Металлы в свободном состоянии получают из имеющихся в верхнем слое земной коры их природных соединений. Такие природные соединения (окиси, сульфаты, карбонаты и др.), из которых целесообразно и выгодно получать металлы в свободном состоянии, называются рудами. Только немногие металлы встречаются в природе в свободном состоянии (ртуть, олово, медь, серебро, золото, платина). И это – самородные металлы. В частности, золото и платина добываются путем или механического отделения от той породы, в которой они заключены, или путем растворения и последующего извлечения из растворов. Все другие металлы добываются из руд, что является задачей одной из наиболее древних отраслей химии – металлургии.

Начало получения металла из руд относится к концу неолита (т.е. ко второму тысячелетию до н.э.). К примеру, самые древние следы выплавки меди датируются археологами 7-6-м тыс. до н.э. Но еще раньше человек познакомился с самородными металлами золотом, серебром, медью, а затем и с метеоритным железом.

Овладение искусством выплавки меди из окисленных медных руд с применением древесного угля и придания ей нужной формы литьем в 5-4-м тыс. до н. э. привело к быстрому росту ее производства и расширению сфер использования. Этот период развития цивилизации археологи называют МЕДНЫМ ВЕКОМ, и кстати, центром металлургии меди в то время был древний Египет. Но уже, к середине 2-го тыс. до н. э. освоение отмечается на Ближнем Востоке. В Центральной Европе получения меди из гораздо более распространенных в природе сульфидных руд с применением предварительного обжига руды на воздухе и рафинирования меди путем повторного плавления с различными флюсами. Таким образом, в течение многовекового периода древнего мира человечество не только накопило многочисленные и различные химико-практические знания, научившись использовать разнообразные вещества и некоторые химические превращения для разных целей, но и создало первоначальные теории о природе веществ, о началах или стихиях. Об их составляющих, выдвинуло важнейшие положения об атомном строении материи и теории о происхождении металлов и минералов и т. п.

Производство металлов со времени становления химии, как науки, базировалось на строгих представлениях о физических и химических закономерностях металлургических процессов. Развитию этого направления способствовали значительные успехи во всех крупных рабовладельческих государствах – Египте, государствах Междуречья, Индии, Китае и государствах Закавказья, а также в Древней Греции. Следует сказать, что при получении металлов из руд ремесленники стран древнего мира пользовались весьма примитивными горнами с дутьем. Их достижения – результат многовекового опыта и навыков, передававшихся из поколения в поколение. Едва ли при этом они имели какие-либо сведения о химической стороне осуществлявшихся ими превращений. Однако мастерство древних металлургов не может не вызвать удивления даже у современных специалистов. Некоторые приемы металлургов древности до сих пор недостаточно понятны и специально изучаются. Исследуются также и способы обработки металлов, например окраска золота в различные цвета, широко распространенная в Древнем Египте.

Конечно, ремесленники и химики-практики древнего мира накопили в течение веков большой технический опыт. Практические знания и производственный опыт в области металлургии и фармации оказали особенно большое влияние на дальнейшее развитие химических знании. Можно утверждать, что именно металлургия и фармация, зародившиеся на заре культурного развития человечества и получившие большое развитие в древности, и являются основой дальнейшего развития химии.

Так, в странах древней Европы знали только этот минерал – СУРЬМЯНЫЙ БЛЕСК. В середине века из него научились выплавлять королек сурьмы, который считали полуметаллом. Крупнейший металлург средневековья Агрикола (1494-1555) писал: «Если путем сплавления определенная порция сурьмы прибавляется к свинцу, получается типографский сплав, из которого изготовляется шрифт, применяемый теми, Kтo печатает книги. Таким образом, одному из главных нынешних применений элемента № 51 много веков.

