Metallurgie (auch Hüttenwesen oder Hüttenkunde) bezeichnet die Gesamtheit der Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Metallen und anderen metallurgisch nützlichen Elementen. Ein Experte für Metallurgie wird wahlweise als Metallurge oder Metallurg bezeichnet.
Etymologie Das Wort Metallurgie ist abgeleitet von Metallurg. Das altgriechische Wort bedeutet „Bergwerksarbeiter“. Es ist zusammengesetzt aus métallon – das ursprünglich „Mine, Grube, Bergwerk“ bedeutet, später auch „Mineral“ und „Metall“ – und dem Suffix für den eine Tätigkeit Ausübenden. Dieses Suffix gehört zu ‚Arbeit‘ und ist auch in Chirurg enthalten.Angaben zu Chirurg in Wolfgang Pfeifer et al.: Etymologisches Wörterbuch des Deutschen (1993), online im Digitalen Wörterbuch der deutschen Sprache. Aus dem griechischen métallon wurde lateinisch metallum. Das lateinische Wort bedeutet in erster Linie „Metall“, aber auch „Bergwerk“ oder „Steinbruch“.Angaben zu Metall, metallisch, Metallurg, Metallurgie in Wolfgang Pfeifer et al.: Etymologisches Wörterbuch des Deutschen (1993), online im Digitalen Wörterbuch der deutschen Sprache.Lateinisch metallum bei pons.com
Im Französischen erschien das Wort schon im 16. Jahrhundert.Französisch im . Im Englischen tauchte in den 1670er Jahren auf.Englisch metallurgy im Online Etymology Dictionary. Das Etymologische Wörterbuch von Wolfgang Pfeifer et al. gibt an, das Wort Metallurgie sei (wie auch Metallurg) im 19. Jahrhundert ins Deutsche gekommen. Jedoch erschien bereits 1739 ein Band des Zedlerschen Universal-Lexicons mit einem Eintrag zum Stichwort Metallurgie. Die dortigen Angaben entsprechen weitgehend der heutigen Wortbedeutung. Artikel Metallurgie im Zedlerschen Lexikon, Bd. 20, 1739, Spalte 1255.
Geschichte
Erzvorkommen begründen metallurgisches Werken mini|Metallisches Rohkupfer (Cu) Kupfer-, Bronze- und Eisenwerkzeuge, nach denen Geschichtsepochen benannt wurden, verdanken ihren Ursprung Erkenntnissen, die man zufällig oder beabsichtigt, anfänglich sogar nur durch Ausbisse (frei zutage liegende Erzadern), gewann. Beispielgebend ist die Kupferzeit mit dem auffälligen Cuprit.Es gibt auch den selten gebrauchten, gleichbedeutenden Begriff Kupfersteinzeit für die früheste Phase der Kupferzeit. Aus der Kupferzeit entwickelte sich nach Entdeckung zinnhaltiger Erze (Cassiterit) die Bronzezeit, gefolgt von der Eisenzeit. Alle Epochen sind Zeugnisse zielgerichteten metallurgischen Werkens. Hiervon ausgehend ist es dennoch ein langer Weg, bis mit dem Betrieb des ersten Hochofens das „abgestochene“ Roheisen in Mengen für Eisenguss und ab dem 18. Jahrhundert für die Stahlerzeugung verfügbar wurde. Die Stahlzeit und die im 20. Jahrhundert neben sie getretene Erdmetallzeit bestimmen heute viele Lebensumstände der Menschen.
Die traditionsreichen deutschen Vorkommen galten seit dem späten 20. Jahrhundert nach Kalkulation der Grenzkosten als ausgebeutet – die Selbstkosten übersteigen den Gewinn am Markt. Dies betrifft den an Zinkerz reichen Goslarer Rammelsberg, das hessisch-siegerländische Eisenerz und den Uranabbau im sächsischen Erzgebirge, in dem bis 1990 Uranerz in wenig umweltverträglichem Umfang gefördert wurde. Als nicht mehr abbauwürdig galt bislang noch der jahrhundertelang betriebene Bergbau auf Silber im deutschen wie im slowakischen Erzgebirge. Gleiches gilt bisher noch für andere europäische Erzvorkommen, von denen das „Tauerngold“ im österreichischen Rauriser Tal auch deshalb erwähnenswert ist, weil sein Abbau durch nachweisliche, längerfristige Temperaturänderungen einmal begünstigt und dann wieder behindert wurde.
