O aparecimento da metalurgia está ligado à descoberta da fusão e moldagem do
metal em uso, o cobre, e à redução de seus óxidos, carbonatos e sulfetos,
encontrados em minérios.
Os óxidos e carbonatos, (cuprita: Cu2O, malaquita: CuCO3.Cu(OH)2, azurita:
2CuCO3.Cu(OH)2), são facilmente reduzidos com carvão vegetal produzindo o metal
puro.
Os sulfetos, (chalcopirita: CuFeS2, chalcocita : Cu2S, bornita: Cu3 FeS3,
covelita: CuS), embora mais difíceis de serem reduzidos, continham como impureza
outros metais, (ferro, arsênico, antimônio, bismuto), mas eram muito utilisados.
Estes minérios eram encontrados em minas e depósitos que se espalhavam por
extensas regiões da Europa e da Ásia .
Esta descoberta ocorreu entre 3.500 e 3.000 a.C. e só foi possível com a
invenção e desenvolvimento de fornos, cadinhos e foles feitos de couro, que
permitiam atingir a temperatura de fusão dos metais em uso (cobre:1083ºC,
ouro:1063ºC).
Os primeiros fornos eram pequenos com cêrca de 30 cm de diâmetro.
No seu interior o ferreiro colocava camadas alternadas de carvão e minério.
Sob aquecimento ocorria a reação química e o metal liberado se solidificava
misturado com a ganga e as cinzas.
Os lingotes produzidos tinham entre 20 a 25 cm de comprimento e 4 cm de
espessura mas suficientes para a produção de pequenos objetos.
Prata e chumbo são encontrados nas excavações feitas no Egito, no perído
pre-dinástico (2.500 a.C.-3.000 a.C.) e na Mesopotâmia, no período Uruk III
(3.000 a.C.) e nas cidades de Ur e Lagash.
Estes metais aparecem juntos porque eram obtidos a partir do mesmo minério, a
galena, de ocurrência frequente e muitas vezes associada a minérios de cobre.
As minas principais se encontravam nas regiões montanhosas da Armênia, nas
terras dos Hititas.
Os reis de cidades mesopotâmicas e assírias faziam expedições constantes de
mercadores à Asia Menor para comprar prata e chumbo que eram vendidos em
lingotes e transportados em recipientes fechados para evitar pilhagem.
A produção de prata expandiu-se, posteriormente, para regiões gregas e para a
Europa.
A galena no Egito foi muito usada como cosmético, para pintura dos olhos.
A produção de prata e chumbo suscitou o aparecimento das técnicas de redução de
minérios sulfíticos e o uso da copelação.
Na redução da galena faz-se previamente o cozimento para a desulfurização
parcial e depois a redução do oxido de chumbo (litargírio).
Um fôrno aberto simples era usado.
Camadas alternadas de minério e carvão eram aquecidas e ar soprado no fôrno por
meio de foles.
Algum enxofre era eliminado como óxido ficando um resíduo de galena e sulfato de
chumbo.
Num momento adequado deste processo a temperatura era aumentada afim de que o
litargírio, a galena e o sulfato de chumbo reagissem produzindo chumbo que se
acumulava no fundo do fôrno.
O restante de enxofre saía como dióxido.
Obtinha-se uma liga de chumbo e prata com impurezas de antimônio, cobre,
arsênico e estanho.
A prata era separada por copelação: a liga de prata e chumbo obtida era fundida
em um cadinho de barro poroso .
Passava-se uma corrente de ar para oxidar o chumbo e os outros metais.
O litargírio formado, em estado de fusão, contém os óxidos dos metais de
impurezas e era parcialmente eliminado da mistura com um jato forte de ar.
Outra parte penetrava nos poros do cadinho.
Ao resfriar-se o cadinho a prata pura formava uma massa sólida no fundo do
mesmo.
O cobre e o chumbo, sob forma de pêsos e pequenas barras, eram usados como
moedas nas trocas comerciais.
Mais tarde foram substituidos pelo ouro e pela prata que estavam associados numa
relação de prata:ouro de 1:8 e durante muito tempo 1:10.
O cobre forma ligas com o estanho, chumbo, antimônio e o arsênico.
A liga mais comum é a com estanho, chamada comumente de bronze.
Esta liga começou a ser utilizada por volta de 3.000 a.C. e foi obtida
provavelmente fundindo-se minérios de cobre e estanho.
O estanho é encontrado na cassiterita, minério que contém óxido de estanho,
SnO2.
