Historický vývoj těžby a výroby neželezných kovů v Čechách

První zmínky máme z doby bronzové, kdy se kromě mědi zpracovávalo už i zlato.
Keltové už museli ovládat slévačské práce týkající se zlata, neboť používali mince a napodobovali makedonské helénistické ražby. V hliněných deskách s důlky byla roztavována přesně odvážená množství zlata. Získané pecky se pak razily. Zdrojem zlata keltských prospektorů byly písky jihočeských řek - Otavy, Lomnice a Vydry. Keltské mince, tzv. duhovky, jsou z velmi čistého zlata, které možná bylo nějakým způsobem rafinováno.
Po příchodu Slovanů se dostalo slévačství do zcela jiné úlohy. Toto metalurgické odvětví, pracující s neželeznými a často drahými kovy, prakticky splynulo se šperkařstvím a se zlatnictvím. Zlatníci ovládali drobnou, tzv. makovou granulaci, což je spájení plošek se zrnky drahého kovu, dále filigrán, který aplikovaly na různé druhy náušnic, plátování, tlačení zlatého a stříbrného plechu a jeho formování do tvaru kulovitých knoflíků (tzv. gombíků) se složitým ornamentem. Filigránová technika (splétání drátu) se někdy přiblížila až téměř k provaznické práci. Avšak slévačská práce začala sloužit už i jinému účelu, a to pravděpodobně k lití zvonů.

V počátcích feudálního období (10.-13.století) se vyrábělo zlato a pravděpodobně i cín, zatímco stříbro se získávalo spíše obchodem a válečným lupem než jeho výrobou. Pro dobývání zlata byly u nás vhodné podmínky, neboť šumavská primární ložiska dala vzniknout rozsáhlým rýžoviskům v povodí Blanice, Volyňky a Otavy. Na zlato jako platidlo ukazují zmínky od 10. století. Vratislav obdaroval roku 1085 trevírského arcibiskupa za korunovaci „nesmírným nákladem zlata a stříbra“, biskup Heřman půjčil roku 1107 Svatoplukovi 70 hřiven čistého zlata, kostel vyšehradský dostal roku 1129 od knížete svícen vyrobený z 12 hřiven zlata a podobně.
K dobývání zlata z rýží nebylo třeba žádné velké techniky. Stačily k tomu necičky, jež se naplnily zlatonosným materiálem a pohybovalo se jimi sem a tam proti proudu, lehké částice se odplavily a těžké zůstaly v necičkách. Zlato z rýží bylo poměrně čisté a původně nabylo patrně čištěno. Od stříbra se oddělovalo starým způsobem - tavením zlata v kelímcích s olovem, solí a plevami, kterými se zlato zbavilo síry i stříbra. Dalším způsobem bylo tavení zlata se solí a skalicemi nebo kamencem, či tavením se sírou, nebo sazemi, solí a moukou.
Výhodné podmínky byly u nás i pro rýžování cínovce. Primární cínovcová ložiska dala vzniknout rýžím, jež mohly jít po potocích až do Ohře. Původní výroba cínu z cínovcových krup byla jednoduchá, neboť cínovec se začíná redukovat již při 400°. Do jámy se dalo dřevo a na ně cínovcové kroupy; cínovec se redukoval dřevěným uhlím, které vzniklo nedostatečným hořením dřeva a cín se shromáždil na dně jámy. Ztráty při této výrobě byly značné. Velmi brzy se patrně začala ruda upravovat pražením, kterým se odstranila sýra, arsen a antimon; železo přecházelo do strusky.
V době raně feudální bylo běžným kovem i stříbro. Stříbrné rudy se dělí na tzv. ušlechtilé rudy stříbrné, kde obsah stříbra dosahuje několika desítek procent. Do druhé skupiny pak patří běžné měděné a olovnatozinkové rudy s příměsí stříbra v setinách procent. Z bohatých rud se stříbro vyrábělo přímým zolovňováním, to je zasypáváním do roztaveného olova. Získala se tak slitina olova se stříbrem, ze které se oddělilo stříbro sháněním, to je pálením slitiny, při čemž se oxidovalo olovo na kysličník a kovové stříbro se uvolnilo.
V období vrcholného feudalismu (13.-16. století) se nová technika, svobodný havíř a nový podnikatel přirozeně uplatnili nejdůrazněji při dolování stříbronosných rud, neboť stříbro se stalo krví nového hospodářství. Význam, který získávaly v hospodářství země kovy, zvláště drahé, vedl k tomu, že právo na nerostné suroviny si snažil zajistit panovník. Jeho právo se nazývalo horní regál. Pro naše hornictví v době vrcholného feudalismu je charakteristický důraz, s jakým králové uplatňovali svá regální práva, dále poměrně značné horní svobody pro těžaře a horníky a velká moc, kterou získávala královská báňská města. V popředí zájmu báňského podnikatele byly stříbro, cín a měď. Železné rudy velké je nezajímaly, protože výroba železa nestačila krýt ani domácí spotřebu. Hlavními středisky báňské činnosti byly Jihlava, Havlíčkobrodsko, ale nejvýznamnějším báňským střediskem se stala koncem 13. století Kutná Hora, kde se rozkřikla pověst o nových bohatých nálezech rudy. Bohatství kutnohorských dolů umožnilo reformu českého mincovnictví, a tak se od roku 1300 začaly ve Vlašském dvoře razit velmi hodnotné pražské groše, jež se staly hledanou mincí středověké Evropy.

