Τράπεζα Κύπρου & Εφημερίδα Πολίτης

Η πυρομεταλλουργική κατεργασία των θειούχων ορυκτών χαλκού, που αποτελούν τα κύρια χαλκούχα ορυκτά των κοιτασμάτων της Κύπρου, είναι τεχνικά πολύπλοκη και ενεργοβόρα. Η κατεργασία διαχωρίζεται σε δυο κύριες φάσεις: Την οξειδωτική (φρύξη) που πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες 870 βαθμών Κελσίου και κατά τη διάρκεια της οποίας οι θειούχες ενώσεις του χαλκού μετατρέπονται σε οξείδια, και την αναγωγική (τήξη) κατά την οποία παράγεται ακάθαρτος χαλκός και σκουριά. Ο καθαρισμός του παραγόμενου χαλκού επιτυγχανόταν με σειρά τήξεων, που πραγματοποιούνταν κάτω από ειδικές συνθήκες με προσθήκη στο τήγμα κατάλληλων υλικών, γνωστών στη μεταλλουργία ως συλλιπασμάτων, και αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας. Το τελικό προϊόν χυνόταν σε καλούπια για να πάρει το χαρακτηριστικό σχήμα του ταλάντου (σχήμα δέρματος βοδιού) με το οποίο εξηγούνταν σε όλο τον τότε γνωστό κόσμο (βλέπε φωτογραφία ταλάντου χαλκού στο λήμμα μεταλλεία).

Αναλύσεις που έγιναν σε τάλαντα χαλκού από την Κύπρο έδειξαν πως ο βαθμός καθαρότητας του χαλκού είναι πολύ ψηλός και κυμαίνεται μεταξύ 98 και 99% με ελάχιστο ποσοστό ξένων προσμείξεων. Το βάρος των ταλάντων δεν είναι σταθερό και κυμαίνεται μεταξύ 30 και 40 χιλιογράμμων, π.χ το γνωστό τάλαντο χαλκού της  Έγκωμης που εκτίθεται στο Κυπριακό Μουσείο  έχει βάρος 39,8 χιλιόγραμμα ενώ παρόμοιό του που βρέθηκε στις ανασκαφές της  Έγκωμης το 1896 και βρίσκεται στο Βρετανικό Μουσείο, ζυγίζει 37,02 χιλιόγραμμα.

Η φρύξη γινόταν είτε σε ανοικτούς χώρους είτε σε ειδικά κατασκευασμένους ορθογώνιους χώρους που λαξεύονταν στη λάβα η οποία περιβάλλει τα χαλκούχα κοιτάσματα, όπως απέδειξαν ανασκαφές στην τοποθεσία Αλμυράς της Αγίας Βαρβάρας. Η τήξη γινόταν σε μικρά καμίνια κυλινδρικού σχήματος και διαμέτρου 40-50 εκατοστών που κτίζονταν συνήθως με πέτρες του ποταμού και πηλό. Τις πέτρες επέλεγαν συνήθως με προσοχή για να μπορούν να αντέξουν στις ψηλές θερμοκρασίες που είναι απαραίτητες για την τήξη του μεταλλεύματος. Τέτοιες πέτρες είναι υπερβασικής σύστασης και προέρχονται από τη διάβρωση των υπερβασικών πετρωμάτων του Τροόδους.

