El proceso de patio es un proceso para extraer plata del mineral . La fundición o refinación es necesaria con mayor frecuencia porque la plata solo se encuentra con poca frecuencia como elemento nativo , como algunos metales más nobles que el par redox 2 H + + 2 e − ⇌ H
2( oro , mercurio , ...). En cambio, se compone de un cuerpo de mineral más grande. Por lo tanto, la fundición o refinación es necesaria para reducir el compuesto que contiene el catión Ag + en Ag metálico y eliminar otros subproductos para obtener plata pura. [1] El proceso, que utiliza la amalgamación de mercurio para recuperar plata del mineral, fue utilizado por primera vez a escala por Bartolomé de Medina en Pachuca , México , en 1554. [2] Reemplazó a la fundición como el método principal de extracción de plata del mineral en las colonias españolas en las Américas. Aunque es probable que se conocieran algunos conocimientos sobre las técnicas de amalgamación desde la era clásica, fue en el Nuevo Mundo donde se utilizó por primera vez a gran escala industrial. [3] Posteriormente se desarrollaron otros procesos de amalgamación, principalmente el proceso de amalgamación en sartén y su variante, el proceso Washoe . El proceso de separación de plata generalmente difería de la separación y extracción de oro , aunque la amalgamación con mercurio también se utiliza a veces para extraer oro. Mientras que el oro se encontraba a menudo en América como metal nativo o aleación , la plata se encontraba a menudo como un compuesto como cloruro de plata y sulfuro de plata , y por lo tanto requería amalgamación de mercurio para su refinamiento. [4]
Bartolomé de Medina fue un exitoso comerciante español que se fascinó con el problema de la disminución de los rendimientos de plata de los minerales extraídos en Hispanoamérica. A mediados del siglo XVI, era bien sabido en España que la producción de plata americana estaba en declive debido al agotamiento de los minerales de alta calidad y al aumento de los costos de producción. Las Nuevas Leyes , que prohibían la esclavitud de los indios, habían dado como resultado mayores costos laborales a medida que los mineros recurrían a mano de obra asalariada y esclavos africanos costosos. Estos mayores costos de producción hicieron que la minería y la fundición de cualquier mineral que no fuera el de plata de mayor calidad fuera prohibitivamente cara, justo cuando la disponibilidad de minerales de alta calidad estaba en declive. [5] Bartolomé de Medina centró inicialmente su atención en aprender sobre nuevos métodos de fundición de fundiciones en España. Durante su investigación, se le acercó un alemán desconocido, conocido solo como "Maestro Lorenzo", quien le dijo que la plata se podía extraer de los minerales molidos utilizando mercurio y una salmuera de agua salada. [6] Con este conocimiento, Medina dejó España para Nueva España ( México ) en 1554 y estableció una refinería de patio modelo para probar la efectividad de la nueva tecnología. A Medina generalmente se le atribuye la adición de "magistral" (un tipo de sulfato de cobre CuSO 4 derivado de piritas ) a la solución de mercurio y agua salada (H 2 O · NaCl) para catalizar la reacción de amalgamación. [7] Algunos historiadores afirman que ya había suficientes sulfatos de cobre en los minerales locales y que no se necesitaba magistral adicional, aunque otros argumentan que si bien los sulfatos de cobre de origen natural permitían una posible amalgamación sin magistral, los resultados erráticos de este método hicieron del magistral un componente clave del refinamiento efectivo del mineral a gran escala. [8] [9] Independientemente de si la contribución de Medina fue completamente original o no, promovió su proceso entre los mineros locales y pudo obtener una patente del virrey de Nueva España. Como resultado, generalmente se le atribuye la invención de la amalgamación de plata en la forma del proceso de patio. [10]
La eficacia de este método era tal que cuando los expertos alemanes llegaron a América a finales del siglo XVIII para enseñar la tecnología de amalgamación más novedosa, admitieron que no creían que pudieran mejorar el método estadounidense en su contexto. Friedrich Sonneschmidt, un refinador alemán, afirmó: "No se puede esperar que se encuentre nunca un método mediante el cual se puedan refinar todas las variedades de minerales, con gastos inferiores o incluso iguales a los que requiere el beneficio en patio ". [11] La amalgamación era tan eficiente que un refinador podía obtener beneficios incluso si los minerales eran lo suficientemente pobres como para producir sólo 1,5 onzas de plata por cada 100 libras de material original. [12]