Ab 2010 führte nicht nur der stark angestiegene, börsennotierte Silberpreis zu Überlegungen, im Erzgebirge auf der Grundlage neuer Erkenntnisse zu Abbauwürdigkeit und Abbautechnik von Silbererzen und anderen wertvollen Bodenschätzen zu prospektieren. Bergbauberechtigungen wurden nachgesucht, deren Erteilung 2011 bekannt wurde.
Die stetig wachsende Erdbevölkerung und Industrialisierung, besonders des asiatischen Raums, bedingt seit Beginn des 21. Jahrhunderts einen stark wachsenden Bedarf an Rohstoffen für metallurgische Produkte, nicht zuletzt aufgrund neuer technischer Entwicklungen (Verkehrswesen, Kommunikationselektronik). Weltweit werden daher unter zunehmender chinesischer Beteiligung neue Lagerstätten erkundet. Hilfswissenschaft dieser auch als Exploration bezeichneten Tätigkeit ist die Geologie, präzisierend auch als Geometallurgie bezeichnet.Jens Gutzmer: Geometallurgie – warum Metallurgen mit Geowissenschaftlern kommunizieren sollten. In: Erzmetall, 2014, 67, Nr. 1, S. 54; , GDMB Verlag Die von gestiegener Nachfrage getriebene Entwicklung der Rohstoffpreise führt dazu, dass einige der vorgenannten Abbaugebiete, soweit sie nicht völlig erschöpft sind, bei anhaltender oder sogar zunehmender Nachfrage eine Verschiebung der Grenzkosten bewirken und dadurch reaktiviert werden können.U. a. Wirtschaftsnachricht in FAZ, Nr. 174, 2008. Sogar bisher unerkannte Vorkommen, etwa in der mitteldeutschen Lausitz, werden für künftige Ausbeutung in Betracht gezogen.Wirtschaftsnachricht in FAZ, Nr. 214, 2008. Insbesondere die Suche nach Vorkommen von seltenen Erdmetallen, die für künftige technische Entwicklungen überaus wichtig sind, wird lebhaft betrieben. Im Erzgebirge werden nicht nur neue Bergwerke für Flussspat und Schwerspat geöffnet, es wird auch auf das Vorhandensein bisher noch nicht erschlossener polymetallischer Lagerstätten für Lithium, Germanium, Indium sowie Wolfram, Molybdän und Tantal verwiesen.Zitierung des Präsidenten des Oberbergamts Freiberg im Rahmen eines Beitrags (gez. PS. Dresden) „Rampenschlag“ für ein neues Bergwerk im Erzgebirge. In: FAZ, 8. November 2010, S. 16.
Aus alten Erfahrungen und sich stetig erneuernden Erkenntnissen ist die Metallurgie zu einer Technologie gewachsen. Schon im 19. Jahrhundert wurde zwischen Eisenmetallurgie und Nichteisenmetallurgie unterschieden. Der Stand der Technik sichert diesen beiden Haupt- sowie den Nebendisziplinen nicht nur die eigene Forschung. Unterstützt wird sie von anderen Disziplinen, die den Gesamtprozess vom Ausgangsstoff bis zu gebrauchsfertigen Gütern begleiten, darunter die Metallkunde, eng verbunden mit der Materialkunde, die Chemie sowie der Ofen-, Maschinen- und Anlagenbau.
mini|Hochofen zum Schmelzen von Gusseisen mit einem Blasebalg, der von einem horizontalen Wasserrad und einer mechanischen Vorrichtung angetrieben wird. Abbildung aus der Abhandlung Nong Shu (農 書) von 1313, bekannt als das Buch der Landwirtschaft, von Wang Zhen während der Yuan-Dynastie in China, 1313. Der Metallurge Du Shi (gestorben 38) gilt als der Erste, der hydraulische Kraft zum Antrieb von Blasebälgen in der Metallurgie einsetzte mini|Eisenwalzwerk (Moderne Cyklopen) (um 1875), Gemälde von Adolph von Menzel mini|Metallurgische Werkstatt (1930) mini|Hochofenabstich (21. Jahrhundert)
Zeittafel Die folgende Zeittafel versucht die Entwicklung der Metallurgie vom Neolithikum bis zum Beginn der Moderne wiederzugeben. Die Zeitangaben für Kulturveränderungen sind für Europa, Asien und Afrika nicht immer übereinstimmend. Ausgehendes Mesolithikum (ca. 5500 v. Chr.) und beginnendes Neolithikum (ab 8000, nach anderen Angaben ab 5500 bis 2000 v. Chr.) sind sich überschneidend angegeben. Die jüngere Datierung reicht mit den bereits anzutreffenden Keramikkulturen (Schnur- und Bandkeramik, Glockenbecher als mit metallischem Schmuck gefüllte Grabbeigaben) noch weit in den auf ca. 5000 v. Chr. datierten Beginn der auch als Kupferzeit und in der Frühphase als Kupfersteinzeit bezeichneten frühen Bronzezeit hinaus.
