انسان‌های قدیم فلزات را چگونه استخراج می‌کردند؟

تولید آلیاژهای فلزی، مانند آلیاژهای موجود در تلفن های همراه و فضاپیماها، سابقه طولانی دارد. قدمت آنها به عصر برنز باز می گردد، زمانی که مردم شروع به مخلوط کردن فلزات کردند.

به گزارش سرگرمی روز، استخراج و فرآوری فلزات این روزها به صنعت بزرگی تبدیل شده است، اما اولین افرادی که به این مواد براق دست یافتند، این کار را با استفاده از ابزار سنگی و آتش های معمولی انجام دادند.

در ابتدا، تنها فلزاتی که در دسترس اجداد ماقبل تاریخ بود، فلزاتی بودند که قبلاً در طبیعت به شکل طبیعی خود وجود داشتند، به این معنی که می‌توان آن‌ها را به‌عنوان قطعات واقعی یافت نه اینکه با عناصر دیگر در سنگ‌ها مخلوط شوند. به این ترتیب آنها نیازی به استخراج ندارند و می توان آنها را در رودخانه ها یا با کمی حفاری به دست آورد.

بنابراین، قدیمی ترین مصنوعات مسی شناخته شده حدود 8000 سال قدمت دارند، اما اشیاء طلا چندین هزار سال بعد ظاهر می شوند. در این برهه از تاریخ، فناوری مورد نیاز برای استخراج آهن از زمین هنوز در دسترس نبود، اگرچه باید گفت که مصریان باستان قادر بودند از آهن شهاب سنگ برای ساختن اشیاء مختلف مانند تیغه های مقبره توت عنخ آمون استفاده کنند. .

گذار از عصر حجر به عصر مس

همه چیز از حدود 5 هزار سال پیش آغاز شد و پس از آن، به لطف ظهور ذوب فلز، مردم از عصر حجر وارد عصر مس شدند. این فرآیند شامل حرارت دادن سنگ مس در بوته ها (ظروف سنگی یا سرامیکی برای جداسازی فلز از ناخالصی های آن) است.

اگرچه هیچ سوابق یا مدرکی مبنی بر چگونگی دستیابی مردم به این دانش و توانایی وجود ندارد، اما به احتمال زیاد برخی از افراد خلاق در دوران باستان می توانستند ایده دمیدن هوا با چوب یا نی را برای بالا بردن دمای کوره به وجود آورند. نقطه ذوب برای ایجاد یک کار توخالی.

آهنگران آن زمان که احتمالاً از روند واقعی بی اطلاع بودند، هوا را به این میله های توخالی دمیدند و باعث شدند کربن موجود در چوب با اکسیژن موجود در سنگ معدن واکنش داده و آن را به دی اکسید کربن و مس موجود در سنگ معدن از آن جدا شود.

با این حال، مس فلز خوبی برای کار بود و ابزارها و سلاح های جدیدی را که بسیار برتر از همتایان سنگی خود بودند، امکان پذیر می کرد. مهمتر از همه، در هنگام ضربه زدن با چکش سخت می شود و حتی می توان آن را ذوب کرد و در قالب ریخت تا اجسام یکنواخت بسازد.

به عصر برنز خوش آمدید

از طرف دیگر، مس را می توان با مخلوط کردن آن با قلع برای ایجاد آلیاژی به نام برنز بهبود بخشید. چکش این آلیاژ نه تنها سخت تر از مس خالص بود، بلکه در دمای بسیار پایین تری ذوب شد و فرآیند ریخته گری را بسیار آسان تر کرد.

استفاده گسترده از این آلیاژ در حدود 3000 سال قبل از میلاد آغاز عصر برنز بود، دوره ای که در آن مردم روی و سایر فلزات را به برنز اضافه کردند تا انبوهی از آلیاژهای جدید ایجاد کنند. این فرآیند هنوز متوقف نشده است و همچنان منجر به ایجاد آلیاژهای جدید با طیف گسترده ای از کاربردهای آینده نگر می شود.

درست مانند این آلیاژهای مدرن که به انسان مدرن کمک می کند به عصر فضا نزدیک شود، پیشرفت های تکنولوژیکی عصر برنز باعث ایجاد تمدن های قدرتمند در جهان باستان شد.

ذوب برنز آسانتر بود، پس چرا وارد عصر آهن شویم؟

با این حال، زمانی که مردم فهمیدند چگونه می‌توانند آهن را از سنگ‌ها استخراج کنند و مواد مفیدتری تولید کنند، این عصر نمادین در نهایت به پایان رسید و بشریت وارد عصر آهن شد.

کوره های باستانی در اصل آنقدر بلند نبودند که آهن را ذوب کنند. بنابراین آهنگران اول باید به «آهن فرفورژه» بسنده می کردند که از جداسازی مواد زائد تولید شده در هنگام ذوب سنگ آهن به دست می آوردند.

بعدها، در حدود 300 سال قبل از میلاد، فلزکاران چینی مشعلی اختراع کردند که از آن برای روشن کردن آتش به اندازه کافی داغ برای ذوب آهن استفاده می کردند.

جالب اینجاست که آهن در واقع به سختی برنز نیست و اشیاء ساخته شده از فلز آهنی نسبت به آلیاژهای قبلی خود کیفیت پایین تری دارند.

با این حال، تولید آهن بسیار ارزان‌تر از برنز است – عمدتاً به این دلیل که از قلع رایج‌تر است و بعدها برای ساخت فولاد مورد استفاده قرار گرفت و به یکی از مهم‌ترین مواد عصر مدرن تبدیل شد.