puede verse como:

Ag (s) + 2 Pb (s) + O
2
(g) → 2 PbO (absorbido) + Ag (l)

La base del hogar se excavó en forma de cazo y se cubrió con un material inerte y poroso rico en calcio o magnesio como conchas, cal o ceniza de huesos. El revestimiento tenía que ser calcáreo porque el plomo reacciona con la sílice (compuestos de arcilla) para formar un silicato de plomo viscoso que evita la absorción necesaria de litargirio, mientras que los materiales calcáreos no reaccionan con el plomo. Parte del litargirio se evapora y el resto es absorbido por el revestimiento de tierra porosa para formar "tortas de litargirio".

Las tortas de litharge suelen ser circulares o cóncavo-convexas, de unos 15 cm de diámetro. Son la evidencia arqueológica más común de copelación en la Edad del Bronce Antiguo . Por su composición química, los arqueólogos pueden saber qué tipo de mineral se trató, sus componentes principales y las condiciones químicas utilizadas en el proceso. Esto permite conocer el proceso de producción, el comercio, las necesidades sociales o la situación económica.

Copelación a pequeña escala

La copelación a pequeña escala se basa en el mismo principio que la realizada en un hogar de copelación; la principal diferencia radica en la cantidad de material a ensayar u obtener. Los minerales deben triturarse, tostarse y fundirse para concentrar los componentes metálicos con el fin de separar los metales nobles . En el Renacimiento, el uso de los procesos de copelación era diverso: ensayo de minerales de las minas, prueba de la cantidad de plata en joyas o monedas o con fines experimentales. Se llevó a cabo en pequeños recipientes poco profundos conocidos como copelas.

Como el objetivo principal de la copelación a pequeña escala era analizar y analizar minerales y metales, la materia a analizar debe pesarse cuidadosamente. Los ensayos se realizaron en el horno de copelación o ensayo, el cual debe tener ventanas y fuelle para comprobar que el aire oxida el plomo , así como estar seguro y preparado para retirar la copa cuando finalice el proceso. Se debe agregar plomo puro a la materia que se está probando para garantizar una mayor separación de las impurezas. Después de que el litargo ha sido absorbido por la copa, se formaron botones de plata y se colocaron en el medio de la copa. Si la aleación también contenía una cierta cantidad de oro, se asentaba con la plata y ambos debían separarse mediante una partición .

Cupels

Moldes de latón para hacer copas

La herramienta principal para la copelación a pequeña escala fue la copela. Los Cupels se fabricaron de forma muy cuidada. Solían ser pequeños vasos con forma de cono truncado invertido, hechos de cenizas de huesos. Según Georg Agricola , el mejor material se obtuvo a partir de astas de ciervo quemadas, aunque las espinas de pescado también podrían funcionar. Las cenizas deben triturarse hasta obtener un polvo fino y homogéneo y mezclarse con una sustancia pegajosa para moldear las copas. Los moldes estaban hechos de cobre sin fondo para poder quitar las copas. Se hizo una depresión poco profunda en el centro de la copa con un mortero redondeado. Los tamaños de las copas dependen de la cantidad de material que se va a analizar. Esta misma forma se ha mantenido hasta el presente.

Tanto las investigaciones arqueológicas como el análisis arqueometalúrgico y los textos escritos del Renacimiento han demostrado la existencia de diferentes materiales para su fabricación; también podrían hacerse con mezclas de huesos y cenizas de madera, de mala calidad, o moldearse con una mezcla de este tipo en el fondo con una capa superior de cenizas de huesos. Las diferentes recetas dependen de la experiencia del ensayador o del propósito especial para el que fueron elaboradas (ensayos de acuñación , joyería, pruebas de pureza de material reciclado o monedas). La evidencia arqueológica muestra que en los inicios de las copelaciones a pequeña escala, se utilizaron tiestos o copas de arcilla.

