Контакты
Главная / Одежда

Древнейшие металлы человечества. История появления меди Применение и виды изделий

Вероятно, первый металл, с которым познакомился человек еще во времена нового каменного века (около 6 тыс. лет назад на Древнем Востоке и около 4 тыс. лет назад в Европе), была медь. Она встречается в природе В самородном состоянии в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, а также кристаллов. Самый крупный из найденных самородков весил 420 т. Медные самородки гораздо больше распространены в природе, чем самородки других металлов. Поэтому естественно, что в поисках подходящих пород для изготовления орудий человек в первую очередь встретился именно с медными самородками. Эта встреча знаменовала собой начало медного века.

Надо полагать, человек довольно быстро оценил преимущества нового материала. Возраст предметов из самородной меди достигает 6 тыс. лет. Особенно крупные самородки находили в Северной Америке на берегах Гудзонова залива и Верхнего озера. Первые орудия человека были сделаны из камня, поэтому первые медные изделия появились на свет в результате обработки медных самородков каменными топорами. Длительное время затем каменные и медные орудия применялись совместно. В этот период человек на примере меди постигал основы металлургии и металловедения.

Обработка медных самородков с помощью каменного топора имела, конечно, ограниченные возможности. Холодной ковкой самородков пластинчатой формы можно было изготовить небольшие по величине предметы - булавки, крючки, наконечники стрел и т. п. Получить же листовую медь холодной ковкой невозможно - материал растрескивается. Также невозможно изготовить холодной ковкой предметы сложного профиля: сосуды, сковороды и др. К тому времени человек уже уверенно управлял огнем. Лагерный костер с температурой 700-800 °С сменили печи, где достигалась более высокая температура - 1000-1200 °С. На территории Египта, например, были найдены керамические сосуды, датированные 5 тыс. лет до н. э., обжиг которых был проведен при 1100-1200 °С. Медь плавится при температуре 1084 °С, поэтому, естественно, что следующим шагом в металлургической практике человека явилось, получение расплавленной меди. Это существенно расширило ассортимент изготовляемых из меди изделий.

Однако самородная медь встречается редко, и ее было явно недостаточно, чтобы удовлетворить стремительно растущие потребности в этом металле. На следующем этапе человек начал получать медь восстановительной плавкой ее руды. Медные руды - природные минералы, агрегаты, содержащие медь в таких количествах и соединениях, при которых извлечение металла экономически выгодно. В настоящее время известно свыше 170 медьсодержащих минералов, из них только 10-15 имеют практическое значение. К важнейшим минералам относятся: халькопирит CuFeS 2 (30 % меди), халькозин - "медный блеск" Cu 2 S (79,8% меди), ковелин CuS (64,4% меди), малахит CuCО 3 ·Cu(OH) 2 (57,4% меди), азурит 2CuCО 3 ·Cu(OH) 2 (55,5 % меди), куприт Cu 2 О (81,8% меди). Руды современных промышленных месторождений почти никогда не бывают сложены только одними минералами меди. Обычно медьсодержащие минералы срастаются с нерудными минералами (кварц, барит и др.) и некоторыми рудными минералами железа и цветных металлов (пирит, пирротин и др.).

Месторождения медных руд распространены гораздо шире, чем месторождения крупных медных самородков, и были известны человеку с глубокой древности. Сейчас трудно выяснить, как именно была открыта выплавка меди из руд и произошло ли это существенно позже, чем человек встретился с самородной медью. Имеются данные, что уже за 7 тыс. лет до н. э. на Ближнем Востоке употреблялась металлургическая медь. Добыча самородной меди и выплавка меди из руд - операции, существенно отличающиеся в техническом и технологическом отношениях, по-видимому, в разных районах мира осваивались человеком одновременно.

Первоначально использовались окисленные руды. Они не требуют предварительного обжига в отличие от сульфидных руд, для которых такая обработка необходима, чтобы удалить химически связанную серу. Восстановительная плавка малахитовых руд проводилась в примитивных печах. Они представляли собой глиняные тигли, наполненные рудой и углем, которые помещались в неглубокую ямку. Поверх насыпали слой древесного угля.

Уголь, сгорая, образует оксид углерода (II), который взаимодействует с малахитом, восстанавливая химически связанную медь до металла:

CO + CuCО 3 = 2CО 2 +Cu

Крытое устройство печей обеспечивало изоляцию реакционной среды от избытка кислорода воздуха, который окисляет оксид углерода (II) в оксид углерода (IV) и тем самым мешает восстановлению меди. Неизвестно, как человек пришел к мысли, что медь надо выплавлять именно так, но, очевидно, у него для экспериментов было много времени и упорства. Имеются свидетельства очень раннего знакомства человека с металлургической выплавкой меди. В Египте, например, обработка медных руд Синайского полуострова велась уже в IV тысячелетии до н. э. С глубокой древности были известны медные руды на острове Кипр. Предполагается, что слово "купрум", научное название меди, произошло от наименования острова Кипр, где находились медные рудники древних римлян.

В Европе древние медные копи найдены в Австрии на Миттерберге. Там же обнаружены каменные орудия, которыми эти копи разрабатывались. Предки древних славян, жившие в бассейне Дона и Преднепровье, использовали небогатые месторождения меди, находившиеся в районе нынешнего Донбасса и затопленных Днепровских порогов. Они применяли медь для изготовления оружия, предметов домашнего обихода, украшений.

По мнению некоторых ученых, русское слово "медь" произошло от слова "смида", которое у некоторых древних племен, живших на европейской части современной территории СССР, обозначало вообще металл. На рубеже XVII-XVIII вв. начало промышленной переработки меди в России было положено Никитой Демидовым. В музее Тагила имеется огромный раскладной медный стол, на котором сделана надпись: "Сия первая в России медь отыскана в Сибире... Никитою Демидовиче.м Демидовым по грамотам великого Государя Императора Петра Первого в 1702 и 1706 и 1709 годах, а из сей первовыплавленной меди сделан оный стол в 1715 году".

После того как человек научился получать и обрабатывать медь, несколько тысячелетий наряду с камнем она являлась основньш твердым материалом древности (рис. 12). Уже первобытные металлурги пытались повысить твердость этого в чистом виде довольно мягкого металла. Первоначально, по-видимому, случайное образование сплава меди с оловом, которое могло произойти при обработке некоторых руд, содержащих вместе олово и медь, определило направление поисков улучшения механических свойств меди. Удачное соединение меди с оловом воспроизводилось человеком уже сознательно.

Естественно, что испытывались композиции меди и с другими металлами (цинк, мышьяк, никель и др.). Сплав меди с цинком получали, например, в Древнем Иране. Медно-мышьяково-никелевая четырехгранная приколка, найденная в Азербайджане, имеет возраст более 5 тыс. лет. Предметы, изготовленные из медно-никелевых сплавов, найдены в Германии, Испании, Португалии и относятся примерно к тому же периоду.

Особое место в практической деятельности человека занимает бронза - сплав меди с оловом. Бронза превосходит медь по твердости, хорошо поддается обработке, очень устойчива к окислению. Период истории приблизительно с начала III тысячелетия до н. э. до начала I тысячелетия до н. э. называют бронзовым веком. В это время появились новые, более разнообразные орудия и предметы вооружения, сделанные из бронзы (топоры, ножи, серпы), появилась бронзовая утварь - кубки, чаши, котлы и т. п. Изделия из бронзы отливались у египтян, индусов, ассирийцев. Широко использовалась бронза для изготовления украшений, статуй и других предметов художественного творчества.

Статуя высотой 32 м, созданная в 290 г. до н. э. в честь бога солнца Гелиоса - Колосс Родосский, была отлита из бронзы и поставлена на самом восточном острове Эгейского моря - Родосе, у входа в порт. В Японии в 749 г. была отлита и помещена в храм Тодайдзи четырехсоттонная статуя Будды. О большом распространении бронзы в искусстве древнего мира можно судить по дошедшим до нас статуям (Дискобол, Спящий сатир, Марк Аврелий и др.). Само слово "бронза" имеет относительно позднее происхождение и связано с названием итальянского торгового городка на берегу Адриатического моря Бридзини, где продавались разнообразные изделия из бронзы.