Για να επιτευχθεί η φρύξη και η τήξη, το πλούσιο χαλκούχο μετάλλευμα θραυόταν σε μικρά τεμάχια και ακολούθως, με τη χρήση λίθινων γουδιών και χειρομύλων, ελειοτριβείτο. Ύστερα αναμειγνύετο με διάφορα συλλιπάσματα όπως ούμπρα (που είναι πλούσια σε μαγγάνιο) για μείωση του σημείου τήξης του μεταλλεύματος και για βελτίωση της ρευστότητας της σκουριάς. Προσετίθετο επίσης διοξείδιο του πυριτίου το οποίο, παρ' όλον ότι υψώνει το σημείο τήξης και το ιξώδες της σκουριάς, είναι απαραίτητο στην τήξη διότι μειώνει το ειδικό βάρος και διευκολύνει τον διαχωρισμό σκουριάς-μετάλλου. Επίσης με την προσθήκη διοξειδίου του πυριτίου εμποδίζεται η διάλυση του χαλκού στη σκουριά και επομένως η απώλεια μετάλλου. Στη συνέχεια το μείγμα διαβρεχόταν με νερό, πλαθόταν σε μικρές σφαίρες οι οποίες τοποθετούνταν στο καμίνι σε στρώσεις εναλλασσόμενες με στρώσεις ξυλοκάρβουνου. Τελικά ολόκληρο το μείγμα καλυπτόταν με ξυλοκάρβουνο και αναφλεγόταν. Για διοχέτευση του αέρα για πλήρη καύση και για να επιτευχθεί η υψηλή θερμοκρασία τήξης του μεταλλεύματος που υπερβαίνει τους 1250 βαθμούς Κελσίου, χρησιμοποιούνταν φυσητήρες κατασκευασμένοι από δέρμα ζώων. Επίσης για σκοπούς καλύτερου αερισμού αλλά και για να μπορεί η σκουριά να ρέει σε χαμηλότερα επίπεδα, τα καμίνια κατασκευάζονταν σε ανυψωμένο έδαφος.

Όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, η πυρομεταλλουργική αυτή κατεργασία των χαλκούχων θειούχων ορυκτών για παραγωγή μεταλλικού χαλκού είναι πολύ ενεργοβόρα. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι πρόσφατες έρευνες απέδειξαν ότι η συνολική ενέργεια που χρειάζεται για παραγωγή ενός κιλού μεταλλικού χαλκού από χαλκούχα θειούχα ορυκτά είναι 300 περίπου κιλά ξυλοκάρβουνου. Εάν δε ληφθεί υπόψιν ότι κατά τη διάρκεια της τρισχιλιετούς ιστορίας της αρχαίας μεταλλευτικής βιομηχανίας παρήχθησαν 200.000 τόνοι μεταλλικού χαλκού, η ποσότητα του ξυλοκάρβουνου που καταναλώθηκε ανέρχεται σε 60.000.000 τόνους. Για να παραχθεί δε η ποσότητα αυτή, υπολογίσθηκε ότι χρειάσθηκε να καταστραφούν 150.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα δασικής έκτασης. Επειδή όμως η ολική έκταση της Κύπρου είναι μόνον 9.251 τετραγωνικά χιλιόμετρα, εύκολα συμπεραίνεται ότι τα δάση της Κύπρου καταστράφηκαν και αναδημιουργήθηκαν τουλάχιστον 16 φορές κατά την περίοδο αυτή για ικανοποίηση μόνο των αναγκών της μεταλλουργίας χαλκού. Την καταστροφή αυτή των δασών της Κύπρου την αποδίδει πολύ παραστατικά ο γεωγράφος Στράβων (64 π.Χ.-19 μ.Χ.) στα Γεωγραφικά του, βασιζόμενος σε αρχαιότερες πηγές όπως του Ερατοσθένη: Και τα μεταλλεία χαλκού είναι άφθονα εκείνα της Ταμασσού, όπου γίνεται το χαλκανθές (θειικός χαλκός) και η σκουριά (οξείδωση) του χαλκού, χρήσιμα στις ιατρικές τέχνες. Ο Ερατοσθένης λέει ότι στην παλαιά εποχή δασονομούσαν οι πεδιάδες ως το σημείο που να σκεπάζονται ολόκληρες από δάση και να μην καλλιεργούνται, πράγμα που ωφελούσε για τούτο λίγο τα μεταλλεία γιατί έκοβαν τα δέντρα για την καύση (λειώσιμο) του χαλκού και του αργύρου (ΑΚΕΠ , Β, 173.1).