A redução deste minério para produzir estanho puro tornou-se conhecida mais
tarde, entre 3.000 e 2.000 a.C., quando bronze com diferentes proporções de
estanho passou a ser produzido.
Neste período o bronze passou a ser usado mais intensamente na produção de
objetos por ser melhor do que o cobre puro.
Eram fabricadas armas, espelhos, estátuas, machados e objetos caseiros.
Comparado ao cobre o bronze é mais duro, mais tenaz e é melhor para ser moldado.
À medida que se aperfeiçoava a obtençào dos metais pela descoberta de processos
rudimentares de tecnologia os objetos de pedra eram substituidos ou copiados
(forjados ou moldados).
Este processo de substituição foi, entretanto, muito lento.
Ainda em 2.000 a.C. no Egito e 1.500 a.C no Egeu e depois do final da idade do
Bronze (início da idade do Ferro,1.200 a.C.), na Europa, muitos objetos de pedra
ainda eram usados.
A redução dos sulfetos de cobre que se passa a temperaturas mais elevadas era
feita em fornos colocando-se camadas alternadas de minério (chalcopirita,
CuFeS2) e carvão.
O processo é mais complicado do que o que usava carbonatos.
Era necessário recozer primeiro o minério para eliminar excesso de enxofre e
óxidos voláteis de impurezas (arsênico,bismuto, antimônio) .
Depois fundí-lo com o carvão e sob ar soprado, para oxidar parcialmente o
sulfeto cuproso fundido, obtendo-se óxido cuproso.
Este reagia com o sulfeto cuproso remanescente formando cobre e dióxido de
enxofre.
O cobre com pureza de 95% era então separado da ganga.
O chumbo e a prata sempre estiveram associados porque ambos eram obtidos a
partir do mesmo minério, a galena.
A desulfurização da galena por recozimento produz o litargírio que é um oxido de
chumbo.
Há produção de sulfato de chumbo e alguma galena permanece na mistura.
Quando sai uma quantidade adequada de enxôfre a temperatura é elevada e a
galena, o litargírio e o sulfato reagem produzindo o chumbo que se acumula no
fundo do fôrno.
O excesso de enxôfre é eliminado como dióxido.
O chumbo forma uma liga dura com a prata e contém impurezas como cobre, estanho,
antimônio, ferro (Ezequiel,XXII,19,22).
A prata era separada por copelação e o chumbo resultante do processo era
razoavelmente puro.
O chumbo e o antimônio eram usados para facilitar a moldagem do cobre na
fabricação de objetos.
.
O ferro não meteorítico é encontrado como magnetita (Fe3 O4 ), hematita (Fe2 O3
), ocre (Fe2 O3 hidratado) e siderita (FeCO3 ).
Estes minérios eram encontrados em abundância no Egito, na Asia Menor, nas
montanhas do Cáucaso, na Armênia e em outros lugares.
Apesar disto o ferro só começou a ser obtido regularmente e usado muito tempo
depois do cobre (1.200 a.C.).
Isto talvez tenha ocorrido devido à alta temperatura de fusão do ferro (1535ºC).
A redução destes minérios nos fornos utilizados para obter bronze fornecia uma
massa esponjosa cheia de buracos e sem aparência metálica.
A ganga podia conter algum ferro reduzido sob a forma de nódulos duros que
podiam ser separados pelos ferreiros.
O ferro obtido tinha um pouco de ganga, pouco carbono, era duro mas quebradiço.
Entretanto era maleável ao rubro e podia sob a ação de martelos tomar uma forma
desejada.
A quantidade obtida era pequena e muito usada para fabricar ornamentos.
O domínio da técnica de produção do ferro inaugurou, mais tarde, o que se
denomina de Idade do Ferro (1200 a.C.-50 a.C.).
Os primeiros objetos feitos de ferro imitavam os de bronze e ferro e bronze eram
usados juntos em muitos objetos.
Havia grandes centros que trabalhavam com ferro como o de Doliche, uma cidade no
norte da Síria.
Cêrca de 800 a.C. a tecnologia do ferro já tinha atingido seu apogeu.
Muitas cidades e reinos importavam ferro que era revendido ou distribuido aos
ferreiros para fabricação de armas e outros objetos.
Os ferreiros, pela sua importância na comunidade, ganharam muito prestígio e em
tôrno de suas atividades há inúmeras legendas na literatura antiga ( Vulcano,
ferreiro e deus do fogo , na mitologia grega).
As propriedades do ferro podem ser alteradas pela quantidade de carbono que
contém.
O ferro maleável contém muito pouco carbono mas o ferro fundido contendo entre
1.5 e 5 por cento de carbono é duro e quebradiço.