По мере того как человечество накапливало технический и технологический опыт, наряду с бронзой появились и другие сплавы меди, обладающие различными ценными свойствами. В настоящее время известно большое количество сплавов, которые медь образует с другими элементами: Zn, Sn, Al, Ni, Pb, Mn, Be, Fe, Mg, Hg, Ag, Au, Si. Широкое распространение медных сплавов объясняется тем, что разные группы их имеют разные достоинства. К этим достоинствам можно отнести антифрикционность, коррозийную стойкость, пластичность, хорошие литейные свойства, красивый внешний вид и т. п. Сплавы меди с цинком называются латунями и по составу делятся на красные латуни (меньше 20% Zn), обладающие хорошей текучестью; желтые латуни (20-50% Zn); хрупкие белые латуни (50-80% Zn) и специальные латуни, которые наряду с медью и цинком содержат Ni, Mn, Fe, Sn и Al.

Бронзой раньше называли только сплав меди с оловом. Из-за дефицитности олова сплавы с аналогичными свойствами стали получать, добавляя к меди другие металлы. Теперь, помимо оловянных, широко используются алюминиевые, свинцовые, кремниевые, кадмиевые и другие бронзы. Все эти сплавы содержат небольшие количества легирующих компонентов, которые улучшают те или иные их качества. Из-за большого разнообразия, свойств применение медных сплавов издавна было весьма широким. Из бронзы состава 90% меди и 10% олова отливались артиллерийские орудия. Сплав, состоящий из 76-82 % меди, 16-22 % олова и до 4 % свинца, использовался для отливки колоколов. Из такого колокольного металла сделаны один "часовой" и 10 "четвертных" колоколов Спасской башни Московского Кремля. Эти колокола отлиты в XVII-XVIII вв. и весят: "часовой" - 2160 кг, "четвертные" - от 300 до 350 кг.

Для изготовления художественных изделий пользуются сплавом, содержащим 70-80 % меди, до 10 % цинка, 5-8 % олова и 3 % свинца. Это так называемая художественная бронза. В 1863 г. на одном из островов (Мас-а-Тьерре) в 600 км от побережья Чили была установлена отлитая из художественной бронзы мемориальная доска шотландскому моряку Александру Селкирку - прототипу знаменитого Робинзона Крузо. В Московском Кремле в Успенском соборе находится выполненный в 1625 г. из художественной бронзы шатер ажурного литья - образец высочайшего мастерства русских умельцев. История литья статуй из бронзы в России начинается с эпохи Петра I. В 1714 г, была отлита первая статуя Самсона для фонтана в Петергофе. Труднейшее литье в один прием знаменитого "Медного Всадника" - монумента Петру I, провели по проекту скульптора Э. Фальконе в 1775 г. При Академии художеств в Петербурге в 1764 г. был основан "Литейный дом", в котором выполнялись из бронзы многочисленные предметы для украшения дворцов, а также скульптурные работы.

Производство меди. Медьсодержащие минералы в чистом виде в промышленных масштабах не встречаются. В кусках руд тесно переплетены между собой минералы, содержащие разные элементы. Они срастаются, образуют небольшие вкрапления. Обычно медные руды содержат от 0,5 до 2 % меди. Только в Конго встречаются месторождения, содержание меди в которых доходит до 20 %. Малая концентрация меди в рудах затрудняет ее добычу, и производство меди становится сложным многоступенчатым процессом.

Из сульфидных руд медь добывается, главным образом, пирометаллургическим путем, а из окисленных - гидрометаллургическим. Пирометаллургическим способом в настоящее время получают 75 % всей добываемой меди. Этот способ основан на частичном окислении сернистых руд до оксидов меди, которые восстанавливаются избытком сульфида до металлической меди:

2Сu 2 О + Cu 2 S = 6Cu + SО 2

Малая концентрация меди в рудах, естественно, затрудняет ее извлечение. Поэтому перед тем, как добытую руду пускают на переплавку, ее обогащают - искусственно увеличивают процентное содержание меди. Для того чтобы провести обогащение, руду измельчают до таких размеров, которые позволяют выделить зерна с процентом содержания меди, большим, чем в исходной руде. Затем такие "богатые" зерна отделяют от остальных, используя то обстоятельство, что зерна различного состава обладают различными свойствами. К числу таких свойств относятся: цвет, блеск, масса, электрическая и магнитная восприимчивость, смачиваемость.

Самым распространенным сейчас способом обогащения является флотация (рис. 13). В металлургии флотация применяется, в основном, для отделения сульфидных минералов от пустой породы, а также для разделения частиц руд различных металлов. Метод основан на различии адсорбционных

свойств поверхности частиц сернистых металлов и пустой породы силикатного типа. Флотация медных руд осуществляется следующим образом. К суспензии тонкоизмельченной руды (0,05-0,5 мм) в воде, называемой пульпой, добавляют какое-нибудь полярное органическое вещество с длинной углеводородной цепью - собиратель. Собиратель обладает способностью полярными концами избирательно сорбироваться на поверхности частиц медной руды. При этом его углеводородный конец остается в водной фазе. Таким образом, в результате сорбции поверхность частицы оказывается покрытой и углеводородной "щетко", уменьшает ее смачиваемость. Частицы пустой породы, обладающие полярной поверхностью, смачиваются хорошо.

Далее пульпу при интенсивном перемешивании продувают воздухом, который образует пузырьки. Известно, что неполярные молекулы, помещенные в воду, в первую очередь стремятся расположиться на границе раздела вода - воздух. Точно так же ведут себя неполярные концы собирателя, покрывающие частицу руды. Для них самой доступной границей раздела вода - воздух является поверхность пузырьков. В результате частицы руды прилипают к пузырькам и вместе с ними всплывают на поверхность в виде пены. Пустая же порода - "хвосты" - остается в пульпе. Пену снимают, обезвоживают и получают концентрат, а хвосты сбрасывают в отвал. Полученный концентрат содержит уже до 55 % меди. Это верхний предел. В большинстве случаев после флотации содержание меди в концентрате находится в пределах 11-35 %. Наряду с медью там имеются сера, железо, цинк, оксиды кремния, алюминия, кальция, а также в небольших количествах благородные металлы - золото, серебро, платина. Сульфидные руды часто содержат много пирита, поэтому и в концентрате существенная часть железа и серы приходится на его долю.

Чтобы получить чистую медь, от примесей необходимо избавиться. Это удается сделать не сразу, а в несколько этапов. Первым из них является обжиг концентрата. Концентрат подвергают обжигу для того, чтобы снизить в нем содержание серы. Кроме того, в результате обжига получается оксид серы (IV) в таких концентрациях, что его можно в дальнейшем использовать для производства серной кислоты. Комплексное использование сырья приводит к уменьшению загрязнения атмосферы отходами производства.

Обжиг ведут при температуре 600-700 °С в многоподовых печах. Печь загружают концентратом в смеси с флюсами (кварц, известняк), необходимыми для последующего этапа - выплавки штейна. Во время обжига наряду с окислением серы происходит целый ряд процессов: разложение сложных сульфидов, прямое окисление минерала, образование ферритов примесных металлов и др. Как уже говорилось, в концентрате, подвергающемуся обжигу, содержится значительное количество пирита (40-50 %). Его горение при обжиге, в зависимости от доступа воздуха, описывается уравнениями:

3FeS 2 + 8О 2 = Fe 3 О 4 + 6SО 2 + 2349 кДж

4FeS 2 +11О 2 = 2Fe 2 О 3 + 8SО 2 + 3282 кДж

Эти реакции сопровождаются выделением значительного количества тепла. В результате обжиг проходит самопроизвольно, без затрат топлива. Достаточно только в начале процесса временными топками нагреть шихту до температуры воспламенения сульфидов. В процессе обжига из руды удаляется не вся сера. После обжига в шихте остаются сульфиды меди, железа, устойчивые оксиды - Cu 2 О, Fe 2 О 3 , Fe 3 О4, ZnO, PbO, a также флюсы.