Ve 14. století došlo u nás i k hlubinnému dolování zlata. Hlavními středisky se staly Kašperské Hory, Jílové, Knín a Krásná Hora. Rýžování zlata bylo čím dál tím víc zatlačováno na území, kde nemohlo vadit zemědělství.
Podobně i u cínovce se začalo přecházet na hlubinné dolování. Velký význam mělo hutnictví drahých a barevných kovů. To předpokládalo zvládnutí základních chemických pochodů a empirickou znalost chemických vlastností jednotlivých kovů. Při jejich výrobě se používalo pouze pochodů na cestě suché, hydrometalurgických pochodů se používalo pouze při cementaci a odlučování kovů. Zatímco pražení se provádělo buď volně na hromadách nebo v primitivních pálacích pecích, k tavení se užívalo šachtových pecí tří typů jako dnes, to jest kelímkových, žlábkových a tůňových lišících se tvarem nístěje. I sháněcí pece byly podobné dnešním. Palivem bylo dřevěné uhlí.
Nejjednodušší bylo získávání zlata rýžováním; ze získaného šlichu se zlato buď vytavilo, anebo, což později převládlo, se šlichy mísili se rtutí a ze vzniklého amalgamu se zlato získalo vyžíháním. Bohatší rudy zlata se tavily v kelímcích tak, aby se zlato soustřeďovalo do olova, mědi nebo antimonu, který se přidával jako sirník, z něhož se antimon vyredukoval železem nebo mědí. K oxidaci obecných kovů se přidával ledek, nebo se tavení opakovalo, takže olovo, antimon nebo měď, obsahující zlato, se mohly přímo zpracovat sháněním.
Rudy s ryzím stříbrem byly přímo zolovňovány, to jest vnášeny do roztaveného olova. Vláskové stříbro se tavilo v uzavřené hliněné nádobě nebo se zolovňovalo v kelímku, aby nedošlo ke ztrátám. Stříbronosné měděné rudy byly nejdříve praženy, a pak v žlábkové peci taveny na kamínek, z něhož se opakovaným pražením a tavením získávala měď se stříbrem.
Výroba olova u nás nikdy nedosáhla větších rozměrů. pokud se olovo vyrábělo, používalo se metody pražně-redukční, která v principu spočívala v oxidaci galenitu na kysličník a síran olovnatý, které se sirníkem olovnatým reagují za vzniku olova.
Důležitým výrobkem našich hutí byl cín. Na základě zkušeností o ztrátách kovu bylo používáno vyšších a užších šachtových pecí se šikmým dnem z málo pórovitého materiálu, opatřených prachovými komorami. Aby tavba probíhala plynule a nezvyšoval se zbytečně struskový materiál, užívalo se praného uhlí a vytavený kov v předpecí byl před oxidací chráněn vrstvou uhelného prachu. Cín a cínovec, který přešel do strusky byly získávány propíráním. Značná pozornost byly věnována rafinaci kovu, neboť na jeho čistotě závisela jeho cena.
Hutnictví ostatních známých kovů mělo podřadný význam. Rtuť, pokud byla ryzí, se vypírala a čistila lisováním; chudší a sulfidické rudy se pálily za nepřístupu vzduchu v hliněných retorách a odlisovatelná rtuť se kondenzovala v jímadle.