Se a quantidade de carbono fôr menor do que 1.5 por cento e maior do que 0.15,
temos o que se denomina de aço.
Foi inventado na Armênia pelos Cálibes, povo subjugado pelos Hititas, cêrca de
1.400 a.C..
Com a queda dos Hititas (1.200 a.C.) os ferreiros migraram e espalharam o
conhecimento pelo Iran, Palestina,Siria e Grécia.
Mais tarde atingiu o sul da Itália e o resto da Europa.
Minas de ouro eram encontradas na Asia Menor, Persia, India ,Arabia e no Egito,
no deserto da Núbia.
Esta região era muito rica de ouro (Núbia significa "terra do ouro").
Este metal ocorria como incrustações no quartzo ou em depósitos aluviais de onde
era extraido sem dificuldade.
De um modo geral o ouro continha impurezas de prata, ferro e cobre o que lhe
conferia cores diferentes e era muito usado em joalheria.
A purificação do ouro era feito pelo método usado com a prata, copelação:
misturava-se chumbo com o ouro e oxidava-se o chumbo e as impurezas com ar
soprado.
O ouro refinado ficava no fundo do cadinho ou copelo.
Em um outro processo podia-se retirar a prata transformando-a em sulfeto de
prata.
Aquecia-se o ouro impuro com stibnita (Sb2 S3 ) e carvão vegetal.
Obtinha-se sulfeto de prata e esta no final era retirada por copelação.
A obtenção do ouro a partir do amálgama, isto é, da solução do ouro no mercürio,
e a evaporação deste posteriormente, provàlvemente era conhecida neste período.
O teste de pureza consistia em fundir o ouro durante o tempo necessário para
evaporar eventuais impurezas pesando-o novamente no final.
Ou pelo método da pedra de toque (pedra de joalheiro) riscando-a e comparando a
risca com a deixada por ouro puro.
Este processo já era conhecido e usado em 1500 a.C..
Há inúmeras obras de joalheria feitas com ouro, na Babilônia e no Egito, que
atestam o alto grau de perfeição atingido pelos artesãos desta época.
Coloração artificial dos metais e das ligas era obtida com tratamento da
superfície metálica.
Os Egípcios obtinham uma superfície de côr rosa com o ouro aquecendo-o com
traços de ferro
metal em uso, o cobre, e à redução de seus óxidos, carbonatos e sulfetos,
encontrados em minérios.
Os óxidos e carbonatos, (cuprita: Cu2O, malaquita: CuCO3.Cu(OH)2, azurita:
2CuCO3.Cu(OH)2), são facilmente reduzidos com carvão vegetal produzindo o metal
puro.
Os sulfetos, (chalcopirita: CuFeS2, chalcocita : Cu2S, bornita: Cu3 FeS3,
covelita: CuS), embora mais difíceis de serem reduzidos, continham como impureza
outros metais, (ferro, arsênico, antimônio, bismuto), mas eram muito utilisados.
Estes minérios eram encontrados em minas e depósitos que se espalhavam por
extensas regiões da Europa e da Ásia .
Esta descoberta ocorreu entre 3.500 e 3.000 a.C. e só foi possível com a
invenção e desenvolvimento de fornos, cadinhos e foles feitos de couro, que
permitiam atingir a temperatura de fusão dos metais em uso (cobre:1083ºC,
ouro:1063ºC).
Os primeiros fornos eram pequenos com cêrca de 30 cm de diâmetro.
No seu interior o ferreiro colocava camadas alternadas de carvão e minério.
Sob aquecimento ocorria a reação química e o metal liberado se solidificava
misturado com a ganga e as cinzas.
Os lingotes produzidos tinham entre 20 a 25 cm de comprimento e 4 cm de
espessura mas suficientes para a produção de pequenos objetos.
Prata e chumbo são encontrados nas excavações feitas no Egito, no perído
pre-dinástico (2.500 a.C.-3.000 a.C.) e na Mesopotâmia, no período Uruk III
(3.000 a.C.) e nas cidades de Ur e Lagash.
Estes metais aparecem juntos porque eram obtidos a partir do mesmo minério, a
galena, de ocurrência frequente e muitas vezes associada a minérios de cobre.
As minas principais se encontravam nas regiões montanhosas da Armênia, nas
terras dos Hititas.
Os reis de cidades mesopotâmicas e assírias faziam expedições constantes de
mercadores à Asia Menor para comprar prata e chumbo que eram vendidos em
lingotes e transportados em recipientes fechados para evitar pilhagem.