Следующий этап производства меди - выплавка из обожженного концентрата штейна и отделение его от шлака.

Штейн - это сплавы Cu 2 S с FeS с примесями некоторых сульфидов (Zn, Pb, Ni) и оксидов (Fe, Si, Al, Ca)

Содержание меди в штейне колеблется от 10 до 79,9% (чистый Cu 2 S). Шлаки - сплавы силикатов различных металлов. В металлургии меди это, в основном, силикаты железа. Плавка на штейн производится в отражательных печах (рис. 14), куда помещается прошедшая обжиг шихта. Топливом служит угольная пыль, мазут или природный газ. Температура зависит от расстояния, от места ввода топлива и лежит в пределах 1200-1600 °С.

Основным химическим процессом, который происходит на этом этапе, является переход железа в шлак:

FeS + 3F 3 O 4 + 5SiO 2 = 5Fe 2 SiO 4 + SO 2

Часть сульфида железа расходуется на обменную реакцию с оксидом меди:

Cu 2 O + FeS=Cu 2 S + FeO

FeO в присутствии кварца также связывается в силикат. Жидкие сплавы сульфидов и силикатов взаимно нерастворимы и различаются по плотности. Это обстоятельство используется для их разделения. Шлак располагается в верхнем слое, нижний - сплав сульфидов Cu 2 S·FeS - штейн. Их разделяют, выпуская по мере накопления через расположенные на разных уровнях специальные выпускные отверстия.

Само слово штейн происходит от немецкого слова - камень. Это связано с тем, что застывший сплав сульфидов меди и железа внешне очень похож на камень. Дальнейшая переработка штейна производится в продуваемом воздухом конверторе и целью своей имеет уже получение черновой меди. В конвертор заливают жидкий штейн (температура 1200 °С), туда же загружают измельченный (6-20 мм) кварц. В продувке воздуха через штейн можно выделить два этапа, отличающиеся химизмом происходящих в них процессов. На первом окисляется сульфид железа и образуется шлак:

2FeS+3О 2 + SiО 2 = Fe 2 SiО 4 +2SО 2 +966кДж

Эта реакция является основным источником тепла для конверторных процессов.

Оксид меди (I), который также получается на этом этапе:

Cu 2 S + О 2 =Cu 2 О + SО 2

сразу же переводится обратно в сульфид по реакции:

Cu 2 О + FeS = Cu 2 S + FeO

Далее FeO, связываясь с кварцем, переходит в шлак. Накопившийся шлак сливают через горловину, наклоняя конвертор. После слива шлака в конвертор загружают новую порцию штейна и процедуру продувки повторяют до тех пор, пока в конверторе не накопится достаточного количества богатого медью расплава. Таким образом на этом этапе продувки происходит отделение железа от меди: железо удаляется со шлаком, медь остается в конверторе в виде расплава.

На втором этапе из расплава сульфида меди получают металлическую медь. После окисления железа и слива шлака окислению в конверторе подвергается Cu2S:

2Cu 2 S + 3О 2 = 2Cu 2 О + 2SО 2

Так как в отличие от первого этапа в реакционной среде отсутствует сульфид железа, оксид меди реагирует уже с избытком сульфида меди. В результате получается черновая медь:

Cu 2 S + 2Cu 2 О = 6Cu + SО 2

Суммарно процесс, происходящий в конверторе на втором этапе продувки, можно описать следующей реакцией:

Cu 2 S + О 2 = 2Cu + SО 2 + 215 кДж

Черновая медь, слитки которой называют штыками (от немецкого Stück - штука), содержит 1 % примесей (Fe, S, О 2 , As, Ni, Zn и др.) и, кроме того, включает все примеси благородных металлов, которые Содержались в исходной руде и флюсах. Многие примеси ухудшают механические свойства металла, снижают его электрическую проводимость, делают менее пластичным. Для того чтобы избавиться от примесей, а также извлечь представляющие ценность благородные металлы, черновую медь подвергают очистке - рафинированию.

Рафинирование осуществляют двумя способами: огневым (вдувание воздуха при температуре 1150°С) и электролитическим. Первым способом удается избавиться от примесей путем перевода их в нерастворимые в меди оксиды:

4Cu + О 2 = 2Cu 2 О

Me + Cu 2 О = MeO + 2Cu

Оксиды примесей всплывают на поверхность и шлакуются кварцевым флюсом. Образующийся оксид меди (I) восстанавливается продуктами сухой перегонки дерева. Для этого в печь, где проводится рафинирование, после удаления шлаков вводят сырое дерево (жерди, бревна). Выделяющиеся пары воды и углеводороды, перемешивая медь, способствуют удалению из нее газов и переводят в металлическую медь:

4Сu 2 О + СН 4 = СО 2 + 2Н 2 О + 8Сu

Однако огневой способ не позволяет извлечь из меди благородные металлы. Это удается сделать, подвергая медь электролитическому рафинированию. Смысл его заключается в анодном растворении очищаемой меди и высаживании чистой меди на катоде. Для этого из меди, прошедшей предварительную очистку огневым способом, отливают аноды. Они имеют особую форму, удобную для подвешивания (рис. 15). Их масса 250-320 кг. В качестве катодов используют листы чистой меди. Электроды помещают в электролитической ванне, представляющей собой обложенные свинцовыми пластинами бетонные чаны, наполненные соответствующим раствором и серной кислотой. Ванны имеют несколько метров в длину (от 3 до б м) и содержат до сотни электродов. Из соображений экономии ванны соединяют между собой в блоки (рис. 16). При пропускании через такую систему тока на катодах выделяется чистая медь:


а аноды растворяются:


При этом примеси, содержащиеся в медном аноде, в зависимости от их свойств либо переходят в электролит (Zn, Fe, Sn, Ni), либо выпадают в осадок (Ag, Au, Pt), откуда их потом извлекают. Процесс растворения анодов продолжается около 20 суток. Катоды меняют через 6-8 суток. Их извлекают, сушат, переплавляют и разливают медь в слитки. Чистота получаемой электролитическим способом меди достигает 99,95-99,96 %.

Как мы видим, процесс добычи меди из руд состоит из нескольких этапов. Цель каждого из них - отделение меди от сопутствующих примесей. Иногда в зависимости от качества руды, технических возможностей, экономических соображений из производства исключают флотацию или обжиг концентрата. Несколько отличаются на разных заводах условия производства. В самом общем виде схема выплавки меди пирометаллургическим способом изображена на рис. 17. Химические процессы этого способа можно описать суммарной реакцией:

2CuFeS 2 + 5О 2 + SiО 2 = 2Cu + Fe 2 SiО 4 + 4SО 2

Характерной особенностью пирометаллургии является использование высоких температур.

Гидрометаллургический способ, которым сейчас добывают около 25 % всей меди, не связан с использованием высоких температур. Этот способ применяют для извлечения меди главным образом из бедных окисленных руд, но он также может быть использован и для переработки сульфидных и смешанных руд. В ходе гидрометаллургической переработки меди ее труднорастворимые соединения переводятся в растворимые действием различных реагентов. Такими реагентами могут быть: H 2 SО 4 , NH 4 OH, NaCN, Fe 2 (SО 4) 3 . Затем из раствора медь извлекают тем или иным способом. Например, обработка руды, содержащей медь в виде оксида СиО, разбавленной серной кислотой переводит медь в раствор в виде сульфата:

CuO + H 2 SО 4 = CuSО 4 + H 2 О

Извлечь медь из полученного раствора можно электролизом или вытеснением с помощью железа:

CuSО 4 + Fe = Cu + FeSО 4

Преимуществом гидрометаллургического метода является то, что получать металлы можно, не извлекая руду на поверхность. В настоящее время этот метод является весьма перспективным.

