Από Δημήτρη Μπίτζιο, Dr. Γεωλόγο – Κοιτασματολόγο
4. ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΚΟΙΛΑΔΑ ΤΗΣ ΣΟΥΡΙΖΑΣ.
Τα εξορυγμένα μεταλλεύματα από τις επιφανειακές και υπόγειες μεταλλευτικές εργασίες μεταφέρονταν σε ειδικές εγκαταστάσεις Θραύσης και Λειοτρίβησης (ΕΙΚΟΝΑ 10).
Η πρωτογενής θραύση του μεταλλεύματος σε μικρότερα κομμάτια γινόταν με σιδερένια σφυριά (βαριοπούλες) σε επίπεδες μαρμάρινες πλάκες (ΕΙΚΟΝΑ 11Α), σε μέγεθος ρεβιθιού ή “οροβίτης λίθος” κατά τον Διόδωρο.
Τα θραυσμένα κομμάτια, οδηγούνταν στη συνέχεια για λειοτρίβηση (άλεση) σε παλινδρομικούς μύλους, (ΕΙΚΟΝΑ 11Β). Με ένα βραχίονα – μοχλό “κώπη”, που περνούσε δια μέσου μίας αύλακας στην ανώτερη πλάκα, κινούσαν παλινδρομικά την άνω πλάκα, σαν να έκαναν κουπί, (διατμητικός χαρακτήρας της τάσης) επιτυγχάνοντας έτσι τη βέλτιστη λειοτρίβηση χωρίς να σηκώνουν όλο το βάρος της πλάκας (Γ. Παπαδημητρίου 2013). Το προϊόν της λειοτρίβησης είχε τη διάσταση σιμιγδαλιού δηλαδή <1χλστμ.
Κύριος στόχος της λειοτρίβησης ήταν η αποδέσμευση (αποκόλληση) των μεταλλικών (χρήσιμων) από τους μη μεταλλικούς (στείρους) ορυκτούς κόκκους (ΕΙΚΟΝΑ 12 Β), ώστε να διευκολύνεται και να είναι αποδοτικότερη η κατεργασία του εμπλουτισμού που θα αναπτύξουμε πιο κάτω.
Μετά την θραύση και λειοτρίβηση του εξορυγμένου μεταλλεύματος ακολουθεί η κατεργασία του εμπλουτισμού στα πλυντήρια εμπλουτισμού (ΕΙΚΟΝΑ 13).
Γιατί όμως χρειαζόταν η διεργασία του εμπλουτισμού;
Το μετάλλευμα που εξορύχτηκε κατά την αρχαιότητα εκτιμάται (Κ. Κονοφάγος 1980) συνολικά σε 12 εκατομμύρια τόνους με 17,5% Pb και 350 γρ/τόνο Ag, που θεωρείτο όμως φτωχό μετάλλευμα για να οδηγηθεί κατευθείαν στις καμίνους τήξης και κυπέλλωσης προκειμένου να ανακτηθεί ο Άργυρος. Για το λόγο αυτό θα έπρεπε πρώτα να εμπλουτιστεί δηλαδή να παραχθεί ένα προϊόν με υψηλότερη περιεκτικότητα σε Ag.
Τα πλυντήρια εμπλουτισμού ήταν συνήθως εγκατεστημένα στο βάθος των κοιλάδων. Μία τέτοια χαρακτηριστική περίπτωση ήταν ο εκπληκτικός αρχαιολογικός χώρος (γνωστός ως “Ανασκαφή Ε. Κακαβογιάννη”) της Σούριζας (ΕΙΚΟΝΑ 14) που αποτελεί μία από τις σημαντικότερες και καλά οργανωμένες βιομηχανικές περιοχές της αρχαιότητας των κλασικών χρόνων. Με τη συνεχή ροή του νερού οι ανεξάρτητοι και αποδεσμευμένοι μεταλλικοί κόκκοι με τη μεγαλύτερη πυκνότητα, δηλαδή τα αργυρομολυβδούχα μεταλλεύματα, κατακάθιζαν στις κοιλότητες ενός ξύλινου ρείθρου (ΕΙΚΟΝΑ 15), ενώ οι ελαφρότεροι κόκκοι που ήταν κυρίως τα μη μεταλλικά ορυκτά, παρασύρονταν από το νερό, το οποίο μετά από καθαρισμό στις λεκάνες καθίζησης ανακυκλώνονταν. Το παραγόμενο μεταλλικό προϊόν αποτελεί το εμπλούτισμα ή συμπύκνωμα (σύμφωνα με την επιστημονική ορολογία) (ΕΙΚΟΝΑ 16) που εκτιμάται (Κ. Κονοφάγος, 1980) συνολικά κατά την αρχαία δραστηριότητα, σε 3 εκατομμύρια τόνους με 50% Pb και 1000 γρ/τόνο Ag.