A produção de prata expandiu-se, posteriormente, para regiões gregas e para a
Europa.
A galena no Egito foi muito usada como cosmético, para pintura dos olhos.
A produção de prata e chumbo suscitou o aparecimento das técnicas de redução de
minérios sulfíticos e o uso da copelação.
Na redução da galena faz-se previamente o cozimento para a desulfurização
parcial e depois a redução do oxido de chumbo (litargírio).
Um fôrno aberto simples era usado.
Camadas alternadas de minério e carvão eram aquecidas e ar soprado no fôrno por
meio de foles.
Algum enxofre era eliminado como óxido ficando um resíduo de galena e sulfato de
chumbo.
Num momento adequado deste processo a temperatura era aumentada afim de que o
litargírio, a galena e o sulfato de chumbo reagissem produzindo chumbo que se
acumulava no fundo do fôrno.
O restante de enxofre saía como dióxido.
Obtinha-se uma liga de chumbo e prata com impurezas de antimônio, cobre,
arsênico e estanho.
A prata era separada por copelação: a liga de prata e chumbo obtida era fundida
em um cadinho de barro poroso .
Passava-se uma corrente de ar para oxidar o chumbo e os outros metais.
O litargírio formado, em estado de fusão, contém os óxidos dos metais de
impurezas e era parcialmente eliminado da mistura com um jato forte de ar.
Outra parte penetrava nos poros do cadinho.
Ao resfriar-se o cadinho a prata pura formava uma massa sólida no fundo do
mesmo.
O cobre e o chumbo, sob forma de pêsos e pequenas barras, eram usados como
moedas nas trocas comerciais.
Mais tarde foram substituidos pelo ouro e pela prata que estavam associados numa
relação de prata:ouro de 1:8 e durante muito tempo 1:10.
O cobre forma ligas com o estanho, chumbo, antimônio e o arsênico.
A liga mais comum é a com estanho, chamada comumente de bronze.
Esta liga começou a ser utilizada por volta de 3.000 a.C. e foi obtida
provavelmente fundindo-se minérios de cobre e estanho.
O estanho é encontrado na cassiterita, minério que contém óxido de estanho,
SnO2.
A redução deste minério para produzir estanho puro tornou-se conhecida mais
tarde, entre 3.000 e 2.000 a.C., quando bronze com diferentes proporções de
estanho passou a ser produzido.
Neste período o bronze passou a ser usado mais intensamente na produção de
objetos por ser melhor do que o cobre puro.
Eram fabricadas armas, espelhos, estátuas, machados e objetos caseiros.
Comparado ao cobre o bronze é mais duro, mais tenaz e é melhor para ser moldado.
À medida que se aperfeiçoava a obtençào dos metais pela descoberta de processos
rudimentares de tecnologia os objetos de pedra eram substituidos ou copiados
(forjados ou moldados).
Este processo de substituição foi, entretanto, muito lento.
Ainda em 2.000 a.C. no Egito e 1.500 a.C no Egeu e depois do final da idade do
Bronze (início da idade do Ferro,1.200 a.C.), na Europa, muitos objetos de pedra
ainda eram usados.
A redução dos sulfetos de cobre que se passa a temperaturas mais elevadas era
feita em fornos colocando-se camadas alternadas de minério (chalcopirita,
CuFeS2) e carvão.
O processo é mais complicado do que o que usava carbonatos.
Era necessário recozer primeiro o minério para eliminar excesso de enxofre e
óxidos voláteis de impurezas (arsênico,bismuto, antimônio) .
Depois fundí-lo com o carvão e sob ar soprado, para oxidar parcialmente o
sulfeto cuproso fundido, obtendo-se óxido cuproso.
Este reagia com o sulfeto cuproso remanescente formando cobre e dióxido de
enxofre.
O cobre com pureza de 95% era então separado da ganga.
O chumbo e a prata sempre estiveram associados porque ambos eram obtidos a
partir do mesmo minério, a galena.
A desulfurização da galena por recozimento produz o litargírio que é um oxido de
chumbo.
Há produção de sulfato de chumbo e alguma galena permanece na mistura.
Quando sai uma quantidade adequada de enxôfre a temperatura é elevada e a
galena, o litargírio e o sulfato reagem produzindo o chumbo que se acumula no
fundo do fôrno.
O excesso de enxôfre é eliminado como dióxido.
O chumbo forma uma liga dura com a prata e contém impurezas como cobre, estanho,
antimônio, ferro (Ezequiel,XXII,19,22).
A prata era separada por copelação e o chumbo resultante do processo era
razoavelmente puro.