Antes de ser llevado al ingenio (refinería de amalgamación), el material sobrante se separaba del mineral de plata. En la refinería, se molía hasta obtener una arena fina (harina) mediante un molino de arrastre o de estampillas , que consistía en un eje giratorio equipado con pesados sellos de hierro que trituraban el mineral contra un bloque de mortero. [13] Luego, la harina se colocaba en montones de 2000 libras o más, a los que se añadía sal , agua, magistral (esencialmente una forma impura de sulfato de cobre , CuSO4 ) y mercurio. Luego, esto era mezclado por trabajadores indígenas con las piernas desnudas o por caballos o mulas y se extendía en una capa de 1 a 2 pies de espesor (0,30 a 0,61 m) en un patio (un recinto abierto de paredes poco profundas). Después de seis a ocho semanas de mezcla y remojo al sol, una reacción compleja convertía la plata en metal nativo, que formaba una amalgama con el mercurio. La mezcla se lavaba y se colaba a través de una bolsa de lona antes de colocarla en un horno con campana. [14] Al calentar esta amalgama se vaporizaba el mercurio, dejando la plata. [15] El vapor de mercurio se condensaba en la campana enfriada, donde se podía recoger y reutilizar. [16] La cantidad de sal y sulfato de cobre variaba de un cuarto a diez libras de uno u otro , o de ambos, por tonelada de mineral tratado. La decisión de qué cantidad de cada ingrediente añadir, cuánta mezcla era necesaria y cuándo detener el proceso dependía de la habilidad de un azoguero . La pérdida de mercurio en los procesos de amalgamación es generalmente de una a dos veces el peso de la plata recuperada. [17]
El proceso de patio fue la primera forma de amalgamación. Sin embargo, no está claro si este proceso o un proceso similar, en el que la amalgamación se producía en cubas calentadas en lugar de patios abiertos, fue la forma predominante de amalgamación en Nueva España, ya que la primera ilustración conocida del proceso de patio data de 1761. Hay evidencia sustancial de que ambos procesos se utilizaron desde una fecha temprana en Nueva España, mientras que los patios abiertos nunca se adoptaron en Perú . [18] En cambio, los refinadores andinos colocaban el mineral molido en tanques de piedra abovedados sobre un fuego, lo que ayudaba a acelerar la amalgamación al mitigar las temperaturas extremadamente frías en la gran elevación de las minas andinas. [19] Ambos procesos requerían que el mineral fuera triturado y los refinadores establecieron rápidamente molinos para procesar el mineral una vez que se introdujo la amalgamación. Los molinos de agua eran comunes en los Andes, impulsados por represas artificiales, mientras que en Nueva España, donde el agua era relativamente escasa, los molinos a menudo eran impulsados por caballos u otros animales de tiro. [20] [21]
Debido a la dependencia del mercurio en la amalgamación, la expansión de la producción de mercurio fue fundamental para la expansión de la producción de plata. Una fuente clave de mercurio estaba en Huancavelica , Perú, donde se descubrieron vastos depósitos en 1563. [22] Se obtuvo mercurio adicional de Almadén , España, e Idrija en la actual Eslovenia. [23] Desde poco después de la invención de la amalgamación de mercurio hasta el final del período colonial, la corona española mantuvo un monopolio sobre la producción y distribución de mercurio, asegurando un suministro constante de ingresos reales. Las fluctuaciones en los precios del mercurio generalmente resultaron en aumentos y disminuciones correspondientes en la producción de plata. [24] El control de la corona sobre estos precios podía usarse para deprimir o estimular intencionalmente la producción de plata en las colonias españolas. [25]
La introducción de la amalgamación para la refinación de plata en las Américas no sólo puso fin a la crisis de mediados del siglo XVI en la producción de plata, sino que también inauguró una rápida expansión de la producción de plata en Nueva España y Perú, ya que los mineros ahora podían extraer de manera rentable minerales de menor calidad. Además, los lugares que eran ricos en minerales pero que estaban demasiado aislados de las poblaciones indígenas o los bosques para que el método de fundición que requería mucha mano de obra y combustible fuera rentable, como fue el caso de Potosí en la actual Bolivia , ahora eran viables. [26] Como resultado de esta expansión, las Américas se convirtieron en el principal productor de plata del mundo, y la América española produjo tres quintas partes del suministro mundial de plata antes de 1900. [27]