V poslední etapě feudální techniky (od 16. do konce 18. století) byl vyřešen problém starých hutníků stříbronosných rud. Tímto problémem bylo tak zvané blejno, jež dávalo silně viskózní strusky, které zadržovaly sulfidy olova a stříbra. Tavení blejnových rud se podařilo zčásti vyřešit ve Štiavnici . Štiavnická metoda se však pro všechny rudy nehodila, a proto byla uvítána amalgamační metoda, kterou vypracoval Born (amalgamovat-spojovat kov se rtutí). Amalgamace se používalo od pradávna k výrobě zlata za surovin obsahujících ryzí zlato. U stříbrných rud se mohlo amalgamace používat také pouze u rudniny s ryzím stříbrem a teprve od poloviny 16. století se podařilo Bartolovi de Medina v Mexiku vypracovat amalgamační proces pro sulfidy stříbra, tak zvaný patio-proces, to jest amalgamace argentitu za studena, při čemž se přidávala sůl a modrá skalice. Druhý amalgamační proces, vypracovaný koncem 16. století Alvarem Alfonsem Barbou, byla amalgamace za tepla, prováděná v měděných kotlích. Ačkoli v Evropě byla známa amalgamace stříbrných rud již v 16.století, dlouho se neprosadila a klasický způsob převádění stříbra do olova přežíval až do 80.let 18.století.
Tehdy Born zdokonalil Barbovu metodu zvláště v její první fázi, to jest v úpravě rudy. Dobře rozmělněnou rudu nejprve pražil se 7-8% kuchyňské soli, pak prosíval a mlel a získanou směs amalgamoval v měděných kotlích, pod kterými se topilo. Aby se hmota v kotli nepřehřála, nepřetržitě se promíchávala, po 20-24 hodinách se obsah kotle vylili do vody a z oddělené amalgamy se oddestilovala rtuť.
C. E. Gellert vypracoval metodu, kdy použil amalgamace za studena ve dřevěných sudech, v nichž se uváděla hmota do rychlého a trvalého pohybu. Reakcí uvolněné teplo zajišťovalo dostatečnou teplotu pro efektivní průběh reakce. Tak vznikla „evropská sudová amalgamace“. Tuto metodu zdokonalil štiavnický profesor Ruprecht. Reagující látky uváděl do pohybu otáčením sudu a přidával amalgamační směsi měď a železo.

