COMUNICAZIONE del 25 giugno 2010:

Estrazione

di rame metallico

 da calcopirite

                Il 23 novembre 2009, fondendo minerale di rame, cioè calcopirite, il Gruppo ARCA ha prodotto il primo piccolo massello di metallo (Fig.1); ciò fa seguito ad anni di esperimenti nel campo dell’archeometallurgia, anni finalizzati a ripercorrere e quindi a riproporre un procedimento e uno strumentario plausibilmente simili a quelli che, nell’età del Rame/Primo Bronzo, conducevano all’estrazione di rame a partire da soli solfuri metallici *.

                Nella lunga serie di esperimenti, guidati dal semplice criterio della ‘prova ed errore’, da alcune conoscenze ricavate da testi cinque/seicenteschi di metallurgia e da nozioni elementari di chimica di base, si è in noi decantata e consolidata la convinzione che all’epoca l’apparato fusorio utilizzato potesse consistere in un semplice crogiolo posto sul fuoco e da uno o più ugelli che vi insufflavano l’aria dei mantici**:  probabilmente, all’epoca, un apparato similare  era stato concepito e utilizzato dai metallurghi per ricavare il metallo non dai solfuri, bensì da minerali più semplici da trattare, e cioè gli ossidi e i carbonati di rame. Nel presente sito web, viene  riportata la descrizione di un esperimento di questo tipo, da noi eseguito nella primavera 2009: invece che sui carbonati, si è però operato su solfato di rame commerciale; il processo si è svolto con una efficienza accettabile: dalla sostanza è stata estratta una quantità di rame corrispondente a circa il 15%  in peso, rispetto al 25 % contenuta e teoricamente ricavabile.

                Qui ed ora viene invece esposto nelle sue linee generali un esperimento di fusione di solfuri di rame (smelting): l’obbiettivo raggiunto è stato perseguito a lungo anche da diversi gruppi di ricerca italiani e stranieri, ma a tutt’oggi, salvo smentite, non ci risulta che i loro esperimenti abbiano conseguito dei risultati pratici, bensì solo teorici. È vero che su alcuni siti web si trovano informazioni riguardanti tentativi ‘riusciti’ ma questi presentano una modalità di esecuzione poco verosimili anche per l’antichità. 

Descriviamo ora il nostro modo di procedere:

Il minerale da noi acquistato sul mercato, cioè calcopirite con contenuto ricco in rame, è stato trattato secondo la sequenza:

1-       macinazione a grana fine con mortaio

2-       arrostimento all’aria

3-       fusione in crogiolo, con carbone di legna

Come necessario complemento si è ottenuta una quantità abbondante di scoria che, accidentalmente, è traboccata allo stato fuso dal crogiolo (tra l’altro la scoria ha assunto una forma artistica, come si può vedere in Fig.2).

Quale evento del tutto inaspettato rispetto alla letteratura esistente sull’argomento, nella procedura seguita non è stata prodotta se non in quantità ridotta, quale stadio intermedio, la cosiddetta metallina o matte, un composto di solfuri semplici (e ossidi) da sottoporre a nuova fusione per giungere al rame nero: quindi, nell’esperimento, contando anche la fase dell’arrostimento iniziale del minerale, si è ricavato metallo con due soli passaggi pirotecnologici.

Si può presumere che la mancanza dello stadio di metallina possa essere imputabile al buon arrostimento del minerale (eseguito senza commistione tra combustibile e minerale); questa fase  richiederà ulteriori approfondimenti e verifiche.

Ora, le necessarie analisi mostreranno se il rame prodotto consista o meno in rame nero, metallo che, per diventare rame puro, necessita della successiva fase di raffinazione. Analisi chimiche verranno eseguite sia sul minerale arrostito, per comprenderne la composizione, che sulla scoria, allo scopo di verificare l’efficienza del processo nell’estrazione del rame e della segregazione del ferro. 

L’esperimento, ripetiamo: rame metallico ottenuto da soli solfuri, va ora riprodotto più volte per consolidare le procedure seguite (soprattutto riguardo alla fase di arrostimento) e per acquisire certezza nella ripetibilità della prova***.

                      Per ora, ARCA ha brindato al primo considerevole risultato conseguito.

*Nell’esperimento sotto descritto la produzione di aria è stata ottenuta con ventilatore elettrico: in futuro    verranno utilizzati mantici a mano

**Non è certamente escluso che successivamente, sempre per l’età del Rame, l’apparato possa essere stato trasformato in una conca in terra rivestita di argilla

***L’ulteriore verifica è avvenuta il 28 febbraio 2010: questo secondo esperimento ha prodotto un rame con caratteristiche analoghe al precedente, cioè colorazione rosata tendente al grigio; il metallo presenta inoltre un leggero magnetismo: è probabile che questi aspetti trovino la loro origine nella  presenza nel minerale di un poco di ematite.                                                                                                                              

 Il Gruppo ARCA

                                             Fig. 1                                                                    Fig. 2

P.S.: SPERIMENTAZIONI CONTROLLATE

Dal 30 giugno al 7 luglio 2010 sono avvenute plurime verifiche riguardanti ulteriori fusioni di minerale di rame (calcopirite); il ‘campo’ sperimentale è stato allestito in valle di san Lucano, in Comune di Taibon Agordino (BL), e ha visto la collaborazione tra il Gruppo ARCA e il Dipartimento di Geoscienze della Università di Padova, nella persona del prof. Gilberto Artioli accompagnato da una equipe di quattro ricercatori (Ivana Angelini, Ilaria Giunti, Paolo Nimis e Anna Addis).

Il materiale utilizzato ed estratto, cioè calcopirite cruda e poi arrostita, scorie, metalline e metallo (rame),  sono in fase di analisi da parte del prof. Artioli e i risultati sono attesi per la tarda primavera 2011. Il complesso dei dati ricavati con le analisi permetterà di strutturare un’ulteriore settimana di sperimentazione, prevista per la prima settimana di agosto 2011, con la quale mettere a fuoco due fattori:

1-      La realizzazione di differenti forme di arrostimento del minerale per ottimizzare l’estrazione del rame  

2-      La riproposizione di condizioni metallurgiche presumibilmente più simili a quelle praticate nell’età del Rame – Primo Bronzo: mantici a mano, contenitori per arrostire corrispondenti ai ritrovamenti archeologici, buche nel terreno, etc.