Естественно, что за многие тысячелетия, которые насчитывает металлургия меди и медных сплавов, менялись задачи, стоявшие перед металлургами, менялись условия труда, совершенствовалась технология, менялась область применения продуктов производства.

С глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Эти металлы можно назвать «доисторическими», так как они применялись человеком ещё до изобретения письменности.

Очевидно, что из семи металлов человек вначале познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека после того, как он научился получать их из руд с помощью огня.

Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и, что важнее всего, их сплавы. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем веком железным:

История цивилизаций Древнего Египта, Древней Греции, Вавилона и других государств неразрывно связана с историей металлов и их сплавов. Установлено, что египтяне за несколько тысячелетий до нашей эры уже умели изготавливать изделия из золота, серебра, олова, меди. В египетских гробницах, сооружённых за 1500 лет до н. э., найдена ртуть, а самые древние предметы из железа имеют возраст 3500 лет.

Из серебра, золота и меди чеканили монеты - человечество издавна отвело этим металлам роль мерила стоимости товара, мировых денег (рис. 18).

Рис. 18.
Древние монеты из золота, серебра и меди:
1 - золотая с изображением Александра Македонского и орла (символа власти императора) (Греция);
2 - серебряная с изображением богини Афины и совы (птицы, посвящённой Афине) (Греция);
3 - медная в виде дельфина (Причерноморье)

Древние римляне начали чеканить серебряные монеты в 269 г. до н. э. - на полстолетия раньше, чем золотые. Родиной золотых монет стала Лидия, расположенная в западной части Малой Азии и торговавшая с Грецией и другими странами посредством таких монет.

Рассмотрим кратко смену эпох в ранней истории человечества.

В поэме древнегреческого поэта Лукреция Кара «О природе вещей» установлен следующий порядок вхождения металлов в быт человека: «...Всё-таки в употребление вошла раньше медь, чем железо, так как была она мягче, причём изобильней гораздо...»

Самородная медь нередко встречается в природе, она легко обрабатывается, поэтому предметы из меди пришли на смену каменным орудиям. И даже там, где ещё господствовал камень, медь играла немалую роль. Например, одно из чудес света - пирамида Хеопса, сложенная из 2 миллионов 300 тысяч каменных глыб массой по 2,5 т каждая, была сооружена с помощью инструмента, изготовленного из камня и меди.

При выплавке меди человек однажды использовал не чистую медную руду, а руду, содержавшую одновременно и медь, и олово. В результате была получена бронза - сплав двух металлов: меди и олова, который гораздо твёрже своих компонентов. Наступил бронзовый век.

Слово «бронза» произошло от названия небольшого итальянского городка Бриндизи на берегу Адриатического моря, который славился своими бронзовыми изделиями.

В Египте уже в IV тысячелетии до н. э. умели примитивным способом получать бронзу. Из неё изготавливали оружие и различные декоративные изделия. У египтян, ассирийцев, финикийцев, этрусков литьё из бронзы достигло значительного развития. В VII в. до н. э., когда были разработаны способы отливки статуй из бронзы, наступает расцвет художественного применения бронзы.

Гигантская бронзовая статуя Колосса Родосского (32 м) - ещё одно чудо света - возвышалась над входом во внутреннюю гавань древнего порта Родоса. Даже самые крупные морские суда свободно проходили под ней (рис. 19).

Рис. 19.
Колосс Родосский (бронза)

Позже были созданы уникальные бронзовые творения: конная статуя Марка Аврелия, «Дискобол», «Спящий Сатир» и др. А великолепные бронзовые скульптуры «Медный всадник» и четыре скульптурные группы «Укрощение коня» на Аничковом мосту в Санкт-Петербурге - красноречивое свидетельство того, что бронза продолжает оставаться одним из основных материалов скульпторов.

Рис. 20.
Царь-колокол (бронза)

Знаменитые Царь-колокол и Царь-пушка в Московском Кремле - ещё два примера художественной ценности меди и её важнейшего сплава - бронзы (рис. 20 и 21).

Рис. 21.
Царь-пушка (бронза)

Бронзовый век сменился железным только после того, как человечество смогло поднять температуру пламени в металлургических печах до 1540 °С, т. е. до температуры плавления железа. Однако первые изделия из железа имели низкую механическую прочность. И только когда древние металлурги открыли способ изготовления из железных руд сплавов - чугуна и стали - более прочных, чем само железо, материалов, началось широкое распространение этого металла и его сплавов, стимулировавшее развитие человеческой цивилизации.

Наступил железный век, который, очевидно, длится и по сей день, так как примерно 9/10 всех используемых человеком металлов и сплавов - это сплавы на основе железа.

Изменилась и стоимость железа. В IX-VII вв. до н. э., когда начался железный век, этот металл ценился дороже золота. Именно с железом, а не с золотом сравнивали сердца выдающихся людей. Так, герои «Илиады» Гомера облачались в «меднокованые доспехи» и имели «сердца твёрдые, как железо», а героев его «Одиссеи», победителей игр, награждали куском золота и куском железа.

С развитием металлургии стоимость железа снижалась, но всё более возрастала его роль в жизни человеческого общества. Железные сплавы - чугун и сталь - не только основа развития техники, но и важнейший материал искусства. Так, из чугуна отлит узор «кружев чугунных» Санкт-Петербурга, ограды его мостов и решётка Летнего сада (рис. 22). Великолепные произведения искусства из чугуна созданы мастерами Каслинского чугунолитейного завода. Вспомните хотя бы замечательную «Чугунную бабушку» П. Бажова.

Рис. 22.
Решётка ограды Летнего сада

Знаменитый булат, из которого оружейники Дамаска, а затем и нашего Златоуста делали лучшие в мире клинки, - это сталь. Из стали тульские оружейники создавали непревзойдённое по качествам оружие.

Из стали сделаны барельефы, светильники и опоры метро, а также скульптуры, например «Рабочий и колхозница» скульптора В. И. Мухиной (рис. 23).

Рис. 23.
Скульптура «Рабочий и колхозница» (нержавеющая хромоникелевая сталь)

Семь металлов в древности соотносили с семью известными тогда планетами (табл. 3). Даже открытые в XIX в. палладий и церий были названы в честь небесных тел - астероидов Паллада и Церера.

Таблица 3
Металлы и небесные тела

Сейчас у металлов имеются очень серьёзные «конкуренты» в виде продуктов современной химии - пластмасс, синтетических волокон, керамики и стекла. Но ещё многие и многие годы человечество будет использовать металлы, которые продолжают играть ведущую роль в жизни человека.

Новые слова и понятия

  1. Семь металлов древности: железо, медь, серебро, ртуть, олово, свинец, золото.
  2. Век медный, бронзовый, железный.
  3. Бронза и художественное литьё.
  4. Сплавы, чугун и сталь.

Задания для самостоятельной работы

  1. Назовите семь чудес света и укажите, какую роль играли металлы в их создании.
  2. Какими из прилагательных можно описать свойства ртути при обычных условиях: а) твёрдая; б) жидкая; в) хрупкая; г) ядовитая; д) тягучая; е) блестящая; ж) прозрачная?
  3. Какие свойства металлов или сплавов лежат в основе образования литературных выражений: «стальной характер», «железные нервы», «золотое сердце», «металлический голос», «свинцовый кулак»?
  4. Какими из прилагательных можно воспользоваться для характеристики предгрозового неба: а) железное; б) магнитное; в) свинцовое; г) серебристо-белое; д) тяжёлое.
  5. Подготовьте сообщение на тему «Использование металлов в искусстве».
  6. Какую роль в истории человечества сыграли металлы?