История не сохранила имени древнего металлурга, первым получившего РТУТЬ, это было слишком давно, за много веков до нашей эры. Известно только, что в Древнем Египте металлическую ртуть и ее главный минерал, киноварь, использовали еще в III тысячелетии до н. э. Индусы узнали ртуть во II—I вв. до н. э. У древних китайцев киноварь пользовалась особой славой, и не только как краска, но и как лекарственное средство. Ртуть я киноварь упоминаются в Естественной истории Плиния Старшего, а значит, о них знали и римляне. Плиний свидетельствует также, что римляне умели превращать киноварь в ртуть

ОЛОВО. В доисторическую эпоху, названную бронзовым веком, бронза как мы знаем, применялась для изготовления различной домашней утвари, предметов украшения, оружия и т. д. Не совсем ясен, однако, вопрос о металлургии олова у древних. В бронзовый век металлическое олово не применялось, и тем не менее оно было необходимо для получения бронзы путем сплавления с медью. Поэтому остается только предположить, что в доисторическую эпоху удавалось случайно получить металл более легкоплавкий и лучше поддающийся обработке путем сплавления меди с минералами, содержащими олово. Таким образом, медь была известна ранее олова, металлургия которого более сложна. Тот вывод, что бронза была известна раньше, чем олово, не проясняет, однако, многие другие-проблемы, связанные с античностью.

НИКЕЛЬ оказался самым перспективным металлом для изготовления химической аппаратуры, которая должна выдерживать разъедающее действие горячих щелочей, фтора, расплавленных солей и т. д. Химическая пассивность никеля при нагревании позволила использовать его в ракетной технике. Более трех четвертей получаемого никеля расходуется электровакуумной техникой. Промышленность применяет несколько тысяч видов его сплавов. К примеру, с медью никель смешивается в любых пропорциях. Прекрасны механические свойства медно-никелевых сплавов, известных еще древним металлургам. Никель обладает интересным отбеливающим свойством 20% никеля в сплаве полностью гасят красный цвет меди. Сплав нейзильбер (сплав меди, никеля и 20% цинка) и родственный ему сплав мельхиор (нет цинка, но присутствует 1% марганца) применяют как в инженерных, так и в декоративных целях. Другой сплав меди (28-30%) и никеля (60-70%) нашел широкое применение в химическом машиностроении. Хорошо известны конструкционные никелевые и нержавеющие хромоникелевые стали. Инконель (сплав никеля, хрома с добавкой титана и других элементов) стал одним из главных материалов ракетной техники. Нихром (15% Сг и 60% Ni) широко используется в электронагревательных приборах. Большое количество никеля используется для никелирования.

Оружейников древности и даже средневековья прочностные характеристики МЕДИ вполне устраивали. Во-первых, нагрузка, которую испытывал щит при ударе копьем или секирой, куда меньше пробивной силы винтовочного выстрела. Во-вторых, у древних металлургов не было другого материала, прочного, как медь, и доступного, как медь. Не случайно античный бог-кузнец Гефест выковал непобедимому Ахиллесу медный щит. Именно медный.

Получившие развитие иатрохимия, металлургия, процессы крашендя, изготовление глазурей и т. д., усовершенствование химической аппаратуры – все это способствовало превращению эксперимента в главный критерий истинности теоретических положений. На первый план в мышлении ученых стало выходить не мистическое, а реальное. А осмысление этого реального было невозможно в рамках освященной многовековой традицией алхимии, основанной на преимущественно мистических представлениях. Семена, принципы, начала, эликсир, медикамент – все это было далеко от реальных процессов золочения, получения металлов из руд, окрашивания тканей, изготовления вина и пива, лечения болей в желудке кислыми или щелочными препаратами и т. д. Но практика не могла развиваться без теоретических представлений, которые должны были не только объяснять, но и предсказывать свойства веществ и условия проведения химических процессов. Поскольку от учения о началах исследователи отказались, их взгляды обратились к материалистическим представлениям древних о строении материи – к атомизму.

По материалам http://chem21.info/info

При использовании информации ссылка на информационно-аналитический портал недропользования Казахстана (www.infonedra.kz) обязательна