um 8000 v. Chr. langsamer Übergang ins Neolithikum sesshafte Besiedelung ab 7750 v. Chr. nachgewiesen, Landwirtschaft, Metallschmuck, erste Erkenntnisse in Metallgewinnung und Bearbeitung um 4000 v. Chr. frühe Kupferzeit, auch Kupfersteinzeit Metallspiegel in Knossos, Beile aus Kupfer, Grabbeigaben in Form von Kupferdolchen und Goldschmuck, erste Gegenstände aus (Meteoriten-)Eisen ab 2700 v. Chr. Frühe Bronzezeit Vordringen der Bronze aus dem Kaukasus in den mittelmeerischen Raum (ZykladenkulturFAS 18. Dezember 2011, S. 71.) und nach Ägypten, in Europa ist die Himmelsscheibe von Nebra der bedeutendste Fund der Frühen Bronzezeit 1700 – 800 v. Chr. Bronzezeit Bronzene Streitwagen und Waffen, Schwerter, Denkmale, Schmuck (Bronzefibeln), Münzen, Werkzeug (Beile), Bauwesen (Klammern als Verbinder von Marmorteilen) ab 1100 v. Chr. Einwanderung von Norden bringt – in Art und Zeitablauf nicht unumstritten – technischen Fortschritt. Dorische Reiterkrieger, bereits mit Eisenwaffen (ab 1200 bereits bei den Hethitern), sollen sich gegen Bronzeschwerter und Streitwagen durchgesetzt haben. ab 800 v. Chr. Frühe Eisenzeit Hallstattkultur, Verbreitung von Eisengegenständen im mitteleuropäischen Raum ab 600 v. Chr. Beginn der Eisenzeit in China um 500 v. Chr. Hochblüte hellenisch-römischer Antike ab 450 v. Chr. Jüngere Eisenzeit, La-Tène-Kultur weiterentwickelte Eisenverwendung Zeitenwende Römische Verhüttungsanlagen entstehen in erznahen Gebieten, Siegerland 200 n. Chr. Spätantike Zeit Fabricae (Manufakturen) treten in der Metallverarbeitung neben das Handwerk 400–600 / 700 n. Chr. Zeit der germanischen Völkerwanderung, Ende der Spätantike Weiterentwicklung bei der Verwendung von Eisen unter den Merowingern und Wikingern (Waffen, technische Gerätschaften), Bronze für Münzen, Kleinbildnisse, Reliefs, Denkmale um 1160Beginn der Besiedelung des böhmisch-sächsischen Erzgebirgesvorerst nur gezielter Abbau silberhaltiger Bleierze zur Silbergewinnung („Treibarbeit“) nach 13001318 erste urkundliche Erwähnung von Muldenhütten bei Freiberg/Erzgebirge als „Hüttenstandort“erste „Hochschachtöfen“ treten an die Stelle bisheriger „Niederschachtöfen“, siehe Hochofen nach 1400zunehmende frühindustrielle Eisengewinnung und -verarbeitung, u. a. im Lahn-Dill-Gebiet nach 1500 Beginn der in die heutige Zeit führenden Entwicklung. mit Georgius Agricola (XII Libri) treten technische Hilfsmittel zur Erzgewinnung und Verarbeitung an die Stelle bloßer Handarbeit; aus böhmischem Silberabbau werden 1519 die ersten Joachimsthaler geprägt
Vom Kupferbeil bis zur Bronzezeit mini|Flachbeil aus Kupfer (Ende der Jungsteinzeit, Fundort heutiges Ungarn) mini|Schaftlochbeil aus Kupfer (Kupfersteinzeit, Fundort heutiges Ungarn) mini|hochkant|Originalgetreue Rekonstruktion eines Kupferbeils aus dem Ende der Jungsteinzeit mini|Kupferplatten aus dem Schiff von Uluburun (14. Jh. v. Chr.) in der für den Transport günstigen Ochsenhautform