В русском языке много заимствованных названий металлов: цинк, платина, молибден и т.п. Так случилось потому, что не русские их открыли - русские узнали о них от других.
Есть металл с "международным" названием: золото. Международное оно потому, что о золоте узнали очень давно и сходные его названия распространились по многим племенам, включая "не-индоевропейцев" - предков финнов (kulta), монголов (altn) и, возможно, арабов (zahab).
Есть металлы, родственные названия которых имеют хождение только в балтских, германских и славянских языках: медь (только в славянских), железо, олово и свинец (в балтских и славянских, причем у западных и южных славян слово "олово" обозначает свинец), серебро (во всех упомянутых языках).

Внимание обращает на себя тот факт, что металлы, ранее прочих открытые человеком, - медь, железо, олово, свинец, ртуть - в славянских языках имеют славянские же названия.
"Медь" - мягкая, "железо" - желваками (читал ещё про версию "залезо-зарезо", от "лезвие, резать"), "олово" - льётся (что олово, что свинец - легкоплавки), ртуть - крутится (от "рутиться" - "опрокидываться, падать", см. у Фасмера) - такова наиболее вероятная этимология названий этих металлов.

Для сравнения: у кельтов название железа своё - кельты и начали железный век в Европе, начало чему было положено с освоением железа в Закавказье в 11 - 10 вв до н.э. В германской группе языков названия железа и свинца заимствованы у кельтов, меди - у латинов (от названия Кипра, откуда латины получали медь). То есть германцы узнали об этих металлах от других. Я бы рискнул высказать предположение, что все народы, у которых названия металлов в древности имеют этимологию внутри родного языка, открывали эти металлы сами. То есть праславяне открыли для себя медь и назвали её этим словом сами, ибо даже в близких балтских языках медь называется иначе и тоже не так, как у других. Наиболее логичное предположение: предки славян и предки балтов освоили металлургию меди независимо друг от друга и от других народов. Если так, то это произошло задолго до контактов северян с южными цивилизациями, начавшими медный век много раньше и у которых прабалтославяне в этом случае название бы позаимствовали. Подобно тому как германцы переняли у кельтов название железа. То есть в третьем тысячелетии до нашей эры предки славян уже были знакомы, по крайней мере, с самородной медью (об этом подробнее в очерке "МЕДЬ как свидетель древней истории").

Железо на севере Европы добывали из окислов железа в области болот, каковых там было много: широко известно "датское болотное железо". Выше я привёл авторитетные версии этимологии слова "железо", а сам думаю, что оно - от ЖЁЛтого цвета гётита, основного компонента болотной руды. У балтов, кстати, железо тоже родное, судя по всему: лит. gelezis, лтш. dzelzs - соответственно от лит. geltas, лтш. dze,lts "жёлтый". Суффикс "-ез-" - явление не частое, но имеющее место быть: помимо "железы" и "железа", есть "колодезь", "болезнь" и "селезень", возможно.

Слова, родственные слову "ртуть", в ходу в чешском, польском, белорусском, украинском и русском языках. Во многих прочих европейских языках, включая албанский, южнославянские, литовский и латышский, древние названия ртути переводятся, как "живая" или "живое (быстрое) серебро". Древнее месторождение киновари - руды ртути - обнаружено на Украине (а самое мощное из европейских - в Испании). Киноварь легко разлагается при сильном нагреве с выделением паров ртути и её осаждении на ближайших холодных поверхностях, так что ртуть, скорее всего, была открыта случайно и могла быть открыта праславянами самостоятельно.

Месторождения олова есть в Чешских Рудных горах, эти месторождения разрабатывались уже во 2 тысячелетии до н.э. Поскольку ни кельтские, ни германские, ни италийские племена в те времена к этим месторождениям отношения не могли иметь, то, значит, добычей олова в этих местах занимались предки балтов и славян - народы Тшинецкой и Лужицкой археологических культур. У этих народов должны были быть названия для олова, не связанные с языками южных народов. Но в словарях встречается утверждение, что слова балтов и славян со значением "олово" происходят от названий жёлтого и белого цветов у немцев, латинов и греков, цитирую М. Фасмера: "д.-в.-н. ёlо "желтый", лат. albus "белый", греч. alfos".

Подчеркнём, что слово "олово", имеющее родню только в балтских и славянских языках (применительно к металлу олово - только в восточнославянских языках), никак не может происходить от германского, греческого или латинского слов, обозначающих жёлтый и белый цвет. Во-первых, этих слов в этих местах во втором тысячелетии до нашей эры никто не говорил. Во-вторых, те, кто такие слова где-то говорил, сами-то назвали олово без обращения к названиям этих цветов в своих языках: в латыни "олово" - "stannum", по-немецки - "Zinn", по-английски - "tin", по-гречески - "kassiteros". В третьих, даже если бы слово "albus" ("белый", лат.) кто-то и говорил в этих местах, то уж никак словом, происходящим от "albus", западные славяне - ближайшие к латинам славяне - не назвали бы сине-серый свинец.

Английский этимологический словарь не знает источника слов германской группы, обозначающих олово. Возможно, германцы заимствовали его от кельтов: по-кимрски "олово" - "tun", по-корнски - "stean". Корнуолл был основным поставщиком олова в Западной Европе, даже финикийцы ходили на Британские острова за оловом в начале 1 тысячелетия до нашей эры. Но может, и кельтские слова со значением "олово" - от латинов: по-ирландски "олово" - "sta"in" , явно близко к латинскому "stannum" ("олово"), ранее - "stagnum", которым, по иронии судьбы, до 4 в. до н.э. называли сплав свинца с серебром за его стойкость. Как всё запутано! Но происхождение слова "олово" к этой путанице отношения не имеет: его придумали праславяне.

"Свинец" по-немецки - "Blei", по-шведски - "bly", эти слова, возможно, связаны с "blau"/"bl(ao) - "синий", в этих же языках. Тогда это название окажется параллелью ("калькой") к восточнославянскому наименованию, в предположении, что свинец - это "синец-сивенец". В любом случае, "Blei" - не общегерманское слово (например, по-английски и по-фризски "свинец" - "lead", заимствовано от кельтов), то есть со свинцом германские племена познакомились относительно поздно и в разных обстоятельствах. Напомню, что ирландское "luaide", к которому сводят английское наименование свинца, само уже официальных предков не имеет. Я в одном из недавних очерков предложил связь ирландского слова с литовским "lydyti" ("плавиться") и русским "луда" ("сплав свинца с оловом для лужения"). Если я прав, то балтославянские слова опять получают приоритет в области металлургии свинца на севере Европы.

Западные славяне, похоже, переняли в более позднее время германское название олова вместе с германским выражением благодарности (ср. нем. "Danke", англ. "thank" и пол. "dzi(en)kuje"): по-чешски "олово" - "cin", по-польски - "cyna", - а словом, родственным слову "олово", чехи и поляки назвали свинец. В этом примере отчётливо видно, что для наименования олова славянами (западными) заимствовалось вовсе не далёкое "albus", а присутствующее под боком "Zinn".
Кстати, а почему свинец-то оловом западные славяне назвали, как можно? А потому что легкоплавкие оба эти металла, свинец и олово, их оба можно отЛИВать, расПЛАВив в пламени костра.
Албанцы, македонцы и болгары, оказавшись на перекрестке путей и вдали от месторождений олова, воспользовались, в конце концов, тюркским названием олова - "калай", а словом, родственным слову "олово", также назвали свинец.
Однако перепутыванием олова и свинца дело не закончилось. Из Индии в средние века вывозили металл "calaem", который в одних текстах называется, действительно, оловом, а в других - цинком. Это раз. Есть ещё мнение, что название цинка "Zink" пошло от немецкого же названия олова "Zinn". Это два.