Historia

El primer uso conocido de la plata fue en el Cercano Oriente en Anatolia y Mesopotamia durante el cuarto y tercer milenio antes de Cristo, la Edad del Bronce Temprano . Los hallazgos arqueológicos de objetos de plata y plomo junto con piezas de litargirio y escoria se han estudiado en una variedad de sitios. Aunque esto se ha interpretado como la extracción de plata de los minerales de plomo, también se ha sugerido que se agregó plomo para recolectar plata de los minerales de plata visibles incrustados en la roca huésped. En ambos casos, la plata se recuperaría del metal de plomo mediante copelación.

Durante la siguiente Edad del Hierro , la copelación se realizó fusionando los metales degradados con un excedente de plomo, el lingote o producto resultante de esta fusión se calentó luego en un horno de copelación para separar los metales nobles. Minas como Rio Tinto , cerca de Huelva en España , comenzaron a ser un importante sitio político y económico para muchas personas alrededor del mar Mediterráneo , así como Laurion en Grecia . Alrededor del 500 a. C., el control de las minas de Laurion le dio a Atenas ventaja política y poder en el Mediterráneo para que pudieran derrotar a los persas .

Durante la época romana , el imperio necesitaba grandes cantidades de plomo para sostener a la civilización romana en un gran territorio; buscaron minas abiertas de plomo y plata en cualquier área que conquistaran. La acuñación de plata se convirtió en el medio de intercambio normalizado, por lo que la producción de plata y el control de las minas dieron poder económico y político. En la época romana, valía la pena extraer minerales de plomo si su contenido de plata era del 0,01% o más.

Se desconoce el origen del uso de la copelación para el análisis. Una de las primeras referencias escritas a las copas es Theophilus Divers Ars en el siglo XII d.C. El proceso luego cambió poco hasta el siglo XVI.

La copelación a pequeña escala puede considerarse el ensayo de fuego más importante desarrollado en la historia, y quizás el origen del análisis químico. La mayor parte de la evidencia escrita proviene del Renacimiento en el siglo XVI. Vannoccio Biringuccio , Georg Agricola y Lazarus Ercker , entre otros, escribieron sobre el arte de extraer y probar los minerales, así como descripciones detalladas de la copelación. Sus descripciones y suposiciones se han identificado dentro de diversos hallazgos arqueológicos a lo largo de la Europa medieval y renacentista. Para entonces, la cantidad de ensayos de fuego aumentó considerablemente, principalmente debido a las pruebas de los minerales en las minas con el fin de identificar la disponibilidad de su explotación. Un uso principal de la copelación estaba relacionado con las actividades de acuñación, y también se usaba para probar joyas. Desde el Renacimiento, la copelación se convirtió en un método de análisis estandarizado que ha cambiado muy poco, demostrando su eficacia. Su desarrollo ciertamente tocó las esferas de la economía, la política, la guerra y el poder en la antigüedad.

Nuevo mundo

La enorme cantidad de adornos de plata prehispánicos conocidos especialmente en Perú , Bolivia y Ecuador plantea la cuestión de si las civilizaciones prehispánicas obtuvieron la materia prima de minerales nativos o de minerales de plomo argentífero. Aunque la plata nativa puede estar disponible en Estados Unidos , es tan rara como en el Viejo Mundo . De los textos coloniales se sabe que las minas de plata fueron abiertas en la época colonial por los españoles desde México hasta Argentina , siendo las principales las de Tasco, México y Potosí en Bolivia.

Una especie de altos hornos llamados huayrachinas fueron descritos en los textos coloniales, como hornos de tecnología nativa utilizados en Perú y Bolivia para fundir los minerales que provienen de las minas de plata propiedad de los españoles. Aunque no es concluyente, se cree que este tipo de hornos pudo haber sido utilizado antes de la conquista española. El trabajo etnoarqueológico y arqueológico en el municipio de Porco , Potosí , Bolivia , ha sugerido el uso preeuropeo de las huayrachinas.

No hay relatos arqueológicos específicos sobre la fundición o minería de plata en los Andes antes de los Incas . Sin embargo, se han encontrado artefactos de plata y plomo en el altiplano central peruano que datan de los períodos preinca e inca. A partir de la presencia de plomo en los artefactos de plata, los arqueólogos sugieren que pudo haber ocurrido una copelación allí.

Ver también

Referencias

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enlaces externos