Ο εμπλουτισμός στα πλυντήρια προϋπόθετε υψηλές καταναλώσεις σε νερό. Για παράδειγμα μία ετήσια κατεργασία 2000 τόνων μεταλλεύματος σε ένα επίπεδο πλυντήριο, απαιτούσε κατανάλωση σε νερό, της τάξης των 1000 μ3. Όμως υπήρχε ανεπάρκεια σε νερό λόγω της ανομβρίας της Λαυρεωτικής. Για το λόγο αυτό οι αρχαίοι μεταλλευτές είχαν αναπτύξει ένα αξιοθαύμαστο σύστημα ομβροδεξαμενών και υδραυλικών αγωγών για τη συλλογή της επιφανειακής απορροής καθώς και την μεταφορά και αποθήκευση του νερού (ΕΙΚΟΝΑ 17). Έτσι εξηγείται γιατί είχαν επιλέξει τις κοιλάδες για την εγκατάσταση των πλυντηρίων εμπλουτισμού. Ο επισκέπτης εντυπωσιάζεται από την εικόνα των μεγάλων δεξαμενών νερού (ομβροδεξαμενών) (ΕΙΚΟΝΑ 18 ) που συνήθως είχαν κυλινδρική μορφή με χωρητικότητα περίπου 300 m3, ενώ έχουν παρατηρηθεί και μεγαλύτερες που υπερέβαιναν τα 1000m3. Ένα αξιοσημείωτο τεχνολογικό και επιστημονικό επίτευγμα των αρχαίων μεταλλευτών ήταν το εσωτερικό επίχρισμα (σοβάς) των δεξαμενών για τη διασφάλιση της μεγαλύτερης δυνατής στεγανότητας, το οποίο έχει διατηρηθεί μέχρι και σήμερα, δηλαδή μετά παρέλευση 2500 ετών.
5.ΤΗΞΗ – ΚΥΠΕΛΛΩΣΗ- ΠΑΡΑΓΩΓΕΣ-ΧΡΗΣΕΙΣ
Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα, μετά από πλινθοποίηση, τήκονταν σε μεταλλουργική φρεατώδη φλογοκάμινο αναγωγικής τήξης (ΕΙΚΟΝΑ 19) με το κατάλληλο καύσιμο (ξυλάνθρακας), για την απόληψη ορισμένων μετάλλων είτε σε μεταλλική κατάσταση είτε σε χημική ένωση. Οι κάμινοι αυτοί ήταν κυλινδρικοί κατακόρυφοι, με διάμετρο περίπου 1-1,5μ. και ύψος που δεν ξεπερνούσε τα 4 μ. Δυστυχώς οι κάμινοι δεν περισώθηκαν διότι καταστράφηκαν από την νεότερη μεταλλευτική δραστηριότητα των 19ου και 20ου αι. Η αρχαία κάμινος τροφοδοτούνταν από μία οπή στα ανώτερα επίπεδά της, με πλινθοποιημένο μετάλλευμα, κυρίως από κερουσίτη (PbCO3) και με μικρές ποσότητες <10% θειούχου μεταλλεύματος μολύβδου (γαληνίτη-PbS). Το προϊόν της αναγωγικής τήξης ήταν ένα μεταλλικό κράμα μόλυβδου (Pb) και αργύρου (Ag). Στη συνέχεια ακολουθούσε η κατεργασία της κυπέλλωσης (ΕΙΚΟΝΑ 19) για τον διαχωρισμό του κράματος Pb-Ag, σε οξείδιο του μολύβδου που οι αρχαίοι μεταλλευτές το ονόμαζαν “λιθάργυρο”, και σε άργυρο που αποτελούσε τον κύριο στόχο της αρχαίας μεταλλευτικής και μεταλλουργικής δραστηριότητας. Από το οξείδιο του μολύβδου τον “λιθάργυρο” μετά από ανάτηξη παράγονταν μεταλλικός μόλυβδος.