O chumbo e o antimônio eram usados para facilitar a moldagem do cobre na
fabricação de objetos.
.
O ferro não meteorítico é encontrado como magnetita (Fe3 O4 ), hematita (Fe2 O3
), ocre (Fe2 O3 hidratado) e siderita (FeCO3 ).
Estes minérios eram encontrados em abundância no Egito, na Asia Menor, nas
montanhas do Cáucaso, na Armênia e em outros lugares.
Apesar disto o ferro só começou a ser obtido regularmente e usado muito tempo
depois do cobre (1.200 a.C.).
Isto talvez tenha ocorrido devido à alta temperatura de fusão do ferro (1535ºC).
A redução destes minérios nos fornos utilizados para obter bronze fornecia uma
massa esponjosa cheia de buracos e sem aparência metálica.
A ganga podia conter algum ferro reduzido sob a forma de nódulos duros que
podiam ser separados pelos ferreiros.
O ferro obtido tinha um pouco de ganga, pouco carbono, era duro mas quebradiço.
Entretanto era maleável ao rubro e podia sob a ação de martelos tomar uma forma
desejada.
A quantidade obtida era pequena e muito usada para fabricar ornamentos.
O domínio da técnica de produção do ferro inaugurou, mais tarde, o que se
denomina de Idade do Ferro (1200 a.C.-50 a.C.).
Os primeiros objetos feitos de ferro imitavam os de bronze e ferro e bronze eram
usados juntos em muitos objetos.
Havia grandes centros que trabalhavam com ferro como o de Doliche, uma cidade no
norte da Síria.
Cêrca de 800 a.C. a tecnologia do ferro já tinha atingido seu apogeu.
Muitas cidades e reinos importavam ferro que era revendido ou distribuido aos
ferreiros para fabricação de armas e outros objetos.
Os ferreiros, pela sua importância na comunidade, ganharam muito prestígio e em
tôrno de suas atividades há inúmeras legendas na literatura antiga ( Vulcano,
ferreiro e deus do fogo , na mitologia grega).
As propriedades do ferro podem ser alteradas pela quantidade de carbono que
contém.
O ferro maleável contém muito pouco carbono mas o ferro fundido contendo entre
1.5 e 5 por cento de carbono é duro e quebradiço.
Se a quantidade de carbono fôr menor do que 1.5 por cento e maior do que 0.15,
temos o que se denomina de aço.
Foi inventado na Armênia pelos Cálibes, povo subjugado pelos Hititas, cêrca de
1.400 a.C..
Com a queda dos Hititas (1.200 a.C.) os ferreiros migraram e espalharam o
conhecimento pelo Iran, Palestina,Siria e Grécia.
Mais tarde atingiu o sul da Itália e o resto da Europa.
Minas de ouro eram encontradas na Asia Menor, Persia, India ,Arabia e no Egito,
no deserto da Núbia.
Esta região era muito rica de ouro (Núbia significa "terra do ouro").
Este metal ocorria como incrustações no quartzo ou em depósitos aluviais de onde
era extraido sem dificuldade.
De um modo geral o ouro continha impurezas de prata, ferro e cobre o que lhe
conferia cores diferentes e era muito usado em joalheria.
A purificação do ouro era feito pelo método usado com a prata, copelação:
misturava-se chumbo com o ouro e oxidava-se o chumbo e as impurezas com ar
soprado.
O ouro refinado ficava no fundo do cadinho ou copelo.
Em um outro processo podia-se retirar a prata transformando-a em sulfeto de
prata.
Aquecia-se o ouro impuro com stibnita (Sb2 S3 ) e carvão vegetal.
Obtinha-se sulfeto de prata e esta no final era retirada por copelação.
A obtenção do ouro a partir do amálgama, isto é, da solução do ouro no mercürio,
e a evaporação deste posteriormente, provàlvemente era conhecida neste período.
O teste de pureza consistia em fundir o ouro durante o tempo necessário para
evaporar eventuais impurezas pesando-o novamente no final.
Ou pelo método da pedra de toque (pedra de joalheiro) riscando-a e comparando a
risca com a deixada por ouro puro.
Este processo já era conhecido e usado em 1500 a.C..
Há inúmeras obras de joalheria feitas com ouro, na Babilônia e no Egito, que
atestam o alto grau de perfeição atingido pelos artesãos desta época.
Coloração artificial dos metais e das ligas era obtida com tratamento da
superfície metálica.
Os Egípcios obtinham uma superfície de côr rosa com o ouro aquecendo-o com
traços de ferro