Металлы - дар небесных богов

Но если таких экспериментов не было, то как человек смог заранее определить, какие именно руды надо было взять?..

Рис. 40. Горы шлака – проблема современной металлургии

Тут мы плавно подошли к другому важному фактору – подбору правильного состава шихты. Мало подобрать правильную руду, мало ее раздробить на мелкие кусочки (для более удачной плавки) – надо еще подобрать флюсы, то есть добавки. В частности, для получения мышьяковистой бронзы нужно к медной руде добавить еще руду, содержащую мышьяк.

Дело в том, что мышьяк хоть часто и присутствует в медных рудах, но его там не так уж и много. В качестве ориентира тут можно использовать значение 0,5% – количество мышьяка в бронзе, которое рассматривается историками металлургии в качестве своеобразного рубежа между естественными и искусственными бронзами. Исследователи пришли к выводу, что до 0,5% мышьяка в выплавленной бронзе можно было получить благодаря его естественным примесям в медной руде. Для получения же содержания мышьяка в количестве 0,5% и более древний металлург должен был специально добавлять в шихту содержащую мышьяк руду – например, арсенопирит (мышьяковый колчедан) FeAsS.

Упомянутые «рубежные» полпроцента весьма показательны, поскольку даже самые древние изделия из мышьяковистой бронзы содержат мышьяка заметно больше. И это указывает на то, что еще на заре металлургии мастера целенаправленно добавляли в шихту мышьяковую руду. А следовательно, уже тогда они знали как свойства этих руд, так и последствия добавления мышьяка в состав смеси, загружаемой в тигель перед плавкой…

Но вот, что любопытно. Ранее упоминался такой недостаток мышьяковистой бронзы, как потеря мышьяка из сплава при его переплавке, что автоматически приводит к потере качества бронзы.

Легко напрашивается простейшее решение данной проблемы – при переплавке добавлять минералы, содержащие мышьяк. В таком случае можно было не только сохранить, но и даже улучшить свойства бронзы – при правильной подборке соотношения переплавляемого металла и мышьяковой руды в шихте.

Однако во всех имеющихся работах по древней металлургии отмечается данный недостаток мышьяковистой бронзы, но нигде не указывается, что древние мастера хоть где-нибудь использовали бы при переплавке указанное простейшее решение проблемы.

«…в древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно, в виду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт, или на переплавку. Но особенностью мышьяка отличительной является возгонка уже при температурах около 600^oС. Именно в таких условиях и проводился смягчающий отжиг бронзовых изделий при их перековке. Таким образом, теряя часть мышьяка, металл изменял свои механические свойства в худшую сторону. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до I тысячелетия до нашей эры, изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из «первородного» металла» (П.Черноусов, В.Мапельман, О.Голубев, «Металлургия железа в истории цивилизации»).

Как же так?.. Если древние металлурги действительно знали свойства мышьяковых руд и последствия их добавления, то почему они не использовали это свое знание при переработке изделий мышьяковистой бронзы?.. Если добавка мышьяковой руды в шихту при первичной выплавке бронзы была результатом многочисленных и длительных экспериментов, то почему такие же эксперименты так и не были проведены при вторичной переплавке бронзы?..

Возникает очень серьезное противоречие, которое указывает на то, что древние металлурги лишь воспроизводили заранее выученные готовые процедуры при выплавке металла из руды. А знания сути и химических последствий этих процедур у них вовсе не было!..

Рис. 41. Арсенопирит

С составом шихты при выплавке бронзы древними мастерами связана еще одна странность. Дело в том, что в качестве полезного флюса (то есть добавки) часто используются вещества, содержащие соединения кальция, которые существенно уменьшают температуру, необходимую для выплавки металла. Вдобавок, эти вещества облегчают вывод в шлаки соединений кремния (например, того же песка – то есть оксида кремния SiO₂). На более поздних этапах в качестве такого вещества использовали доломит CaMg(CO₃)₂ – минерал из класса карбонатов. А на заре металлургии, как показывают археологические находки в местах обитания древних металлургов, вместо доломита использовались… размолотые кости домашних животных!..

Конечно, многим читателям знакома детская сказка про кашу из топора, в которой находчивый солдат хитростью выманивает у жадной хозяйки продукты для приготовления каши, обещая в итоге накормить ее сваренным топором. Но это – в сказке. А в каком таком сумасшедшем эксперименте древнему металлургу вдруг пришло бы в голову смешать в одном котелке камни и кости домашних животных и поставить все это на огонь?!.

Рис. 42. Как в «рудный суп» древнего металлурга попали кости домашних животных?..

И еще один момент. Как указывалось ранее, для успешной плавки металла из руды далеко не последним фактором оказывается правильный выбор топлива, которое способно обеспечить, с одной стороны, необходимую температуру, а с другой – восстановительную атмосферу в зоне плавки.

Спору нет – древесный уголь для решения этой задачи вполне подходит. Он способен поддерживать высокую температуру горения, а в условиях дефицита воздуха (то есть кислорода) обеспечивать в процессе горения создание окиси углерода СО, являющейся хорошим восстановителем. В условиях изобилия лесов получение древесного угля также не представляет какой-то особой проблемы.

Но представим теперь древнего «экспериментатора», который, как нас уверяют историки, пришел к идее выплавки металла, засовывая в огонь все подряд. Тогда почему среди тех камней, которые этот «экспериментатор» попробовал на взаимодействие с огнем, не оказался каменный уголь?.. Точнее – почему каменный уголь не оказался тем топливом, который использовался для выплавки металлов?..

Не обязательно каменный уголь должен был вытеснить уголь древесный, как это произошло в современной металлургии. Но он вполне мог быть использован параллельно с древесным углем. Однако среди известных древних мест металлургии нет ни одного (!), где были бы найдены признаки использования для плавки руды каменного угля – даже там, где поблизости имеются вполне доступные его залежи. Скажем, на территории современной Турции находится один из древнейших металлургических центров; каменный уголь – одно из основных полезных ископаемых, добываемых ныне в этой стране; но нет ни единой находки, которая указала бы на его использование древними металлургами.

Для версии появления металлургии в результате «случайного экспериментирования» это просто немыслимо. Однако это – факт!..

Рис. 43. Добыча каменного угля в открытом разрезе

Как можно видеть, эмпирические данные – как археологические находки, так и их отсутствие – оказываются вовсе не на стороне версии о возникновении металлургии в результате «случайного экспериментирования». И уж совсем маловероятной оказывается эта версия, если учесть, какие факторы оказывают влияние на успешность выплавки металла из руды, и сколько этих факторов.

«Яркий пример – феномен Каргалинских рудников (Южное Приуралье). Во втором тысячелетии до Р.Х. здесь был крупнейший центр добычи медных руд. После исхода (по невыясненным причинам) знатоков горного дела – сменяющие друг друга народы почти три тысячелетия не смогли овладеть металлом. В XVIII веке русские рудознатцы пытались наладить производство – тщетно, затем приглашали немцев, англичан и только за полстолетия интенсивных попыток лучших специалистов удалось выплавить каргалинскую медь. Поэтому – отнюдь «не каждый» и «не всегда» повторит то, чем владели древние» (Г.Гайко, интервью еженедельнику «Неделя-плюс»).