Κατά το διάστημα της αρχαίας μεταλλευτικής δραστηριότητας (7ος – 1ος π.Χ) παράχθηκαν συνολικά, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του καθηγητή Κ. Κονοφάγου (1980), 1.400.000 τόνοι μετάλλου μολύβδου (Pb) και 3.500 τόνοι μετάλλου αργύρου (Ag). Η αξία των μετάλλων που παρήχθησαν, υπολογίζεται σε αρκετά δισεκατομμύρια ευρώ.
Ο παραγόμενος Άργυρος προοριζόταν κυρίως για κοπή αργυρών νομισμάτων (ΕΙΚΟΝΑ 20) στο νομισματοκοπείο της Αθηναϊκής Δημοκρατίας. Όταν περίσσευε, διοχετεύονταν στο εμπόριο ως “αργύριον άσημον” σε μικρά πλινθώματα, για πολυτελή αντικείμενα, ή για ιερά σκεύη και αφιερώματα, ή για έργα τέχνης αλλά και για κοσμήματα καθώς και για καθρέπτες.
Ο μόλυβδος διατίθονταν σε χελώνες ή σε μορφή ελασμάτων. Χρησιμοποιήθηκε για κατασκευή μολύβδινων συνδέσμων κτιρίων, ή σαν εξωτερικό περίβλημα των σιδερένιων συνδέσμων των δομικών λίθων των κτιρίων προς προστασία έναντι της οξείδωσης (ΕΙΚΟΝΑ 21) ή για την επιδιόρθωση ραγισμένων και σπασμένων αγγείων, ή για σφραγίδες ή για σταθμία, ή για επενδύσεις σε κατώφλια, ή για υφαντικά βάρη, η για σωλήνες, η για τη κατασκευή κλειδιών, κ.α.
Το αρχαίο μεταλλευτικό Λαύριο (1)
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ
Kakavoyannis ,E.,1988: The ancient Mines of Lavreotiki, Ministry of labor, Athens.
Κονοφάγος, Κ.Η.,1980: Το Αρχαίο Λαύριο και η Ελληνική Τεχνική Παραγωγής του Αργύρου. Εκδοτική Ελλάδος Α.Ε., Αθήνα, 458 σελ.
Μαρίνος, Γ.Π. & Petrascheck, W.E.,1956: Λαύριο. Γεωλογικαί και Γεωφυσικαί Μελέται, Τόμος IV, Νο. 1. Ινστιτούτο Γεωλογίας και Ερευνών Υπεδάφους, Αθήνα, 247 σελ.
Μπίτζιος, Δ., (2017): Παρουσίαση: Εντυπώσεις από ένα οδοιπορικό στο αρχαίο και νεότερο μεταλλευτικό Λαύριο. Γιατί θα πρέπει να επισκεφθείτε το Λαύριο.
Παπαδημητρίου, Γ., (2013): Τριβεία και Μύλοι κατά την Κλασσική Περίοδο. Από την οικιακή και την αγροτική οικονομία στα Μεταλλεία και τα Εργαστήρια του Λαυρίου. Διάλεξη ΕΜΑΕΤ.
Papadimitriou, G., (2015) : Ore Washeries And Water Cisterns in the mines of Laurion‐Attica
Skarpelis, N., 2007: The Lavrion deposit (SE Attica, Greece): Geology, mineralogy and minor elements chemistry.N.Jb.Miner.Abh.2007, Vol.183/3, 227–249p.
Skarpelis, N. and Argyraki, A., 2009: Geology and origin of the supergene ore at the Lavrion Pb-Ag-Zn deposit, Attica, Greece. Resource Geol., 59, 1–14p.
Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων και Μεταλλουργών του ΕΜΠ, (2017): Κεφάλαιο 1. Αποδέσμευση old-2017.
Π. Τζεφέρης , Μπίτζιος Δ.,(2019): Η κοιλάδα της Σούριζας, μία βιομηχανική περιοχή του αρχαίου μεταλλευτικού Λαυρίου.
Τσάιμου,Κ.Γ.,2015 : Λόγος και εικόνα η αρχαία μεταλλευτική και Μεταλλουργεία Αθήνα. Εκδόσεις Σταμούλη Α.Ε. Χορηγός Σ.Μ.Ε.