V 19st. nástup průmyslové revoluce v českých zemích si vynutil kvalitativní změny i v kovohutnictví.
Hutnictví neželezných kovů zůstávalo hluboko do 19.st.v zajetí metod vycházejících z tradiční empirie, po staletí se jen málo měnící. Teprve zvýšený zájem o analytickou chemii znamenal v tomto odvětví první známky změn. Od poloviny 19 st. se pak začaly provádět úplné analýzy rud, tavných přísad a hutných produktů a podle jejich výsledků se stanovily hutní procesy. Analýzami nerostných surovin se v této době začala zabývat řada badatelů. Tak např. J.J. Steinmann, profesor na pražské polytechnice v Praze a Fr.X.Yippe, ředitel báňské akademie v Příbrami a poté profesor na vídeňské univerzitě, studovali některé příbramské a jáchymovské rudy.Výzkum probíhal nejen v pracovnách jednotlivých badatelů a v laboratořích technických učilišť, ale i velké báňské závody začaly soustavně ve vlastních provozních laboratořích provádět rozbory rud i hutných meziproduktů. Tento trend byl podpořen r. 1864 zřízením státní hutnickochemické laboratoře ve Vídni, založené z popudu Adolfa Patery, který její výzkumnou činnost 25 následujících let řídil.
Od 60. let 19. st. do středu zájmů průmyslu se potom postupně dostávaly měď, olovo, cín a rtuť, později se zvýšila i spotřeba zinku, wolframu, niklu. Rozsah výroby drahých a barevných kovů byl dán povahou ložisek českých zemí, která z tohoto hlediska nebyla příliš příznivá.
Úměrně k využití v řemeslné a průmyslové výrobě se v údobí průmyslové revoluce zvyšoval i požadavek na produkci olova a klejtu. Tradičními dodavateli byly především revíry Stříbro, Oloví, Příbram a zčásti Jáchymov. Do poloviny 70. let výroba olova dostoupila výše téměř 30% celkové produkce v monarchii, produkce klejtu již tehdy přesáhla 90% a v následujících letech české země se staly plným 100% výhradními producenty olova v monarchii. Naproti tomu zcela nepostačující byla produkce mědi, jednoho z hlavních technických kovů té doby. V první polovině 19.st. probíhal bez valného výsledku průzkum krkonošských ložisek na Jilemnicku a Rokytnicku, v Krušných horách v okolí někdejších mědirudných oblastí Hory sv. Kateřiny a Měděnce se téměř nepracovalo. Také výr. cínu v níž české země společně se Saskem po několik století v minulosti dominovaly v evropské produkci, během 19. st. rychle klesala. Kolem poloviny 19. st. začala stoupat těžba rud s obsahem zinku, antimonu a uranu. Místem výskytu smolince byly revíry Jáchymov a Příbram. Průmyslové zpracování této rudy na uranové barvy se však od počátku 50. let minulého století soustředilo výhradně do jáchymovské statní továrny. Plný význam uranových rud byl ovšem poznán až po objevech radioaktivity a dalších radioaktivních prvků v 90. letech 19. st.
Ložiska českých zemí poskytovala i menší množství dalších barevných kovů, z nichž některé byly zpracovány již v předchozích století. Mezi ně patří kobalt, nikl, bismut, wolfram a mangan. Výskyt rud byl vázán převážně na pětiprvkové formace jáchymovského rudního okrsku v okolí Jachymova a Nejdku. Všechny tyto i další barevné kovy se v údobí průmyslové revoluce vyráběly v českých zemí ve zcela nepatrném množství, které nestačilo krýt poptávku. Musila být již od počátku druhé poloviny 19.st. uspokojena vzrůstajícím dovozem ze zahraničí.
Úroveň naší technické vyspělosti se začala zvedat zaměřením se na součinnost odborné školené inteligence. Začátek byl dán začleněním výuky chemie do osnov polytechnického ustavu v Praze již při jeho zřízeni r. 1806 zásluhou jeho zakladatele Fr.J. Gerstnera. Pro výchovu nastupující generace chemiků v první polovině 19.st. měli v tomto směru význam výklady prvních profesorů na katedře chemie – K.A. Neumanna, J. J. Steinmanna a K. N. Ballinga. Větší vliv na kovohutnickou úroveň měla ovšem báňská učiliště, zprvu jen báňská akademie v Báňské Štiavnici, od r. 1849 i vyšší montánní učiliště v Příbrami a ve štýrském Leobenu, v průběhu 60. let 19. st. povýšené na báňské akademie. Podstatným přínosem bylo i vytváření středního průmyslového školství, v němž získávaly přírodovědné a technické vzdělání střední vrstvy inteligence.
České kovohutnictví vstupovalo do průmyslového 19. století s výzbrojí, která se v porovnání s 18. stoletím příliš neměnila.Výroba kovů se prováděla tradičně suchou cestou, tedy žárovými pochody. Při ní byly podrobeny redukčnímu pochodu, tj. v různých, většinou po staletí konstrukčně shodných zařízeních se pražily a tavily na kamínky ( lech ) a na vedlejší produkty. Tento postup se musel opakovat několikrát, než byl získán relativně čistý kov.Zatímco pražení se provádělo buď volně na hromadách, nebo v primitivních plamenných pecích, k redukčnímu tavení se užívaly různé typy šachtových pecí s otevřenou či zavřenou výpustí.Také rafinační pece a způsoby přepalování kovů v kelímkových pecích se na počátku 19. století proti předchozí etapě příliš nelišily. Výroba kovů mokrým pochodem (vylouhováním) se užíval jen místy při výrobě surové mědi, případně při finální výrobě drahých kovů,zejména stříbra. Stálým cílem všech hutních pochodů bylo snížit ztráty na konečném produktu, které byly značně vysoké.