Об этимологии слова "свинец" уверенно сказать не могу - он мог, например, называться по цвету (как выше упомянуто): "синец", "сивенец" - или по тяжести (или "грязности"), в сравнении со свиньями: "свинка" - слиток свинца; аналогично, "чушка" (тоже обозначение свиньи) - слиток чугуна (изначально - "свиного", грязного железа). Поскольку свинец пачкает, то признаки "грязности" и цвета выглядят более предпочтительными кандидатами. Есть такая калька: в Древней Греции свинец назывался "molybdos", что созвучно "molyno" ("пачкать"). Из-за этого свойства свинец применяли для изготовления пишущих стержней. Свинец был известен с незапамятных времён в Месопотамии и Египте, но месторождения свинца есть и на территории нынешних Германии и Польши, так что прабалтославяне могли открыть свинец самостоятельно с помощью термического разложения руды - скорее всего, случайно, как и ртуть.

Помимо вопроса об этимологии слова "свинец", сложным остаётся и вопрос и об этимологии слова "серебро". Учитывая, что богатейшие в Европе месторождения серебра находятся на территории нынешних Польши и Германии, на которых проживали, среди прочих, племена лужицких сербов, нельзя исключать и предположения, что серебро - "металл сербов" (как медь - cuprum - металл киприотов), тем более что первая "е" в обоих словах была беглой: "сребро" и "срб". Тогда литовское "sidabro" и готское "silubr" окажутся заимствованиями с искажениями. А может быть, литовское слово связано с латинским "sidereus" ("звёздный, блестящий")? В этом случае оказалось бы, что славяне и германцы заимствовали свои названия серебра. Однако у латинов чужое слово для обозначения серебра, хотя и связанное тоже с блеском, но заимствованное у греков (argos -> argentum), а у испанцев - совсем своё слово: и там, и там серебро было, наверное, из других источников, не от сербов.

Наконец, полуфантастическая версия: "серебро" связано с незарегистрированным "*сереба", как "добро" - с "доба". Словообразование "*сереба" имеет суффикс "-еб-(-ьб-)", как в "теребить", "жеребиться", "судьба", и может быть образовано от "серый" или близкого по звучанию. Тут заодно и "серьга" может получить славянскую прописку: от корня "сер", и со славянским окончанием на "-га", как в "верига". Против "серого" был бы Фасмер, указывая, что западнославянские слова со значением "серый" фонетически начинаются на "ш", а серебро в тех же языках - на "с".

Основные выводы из расследования.

1. Ареал обитания предков славян во 2 тысячелетии до нашей эры включал в себя древние месторождения меди, олова, свинца, серебра и болотного железа на севере Европы: на территориях нынешних Германии, Дании, Чехии, Польши, Белоруссии, Прикарпатья и северо-восточной части России.

2. Судя по словам со значением "ртуть" и родственным слову "ртуть" только в белорусском, украинском, русском, чешском и польском языках, ареал предков восточных славян включал в себя Прикарпатье и захватывал древние ртутные месторождения на территории нынешней Донецкой области. Названия ртути на языках народов, знакомых с пиренейской ртутью, в том числе - других славянских народов, слову "ртуть" не родственны и по смыслу соответствуют слову/словосочетанию "живая/живое серебро", распространённому от Испании до Балкан.

3. Западнославянские слова со значением "олово", заимствованные у германцев, подсказывают, когда и как могло произойти разделение славян на западных и восточных: западные славяне с 5 века до нашей эры начали подвергаться сильному влиянию кельтов-бриттов и германцев (и через них - влиянию римлян), а восточные - давно уже испытывали давление со стороны своих восточных соседей. Поле диалектов начало изменяться в соответствии с этими обстоятельствами.

4. До ртутных месторождений на нынешней украинской территории германские племена в те далёкие времена не добрались, что и сохранило исконно славянское слово "ртуть" в восточнославянских языках, а также у ближайших к Карпатам западных славян - чехов и поляков. А в германской группе языков (и во многих прочих европейских языках) уже в историческое время для обозначения ртути образовалась калька с испанского "argento vivo" ("живое серебро") - нем. "Quecksilber", англ. "quicksilver", швед. "kvicksilver" и т.д.

Положение рудных месторождений не зависит от климата, войн и т.п., поэтому названия добываемых в них металлов могут служить более надёжным маркером ареалов обитания народов, придумавших эти названия, чем названия растений, животных и т.п.

Не будет преувеличением, если сказать, что в любой сфере человеческой деятельности присутствуют металлы. Они повсюду. Столовые приборы, множество инструментов, автомобили, железные дороги - всё это достижения человечества, которые были достигнуты благодаря металлам и их сплавам. Металлы используются уже на протяжении многих тысячелетий, и с древнейших времён ценились те, кто умел обращаться с металлом и изготавливать из него разнообразные орудия труда.

В качестве доказательство хотелось бы привести одну притчу, которая повествует о действительной значимости лиц, "владеющих" металлом:

Царь Соломон по окончании строительства Иерусалимского храма решил прославить лучших строителей и пригласил их во дворец. Даже свой царский трон уступил он на время пира лучшему из лучших - тому, кто особенно много сделал для сооружения храма.

Когда приглашенные явились во дворец, один из них быстро взошел по ступеням золотого трона и сел на него. Его поступок вызвал изумление присутствующих.

Кто ты и по какому праву занял это место? - грозно спросил разгневанный царь.

Незнакомец обернулся к каменщику и спросил его:

Кто сделал твои инструменты?

Кузнец - ответил тот.

Сидевший обратился к плотнику, столяру:

Кто тебе сделал инструменты?

Кузнец, - отвечали те.

И все, к кому обращался незнакомец, отвечали:

Да, кузнец выковал наши инструменты, которыми был построен храм.

Тогда незнакомец сказал царю:

Я кузнец. Царь, видишь, никто из них не мог бы выполнить свою работу без сделанных мною железных инструментов. Мне по праву принадлежит это место.

Убежденный доводами кузнеца, царь сказал присутствующим:

Да, кузнец прав. Он заслуживает наибольшего почёта среди строителей храма...

В древности деятельность кузнеца заключалась не только в обработке металла . Труд кузнеца включал в себя всю полную цепочку от добычи руды до создания готово изделия . А это подразумевало наличие огромных знаний и навыков. Поэтому профессия кузнеца всегда была в почёте.И даже одна из финских поговорка отмечает, что с кузнецом не положено говорить на "ты". Кузнечное знание чаще всего передавалось из поколения в поколение . И во многих исторических фильмах можно лицезреть отца кузнеца и снующих вокруг батьки детей, желающих испробовать себя в деле.

Великий философ Древнего Рима Тит Лукреций Кар в I веке до нашей эры писал:

"Прежде служили оружием руки могучие, когти, зубы, каменья, обломки ветвей от деревьев и пламя, после того, как последнее стало людям известно. После того была найдена медь и порода железа. Все-таки в употребление вошла прежде медь, чем железо. Так как была она мягче, притом изобильней гораздо. Медным орудием почва пахалась, и медь приводила битву в смятенье, тяжкие раны везде рассевая. Скот и поля похищали при помощи меди, легко ведь все безоружное, голое повиновалось оружию. Начали мало-помалу мечи из железа ковать. Вид же оружия из меди в людях возбуждать стал презрение. В это время и землю возделывать стали железом, и при войне с неизвестным исходом равнять свои силы."

Данное писание наглядно показывает нам деление всех истории человечества на периоды: каменный, медный и железный века. В первой половине XIX века учёными К. Томсеном и Е.Ворсо данный перечень был дополнен еще одним пунктом. В итоге мы с вами видим то, что многие знаю еще со школы:

КАМЕННЫЙ ВЕК

МЕДНЫЙ ВЕК

БРОНЗОВЫЙ ВЕК

ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК

Время, когда в своей деятельности человек использовал то, что было под рукой. В ход шли камни, кости, дерево и другие материалы, которые давала природа. Со временем человек научился обрабатывать данные инструменты. Как следствие, улучшалось их полезное свойство. Наибольшую значимость имели камни . Человек сразу понял на сколько они полезны. Если в первое время камни использовались в обычном виде, то постепенно человек научился откалывать их, улучшая тем самым коэффициент полезного действия данного инструмента. А спустя какое-то время камни начали подвергаться сверлению, шлифовке и полировке, придавая им дополнительные преимущества. Без преувеличения камень играл одну из важнейших ролей в обиходе человечества на протяжении сотен лет.


