Wichtigste archäologische Spuren der Verhüttung sind  Schlacken, Ofenruinen und Reste von verhüttetem Metall. Das Alter der Schlacken läßt sich mittels der Thermolumineszenz-Methode bestimmen. Das Alter der in Schlacken eingeschlossenen Holzkohlenreste wird nach der C-14-Methode ermittelt.

Kupellation (auch: Kupellationsverfahren) ist ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetallen, zum Beispiel Gold oder Silber, aus Legierungen mit unedleren Metallen. Der Prozess ist auch als Abtreiben oder Treibarbeit bekannt. Das verunreinigte Metall wird mit Blei legiert, welches die  Verunreinigungen in sich aufnimmt. Das entstehende Bleioxid wird mitsamt den unedleren Metalloxiden von einem porösen Tiegelchen, der Kupelle oder Kapelle aufgesaugt. Gold und
Silber lassen sich auf diese Weise nicht voneinander scheiden.   siehe 402 Kupellation

 

Siphnos ist eine kleine Insel der Kykladen in der Ägäis. Kurz vor 3000 v.u.Z. begann dort der Blei- und Silbererzabbau.

 

Zur Zeit des babylonischen Königs Nebukadnezar (604-561 v.u.Z.) lag die Brenntemperatur für Ziegel in den altbabylonischen Brennöfen bei etwa 550-600 °C.  Die jetzige Brenntemperatur beträgt ca. 1000 °C. Wie der griechische Geschichtsschreiber  Herodot  (490/480 bis ca. 424 v.u.Z.) berichtet, verwendete man für die  Ziegel den Ton, der sich bei Aushebung des Stadtgrabens von Babylon ansammelte. vgl.407 Neuburger ; siehe auch 408 Bibel

Spuren von Blasebälgen wurden am Sinai nicht gefunden. Wie aufgefundene Schlacken zeigen, war der Ofengang schwerfällig und unvollkommen; der Prozess des Kupferausbringens verlief  nicht immer gleich und einheitlich. 

Die eigentlichen Schmelzöfen für Kupfer waren hohe Schachtöfen,die insbesondere auf Zypern verwendet wurden. Die Beschickung dieser Öfen erfolgte, ähnlich wie beim modernen Hochofen, über eine Arbeitsbühne (Gicht) von oben. In die Gicht wurden abwechselnd Schichten von Kupfererz und Holzkohle eingegeben. Während des anschliessenden Schmelzvorganges wurde von unten mittels Blasebälgen Luft zugeführt.
Zur gleichen Zeit kamen auch noch Tiegelöfen zur Anwendung.. Generell wurden für die Kupferverhüttung in den verschiedenen Ländern sehr unterschiedlich konstruierte Schmelzöfen eingesetzt.

Das im Hüttenprozess gewonnene Kupfer war unrein und musste zur Erzielung grösserer Reinheit mehrfach umgeschmolzen werden, wofür es verschiedenartig gestaltete Schmelzöfen gab. Endprodukte waren Kupferplatten und -blöcke.
Die Ausbeute bei der Kupferverhüttung war noch unbefriedigend. Sie betrug oft nur 15 bis 25% des in den Erzen wirklich vorhandenen Kupfers. Häufig verblieben über 50% des Kupfers in der Schlacke. vgl.409 Neuburger

Angaben über die Ofenbeschickung stützen sich mangels älterer Schriftdokumente und infolge des Fehlens von Funden beladener Öfen der Bronzezeit (mit Ausnahme von Röstöfen in der spanischen Sierra Morena) vornehmlich auf nichtantike Quellen. Es kann angenommen werden, daß sich die Verhüttungstechnik und -technologie von der Antike bis zum Ausgang des Mittelalters nicht grundsätzlich verändert hat, so daß die Bezugnahme auf jüngere Daten zum Beschreiben der alten Beschickungsmethoden gerechtfertigt ist.   siehe 410 Meier

• Aussortieren (Klauben) nicht metallhaltiger Gesteinsbrocken (taubes Gestein), 
• Rösten zum Umwandeln schwefliger Erzbestandteile in Oxide (zum Rösten siehe oben), 
• Zerschlagen des entstandenen Röstkuchens in verhüttungsfähige Grössen, 
• Zerkleinern bzw. Pulverisieren der Erzbrocken durch Stampfen oder Pochen in Mörsern und Mühlen, 
• Sieben der Erze zum Trennen von grossen, mittelgrossen und kleinen Erzbrocken,. 
• Waschen oder Schlämmen des Erzes zum Trennen der schweren metallhaltigen von leichteren tauben Teilchen. 

• Verhütten von Kupfererz

• Verhütten von Zinnerz 

Bei oxidischen Erzen erfolgte ein relativ leichtes Gewinnen im Schachtofen bei 1300 °C und einem Erz-Holzkohle-Verhältnis von Eins  zu Zwei. Wenn die Sauerstoffzufuhr zu stark war, mußte wegen Reoxidation vor den Düsen allerdings mit großem Zinnverlust gerechnet werden.
Die Schachtöfen hatten einen quadratischem oder länglichem Grundriß (40x70 cm) und eine Gesamthöhe bis zu 2 m. Das Beschicken der Schachtöfen erfolgte von oben mit nur geringer Luftzufuhr. Die Ofenwandung bestand aus aus hitzebeständigen Steinen in Verbindung mit Lehm oder mit Schlacken zur Isolation.
Nach  dem Abstechen des Metalls, das am Boden des Ofens oder in einer Vorgrube stattfand, mußte die Ofenbrust jedes Mal erneuert werden.