V letech 1880 až 1918 probíhal v českém kovohutnictví zrychlený technický rozvoj. Hutnictví kovů, obdobně jako hornictví bylo více než jiná odvětví závislé na celkovém stavu průmyslu, na jeho požadavcích a na obecném ekonomickém vývoji. Habsburská monarchie jako celek se ekonomicky i technicky opozdila za průmyslově vyspělými evropskými státy. Důsledkem byla i skutečnost, že se některé barevné kovy v našich zemích nevyráběly v dostatečném množství. Nicméně z technického hlediska české kovohutnictví v této době zaznamenalo již několik podstatných úspěchů. Zásluhu na tom měla opět řada českých chemiků. Patřil k nim zejména F.R.Štolba, prof. technické chemie na pražské technice, od r. 1902 první český doktor technických věd v oboru chemie. Z jeho prací lze uvést např. metodu zpracování telurových prutů a zlepšení řady analytických pracovních metod. Přínosem ke zlepšení chemických procesů při metalurgii barevných kovů byly zejména některé práce K. Preise, původně asistenta prof. V. Šafaříka, poté docenta hutnictví a posléze prof. anorganické a analytické chemie na Českém vysokém učení technickém v Praze, který byl i dlouholetým redaktorem Chemických listů. I někteří organičtí chemikové se aspoň okrajově či nepřímo dotýkali metalurgie a následného zpracování jejich produktů. Při výrobě stříbra od prvních let 20. století byly užity konvertory. Také redukční pochody prováděné dosud v polovysokých šachtových pecích se nyní prováděly ve vysokých pecích vytápěných koksem. Ke konstrukčnímu vývoji v kovohutnictví přispěla i řada českých techniků např. A. Exeli – vynalezl typ pancéřové pece na výrobu rtuti, lisu na rtuť a dalších zařízení. Kvalitativně novou metodou byla elektrolýza, která se od počátku 20. století teprve začala prosazovat při finální výrobě zlata, mědi ze stříbrných rud i přímo z měděných rud, cínu, antimonu, niklu i bismutu. I při ní je prokazatelný přínos českých chemiků. Nepochybně byla ještě řada dalších vynálezců, konstruktérů či zlepšovatelů, kteří přispěli k metodám kovohutnické technologie i k technické praxi.

Materiály: Luboš Nový - Dějiny techniky v Československu [do konce 18. století]
František Jílek –Studie o technice v Českých zemích [1800-1918]

Hodnocení referátu Historický vývoj těžby a výroby neželezných kovů v Čechách

Líbila se ti práce?

Podrobnosti

  28. prosinec 2012
  4 177×
  2508 slov

Komentáře k referátu Historický vývoj těžby a výroby neželezných kovů v Čechách