El aumento de la producción de plata debido a la introducción de la amalgamación de mercurio resultó en una mayor demanda de mano de obra. En Nueva España , la mano de obra minera fue inicialmente suministrada por el sistema de encomiendas o por indios esclavizados antes de la transición a un sistema de trabajo rotativo de repartimiento , pero a principios del siglo XVII, la mayoría de los trabajadores eran indios libres asalariados o trabajadores en régimen de servidumbre por deudas. [28] Estos naboríos eran indios libres, no atados, que se contrataban a sí mismos para el sustento y el pago. Los españoles tendían a desconfiar de los naboríos y los acusaban de lucrarse robando mineral, recibiendo anticipos y huyendo, o contratándose a sí mismos con múltiples empleadores a la vez. [29] A pesar de todo, las minas de Nueva España dependían cada vez más de los naboríos, que constituían más de dos tercios de los trabajadores mineros de la región. Los trabajadores indígenas del repartimiento constituían aproximadamente el diecisiete por ciento de los trabajadores, y otro catorce por ciento estaba compuesto por esclavos negros. [30] [31] En todas las colonias españolas, los hombres blancos solían ocupar puestos como supervisores o propietarios de minas. [32]
La introducción de la amalgamación de plata permitió una expansión de la producción de plata en Perú que tuvo profundas consecuencias para la población nativa del país. Desde 1571, año en que se introdujo el proceso de amalgamación en los Andes, hasta 1575, la producción de plata del Perú se quintuplicó. [33] En 1572, con el fin de proporcionar suficiente mano de obra para dar cabida a la expansión de la minería de plata a minerales de menor calidad, el virrey Francisco Toledo organizó un sistema de trabajo forzado indígena, la mita . [34] Este sistema de trabajo forzado se basaba en la mit'a, una obligación laboral rotativa y recíproca instituida en la sociedad andina prehispánica. Bajo este sistema, miles de nativos fueron obligados a trabajar en minas de plata y mercurio por salarios inferiores al nivel de subsistencia. Trece mil trabajadores forzados por año trabajaban en la mina más grande de América, ubicada en Potosí en la actual Bolivia. Los intentos de los indígenas de evitar la mita llevaron al abandono de muchos pueblos indígenas en todo Perú, ya que miles de indígenas se mudaron permanentemente a Potosí o huyeron de sus ayllus tradicionales para escapar del reclutamiento laboral. [35] La monopolización española de la refinación a través de la amalgamación excluyó a los indígenas de lo que anteriormente había sido una empresa dominada por ellos. La refinación representaba el segmento más rentable de la producción de plata. Junto con la mita, la exclusión de los indígenas de la propiedad de refinerías contribuyó a la transformación de los indígenas peruanos en una fuerza laboral mal paga. [36]
La rápida expansión de la producción y acuñación de monedas de plata, que fue posible gracias a la invención de la amalgamación, se ha identificado a menudo como el principal impulsor de la revolución de los precios , un período de alta inflación que duró desde el siglo XVI hasta principios del siglo XVII en Europa. Los defensores de esta teoría argumentan que la dependencia de España de las monedas de plata de las Américas para financiar sus grandes déficits de balanza de pagos resultó en una expansión general de la oferta monetaria europea y la inflación correspondiente. Los críticos de la teoría, sin embargo, argumentan que la inflación fue realmente el resultado de las políticas gubernamentales europeas y el crecimiento de la población . [37]
Si bien el papel de la expansión de la producción de plata en la revolución de los precios puede ser discutido, a menudo se reconoce que esta expansión fue un ingrediente clave en la formación del comercio mundial de principios de la era moderna. En la década de 1530, China decretó que todos los impuestos internos debían pagarse en plata, lo que impulsó la demanda de plata hispanoamericana y facilitó el desarrollo de extensas redes comerciales que vinculaban a Europa, África, Asia y las Américas a medida que los europeos buscaban obtener acceso a los productos chinos. [38] [39]