Eine relativ einfache direkte Bronzeproduktion erfolgte in kleinen Schmelzgruben mit angebauter Hitzeschutzwand und einer ins Zentrum der Grube gerichteten Düse. Zuerst wurd bei 1150 °C  das Kupfer geschmolzen. Anschließend wurde gemahlenes Cassiterit direkt auf die Kupferschmelze gestreut. (siehe Anmerkung) Beim Entstehen der Zinnbronze und der Bronzeschlacke kommt es zu keinem größeren Zinnverlust.   siehe419 Experimente

Anmerkung: Gemahlenes Cassiterit ist wegen der Nebenbestandteile des Minerals kein reines Zinn. Das Aufstreuen würde demzufolge zu einer Verunreinigung der Schmelze führen. (Hinweis von Frank Trommer, Blaubeuren Jan. 2011)

• Verhütten von Eisenerz

Siehe hierzu die Ausführungen über die an der pontischen Küste des Schwarzen Meeres im zweiten Jahrtausend v.u.Z. sesshaften Chalyber. ( E.Gering: Holzkohle und Kohlenbrennen in ur- und frühgeschichtlicher Zeit. - In: Freiberger Forschungsforum, Agricola-Kolloquium 2008, Heft D 227 Geschichte, Seiten 5-28, Kapitel 3.3 ). Siehe auch Quelle 201 im Kapitel 2 der vorliegenden Studie.

Wie in Mesopotamien seit der Ur -III-Zeit unterlagen auch in Ägypten die Erzlieferungen einer behördlichen Kontrolle. Das Aufbewahren des Erzes erfolgte zentral in den Schatzhäusern. siehe 415 Wilde, S.140)

 

Das Wort "Erz" ist mehrdeutig. Zunächst wird unter "Erz" jedes Mineral verstanden, welches eines der nutzbaren schweren  Metalle in gewinnbarer Menge enthält. Hierbei kann  das betreffende Metall im jeweiligen Mineral entweder in gediegener Form oder in  Verbindung mit anderen Elementen (Sauerstoff, Schwefel, Arsen u.a.) auftreten. In älteren  griechischen Schriften ( ausgenommen die Werke von Homer) ist bei Verwendung des griechischen Wortes für Erz meist das Kupfer selbst gemeint. In noch älteren  und dann wieder in späteren Zeiten wird die Bronze als "Erz" bezeichnet.

Meyers Konversations-Lexikon, 5. Auflage Band 5, Leipzig und Wien 1894, S.984. Siehe auch Kapitel 3 der vorliegenden Studie : "Zur unterschiedlichen Bedeutung des Wortes Erz"

Kupferne Werkzeuge und Waffen wurden im offenen Herdguß gefertigt. Als Brennstoff für die Kupferverhüttung und für die nachfolgenden Schmelzprozesse wurde Holzkohle verwendet.
Seit der 4. Dynastie (um 2500 v.u.Z.) existieren bildliche Darstellungen der Metallverarbeitung.    vgl. 415 Wilde

Um 1 kg Holzkohle zu erzeugen, brauchten die antiken Köhler ca. 4-5 kg luftgetrocknetes Holz. Das bedeutete für das Verhütten von einer Tonne Erz einen Bedarf von 4 bis 5 Tonnen Holz.
Wenn das gewachsene Holz durch die Köhlerei verbraucht war,  mussten die Hüttenstandorte dorthin verlegt werden, wo es noch genügend Holz gab. Der Wald kam nicht mehr wie anfänglich zu den Hüttenstandorten, sondern das zu verhüttende Erz musste zwecks Senkung der zunehmenden Holztransportkosten dorthin gebracht werden, wo in der Natur noch möglichst unverbrauchte grosse Bestände an Kohlholz wuchsen. Das erforderte wiederum wachsende Aufwendungen für die Transporte der Erze zu den neuen Verhüttungsplätzen.

 

das Weiterreichen von Hand zu Hand in Tragkörben, Trögen oder Säcken;

das Tragen in Rucksäcken;

das Weiterreichen schwerer Stücke von Schulter zu Schulter;

das Schleppen und Ziehen von Ledersäcken, Holztrögen und Netzen;

die  mechanische Hebung mittels Seilen und Rollen.

Holzkohlentransport in Säcken 
In der von dem Griechen Aristophanes (ungefähr 450 bis 380 v.u.Z.) stammenden Komödie "Die Acharner" heißt es: : 

"Wär´ ich jung noch wie einst,
  Da ich trug den Kohlensack"   siehe 425 Aristophanes

Die Unterschiede in den Grubengrössen und den prodzierten Holzkohlemengen können an der Methode des Transports der Holzkohle gelegen haben. In Shiraz wurden das Holz und die Holzkohle von den Arbeitern auf dem Rücken getragen, da es keine Lasttiere gab. Die Holzkohle wurde in 30 kg-Säcke gefüllt und zur Straße getragen, wo sie auf Karren geladen und zur Stadt gebracht wurde. In Tabas und Tauran wurden Holz und Holzkohle auf Kamelrücken transportiert. 500 kg waren zwei oder drei Kamelladungen.Daß die Art des Transportes die (oben genannten) Unterschiede ausmachte, ist nur Vermutung. Andere Faktoren wie die Natur des Terrains können wichtiger gewesen sein. Gruben befanden sich eher an Standorten mit viel Wald und Unterholz (und in Shiraz auch so nahe wie möglich an der Straße) als in möglichst geringen Abständen zu menschlichen Siedlungen. vgl.427 Lee Horne

Alle von der Autorin Lee Horne gemachten Angaben beruhen auf ethnologisch fundierten Vergleichen zwischen gegenwartsnahen Beobachtungen und anzunehmenden analogen Tätigkeiten in der Antike.  EGe

Anmerkung: upelûm (im obigen Text upellûm) akkadisch Holzkohle. - siehe Verzeichnis akkadischer Wörter im Anhang zum Originaltext (hier nicht wiedergegeben).