 охватывает приблизительно период с IV по III тысячилетия до н.э . В это время начинается активное использование меди. В книге Р. Малиновой и Я. Малина "Прыжок в прошлое: Эксперимент раскрывает тайны древних эпох" высказывается предположение, о том, что человеку случайна попала в руки медь вместе с теми камнями, которые он использовал. Поскольку в природе в самородном виде медь и золото встречается чаще, чем, например, серебро и тем более железо, то первым металлом, с которым человека познакомился, стала медь и золото . Именно из них наши предки стали делать украшения и различные орудия труда. Первые изделия из меди делались посредством обычных ударов. Но эти предметы были мягкими и хрупкими, поэтому быстро ломались и затуплялись. Прошло большое количество времени, но наши предки выяснили, что при воздействии больших температур медь начинает плавиться и превращается в текучее вещество, которое может принять любую форму. Приноровившись, человек смог создавать действительно острые инструменты, пригодные для заточки. И даже если инструмент ломался, ничто не мешало переплавить орудие в новый предмет. Первые опыты с медью послужили началом в развитии металлургии и кузнечного дела. Спустя тысячелетия человек начал использовать не только металлы в чистом виде, но и металлосодержащие руды. На вопрос о том, как же человек пришёл к тому, чтобы начать извлекать металлы из рудных камней, учёные не могут ответить до сих пор. Вокруг можно услышать только одни предположения. Тем не менее, это позволило увеличить производительность металлических изделий.

Продолжая экспериментировать, наши предки изобрели закрытую печь . А для повышения температуры внутри печи придумали систему подвода необходимого для этого кислорода. Изначально это было естественный приток воздуха, но со временем была разработана система искусственного поддува . Для этих же целей стал использоваться древесный уголь , который обладает огромной теплотворной способностью .

В один прекрасный момент эксперименты наших предков позволили получить новый металл. Сплав меди и олова позволил создать бронзу . Это послужило началу новой эпохе - Бронзовому веку . По мнению учёных бронза стала известной человечеству в 3500 году до н.э. Олово наши предки получали, выплавляя его из камня - касситерит . Олово по своим свойством является мягким и непрочным, но в комбинации с медью получается металл гораздо твёрже меди . Придя к более совершенному знанию в области металлургии, наши предки стали изготавливать орудия труда из бронзы. Это позволило совершить очередной толчок вперёд в развитии человечества.

И в какой-то момент человек начал использовать железо . Активное его применение в металлургии началось примерно с 1200 г. до н. э. до 340 г. н. э. Причины, которые послужили столь позднему освоению данного металла, следующие. Во-первых, температура плавления железа достаточно высокая , а достичь таких градусов в старых металлургических печах было невозможно. Вторая причина, а возможно и самая главная заключается в том, что железо само по себе не такой уж и твёрдый металл. Лишь когда человек экспериментально дошел до "сплава" железа и углерода, началось активное использование железа в изготовлении орудий труда, т.к. именно это соединение позволило придать железу конкурентоспособную твёрдость .

Самым древних способом получения железа считается сыродутный процесс . Когда железо получали из руды в небольших печах, создаваемых в первое время в земле. Сыродутным этот способ называется из-за того, что воздух в печь подавался через поддув холодного "сырого" атмосферного воздуха . Данный процесс не позволял достичь
температуры плавления железа 1537 градусов, а держался максимально на уровне 1200 градусов , что позволяло создать атмосферу варки железа. Железо после температурной обработки концентрировалось в тестообразном виде на дне печи, образуя крицу (железную губчатую массу с частицами несгоревшего древесного угля и примесями шлаков). Из крицы, которую извлекали в раскаленном виде, можно было что-то делать, только после очистки от шлаков и устранения губчатости . Для этого осуществлялась холодная и горячая ковка, которые заключались в периодическом прокаливании крицы и её проковывании. В результате создавались заготовки, которые можно было использовать для создания железных изделий. Весь процесс, как вы заметили, достаточно сложен и длителен, поэтому железо начали применять в металлургии так поздно. И даже сегодня, в век высоких технологий, обработка железа сильно изменилась, но главное, что данный металл остается основным материалом во всех сферах человеческой жизнедеятельности.

Следующая за каменным веком ступень в развитии человеческой культуры связана с искусством добывать из руды металл и его обрабатывать и называется, поэтому веком металлов. Он подразделяется на древнейший - бронзовый и позднейший - железный, начавшийся в доисторическую эпоху и продолжающийся в наши дни.

На эту высшую ступень человечество переходило от каменных орудий медленно и постепенно, и началом перехода следует считать уменье лить и ковать раскаленный металл. Где имелась в изобилии самородная медь, как в Америке, там и в неолитическую эпоху каменным молотом иди просто камнем ковали из холодного металла различные изделия; метеорное железо также употреблялось для изготовления наконечников стрел и копий, наравне с камнем.

Переход от камня к бронзе и железу происходил в разных странах в разное время и не везде с одинаковой последовательностью. Находки в некоторых местах, напр., в свайных постройках Швейцарии, в Египте и на холме Гиссарлик, где была древняя Троя, последовательно воспроизводят эволюцию неолитической культуры в железную, но в других местах от каменных изделий прямо переходят к железным. Так, в центральной и южной Африке над пластом каменного века непосредственно лежит пласт железной культуры, перенесенной туда в древнейшую эпоху, вероятно, из Египта. Многие современные народы, жившие в каменном веке, прямо перешли в железный век после соприкосновения с европейцами, уже давно пользующимися железом. С другой стороны, доисторическая культурная эпоха металлов постепенно переходит в эпоху историческую, начало которой современная наука отодвигает все дальше и дальше.

Первым металлом, из которого человек начал изготовлять орудия и оружие, была медь, так как она местами встречается в земле в самородном виде. Это применение меди было более или менее продолжительным, смотря по местности, и было вступлением к бронзовому веку. Так как медь очень мягка, то к ней стали прибавлять олово (около 10%) и получили бронзу, сплав с золотистым блеском и достаточной твердости. Вслед за бронзой, а может быть и раньше, началась обработка золота и серебра, но исключительно для украшений. Изделия из меди и бронзы в Старом Свете появились раньше в странах Передней Азии, где имеются и медь, и олово, затем в Египте и позже в Европе. В страны, где не было этих металлов, медные и бронзовые изделия проникали посредством торговли.

Топоры и секиры из меди

Все главные элементы человеческой культуры имеют взаимную органическую связь, и изменения одного из них влекут за собою изменения в материальной обстановке и всем укладе жизни человека. Подтверждением этого могут служить археологические находки в швейцарских свайных постройках.

В переходный период от камня к металлу, кроме каменных изделий, появляются медные инструменты, оружие и украшения; затем появляется бронза, сперва в небольшом количестве, но постепенно занимает господствующее положение. По форме эти медные и даже бронзовые изделия долго не отличаются от каменных, но с течением времени, становятся целесообразнее, разнообразнее и изящнее. Появляются литые или дутые бронзовые топоры (цельты), узкие и широкие долота для плотничьих и столярных работ, пунсоны для выдавливания узоров на металле, ножи со шпеньком для рукоятки, обоюдоострые мечи с ножнами, изящные булавки, браслеты и др. украшения. Благодаря улучшенным, металлическим инструментам явилась возможность отодвигать свайные постройки дальше от берега (на 200 - 300 м) и строить более обширные здания. Сваи построек часто имеют четырехугольную форму, и концы их хорошо обтесаны. Скромные хижины каменного века заменяются прочными и большими домами, служащими приютом не только для человека, но и для домашних животных. Инвентарь этих жилищ, керамические изделия, украшения из золота и янтаря свидетельствуют о стремлении обитателей этих жилищ не только к комфорту, но и к роскоши. Кроме жилых построек, существовали и мастерские, в которых найдены куски бронзы, плавильные тигли, формы и инструменты для отливки и обработки металла. В странах древнего Востока мы найдем еще более крупные и даже грандиозные достижения материальной культуры бронзового века.

В этот период большие успехи сделало земледелие и скотоводство. Мотыжная обработка земли заменяется обработкой плугом, в который впрягаются животные, и, благодаря этому, расширяется площадь возделываемой земли и посевы злаков; в сухих земледельческих областях широко применяется искусственное орошение. В связи с земледелием приняло значительные размеры скотоводство, обеспечивая, таким образом, наибольшую устойчивость сельского хозяйства. Появились новые породы рогатого скота и лошадей, получивших более широкое распространение, крупных собак, изображения которых встречаются на ассирийских памятниках, началось разведение домашней птицы (куры, павлины, гуси, утки). В числе домашних животных в Египте появляется кошка, пользовавшаяся там религиозным почетом, как добрый дух дома; но она долго ограничивалась пределами Египта, не проникая далеко даже вглубь Африки.

В бронзовый век возникает не только речное, но и морское судоходство, развивается торговля, появляются деньги, письменность, искусство и наука, формируются и выступают на историческую сцену народы и государства. Значительная часть истории древнего Востока протекает в пределах бронзового века. В Месопотамии медный век начинается в 6000 года до p. X. у сумиров, положивших начало высокой вавилонской культуре, развитой и дополненной семитами, бронзовый с 4000 г. до 1700 г. до p. X., когда возникло и процветало древне-Вавилонское царство. В Египте медь появляется с 5000 г. вместе с вторжением из Азии семитов, но бронза остается при царях III-XVII династий (1300-1600 г.). О культурных достижениях этого периода можно судить по постройке пирамид (III-V династии) и другим памятникам древнего Египта. К бронзовому веку относится история евреев, начиная с Авраама (2000 г. до p. X.), и финикийских мореходов, изобретателей нашего алфавита. С конца 3-го тысячелетия до 1250 г. до p. X. на острове Крите и берегах Эгейского моря развивается, открытая благодаря исследованиям англичанина Эванса и других археологов, удивительная по своим достижениям в области техники и искусства Критская или Эгейская культура. Под ее влиянием зарождается греческая бронзовая культура (с 2500 г. до p. X.), конец которой совпадает со временем появления поэм Гомера. В Индии и Китае известны археологические находки неолитической, медной и бронзовой эпох, но их хронологию не удалось установить. В Японию бронза попала около 1500 г. до p. X., железо - около 700 г. до p. X. В Америке (в Мексике и Перу) туземцы не были знакомы с железом и употребляли медные и бронзовые орудия, не расставаясь, однако, с каменными. Кроме того, они пользовались для сплавов оловом, свинцом, золотом и серебром (в перуанской бронзе от 5%-10% серебра). Типы и форма американских бронзовых изделий соответствуют европейским. Достижения американской бронзовой культуры были довольно высоки, но все-таки она уступала Старому Свету, так как она не имела домашних животных (за исключением ламы) и ограничивалась мотыжным земледелием.

Железо появилось в Египте и Ассиро-Вавилонии около 1500 г. до p. X., в Европе несколько позже (в конце второго тысячелетия до p. X.).

В Гомеровскую эпоху железо было редкостью и употреблялось только для украшений и только с VI-го века до p. X. в Европе оно окончательно вытесняет бронзу. Причина позднего появления железа не единственно в Европе, но и на более культурном Востоке, заключается в трудности его добывания и обработки. Железо плавится только при температуре 1600° Ц. и с трудом отделяется от руды. Древнейшее железо - мягкое и содержит много шлаков, позже оно становится лучше, а римляне научились превращать его в сталь. Выплавлялось железо в закрытых глиняных печах, где слои руды чередовались со слоями древесного угля, и металл собирался в тиглях на дне печи.

После охлаждения печи железные болванки поступали в дальнейшую обработку.

Начало железного века в Европе называется галльштаттским периодом (1000 -500 г. до p. X.), а последующий период, когда железо окончательно вытеснило бронзу и вошло в полное употребление, называется ла-тенским.

Железный век в Европе, прежде всего, проложил себе дорогу в Италии, где, кроме латинов, с VIII в. начали селиться греческие колонисты, и около 900 г. до p. X. поселился загадочный народ этруски, коренастый, темнокожий, невысокого роста, не походивший ни по наружности, ни по языку, ни на греков, ни на римлян. Полагают, что родина этрусков - Малая Азия и северные острова Эгейского моря. Этрусские древности (живопись, сосуды, изделия из бронзы и железа, развалины укреплений, храмов и т. п.) свидетельствуют о высоком уровне этрусской культуры, оказавшей влияние на римлян.

Этруски и находившиеся у них на службе греки были искусными мастерами по выделке изделий из бронзы и железа. Этруски долго боролись с римлянами, причем железо играло важную роль в этой борьбе: этрусский царь Порсенна, победив римлян, обязал их не обрабатывать железа.

Полную картину высокого уровня культуры в первый период европейского железного века дают археологические находки в Галльштатте, в окрестностях которого с древних времен разрабатывались соляные копи, служившие источником благосостояния обитателей этой местности. Там было исследовано (1846 по 1886 г.) больше тысячи могил, в которых положены были вместе с трупами самые разнообразные вещи. Встречаются изредка каменные изделия, много бронзовых, но железные преобладают. Из железа сделаны мечи и кинжалы (с бронзовой рукояткой), наконечники стрел и копий, топоры, ножи, долота и др. инструменты. Очень изящны украшения и сосуды из бронзы, глиняные сосуды, сделанные от руки, красивой формы, покрытые графитом или раскрашенными орнаментами и рисунками. Все эти находки свидетельствуют о высоком культурном уровне населения, развитой технике, стремлении к роскоши и указывают на отдаленные торговые сношения с севером (янтарь) и югом (вещи в италийском и греческом стиле).

Ла-тенские изделия обозначают полное наступления для западной и средней Европы железного века и его культуры, которая распространялась из Галлии в Германию. Эти изделия в техническом отношении выше галльштаттских и обнаруживают больше стремления к практичности, чем к роскоши. Железные орудия в Ла-тенскую эпоху делаются совершенно необходимыми, и за них платят монетой, чеканка которой представляет подражание греческим и римским монетам. В гончарном деле появляется станок и гончарные печи. В Галлии вырастают укрепленные города, за толстыми стенами которых, в домиках из сырцового кирпича укрывается население.

В Восточной Европе на севере господствует в бронзовом и железном веках отличный от западно-европейского так наз. урало-алтайский стиль, а на юге — скифский (курганы), отражающий греческое влияние.

Мы познакомились с возникновением и развитием первобытной культуры, достижения которой имеют несомненную связь с настоящим и являются исходными пунктами культурного пути современного человечества. Долог и тернист был этот путь, на котором одни народы погибли или отстали, другие далеко ушли вперед. Чем ближе к нашему времени, тем быстрее и дружнее становится эго движение; втягивающее в себя и отставших. История человеческой культуры, поскольку она нам известна, охватывает сравнительно небольшой период времени и открывает человечеству необъятные перспективы. И древнейшие, и новейшие культурные народы, если рассматривать их историю с точки зрения древности человеческого рода вообще, представляют собою лишь крохотные побеги на древнем стволе человечества, корни которого теряются в глубине отдаленнейших периодов жизни земли. А эти века в жизни земли являются опять-таки лишь короткими моментами по сравнению с теми миллионами лет, в которые продолжалось развитие мироздания.