Bollettino di Numismatica n. 36-39 - Portale Numismatico dello Stato

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BdN 36-39 (2008) Tilde De Caro, Gabriel Maria !ngo, Donatella Salvi riportato in TABELLA I è rappresentato dal tenore relativamente elevato di calcio e dalla presenza in alcune scorie di tenori discreti di fosforo, che lascerebbe ipotizzare un'aggiunta intenzionale di tali elementi mediante ossa di animali ricche in fosfato di calcio, analogamente a quanto osservato nelle scorie di età feniciopunica rinvenute durante lo scavo archeologico del quartiere industrialemetallurgico di Tharros (Sardegna). Tale aggiunta era effettuata per abbassare il punto di fusione delle scorie e facilitare, quindi, il processo metallurgico. Infatti, la presenza di metalli alcalini, alcalino terrosi e di fosforo può diminuire la temperatura di fusione anche di circa 150°C e migliorare sia la conduzione del processo sia la qualità dei prodotti. Non è, però, da escludere che la presenza di calcio non fosse intenzionale dal momento che esso si trova sia nei minerali grezzi sia nei rivestimenti delle fornaci, il che basterebbe a giustificare il tenore trovato nelle scorie. Ulteriori informazioni si ricavano dall'esame della microstruttura chimica delle scorie. Nella TAVO LA 2 è mostrata, in alto, una micrografia ottenuta tramite elettroni retrodiffusi della sezione della scoria US 305 e in TABELLA II sono riportate le composizioni chimiche delle principali fasi presenti nella microstruttura. I risultati rivelano una struttura microchimica complessa tipica di scorie di trasformazione di ossidi di ferro in ferro metallico. Si nota, infatti, la coesistenza di una fase dendritica di ossido di ferro (fase bianca, spettro b) circondata da una fase vetrosa interdendritica composta da calcio, alluminio, potassio e silicio (fondo scuro, spettro c) che Wingrove e Morton, 10) hanno indicato come fase anortitica e la cui presenza è stata già identificata in scorie ferrose puniche, romane e medioevali. La composizione della fase vetrosa potrebbe, infatti, essere associata alla composizione dell'anortite (2SiO 2·CaO·Al 2 O 3 ) in cui si trovano dissolti CaO e K 2 O. Inoltre la micrografia mostra la presenza di cristalli ben formati di fayalite (2FeO·SiO 2 ) (fase grigia, spettro a) con modesti tenori di calcio e manganese. La micrografia mostra, inoltre, che la fayalite è ben cristallizzata e tale informazione indica un buon controllo termodinamico e cinetico del processo. 11) Il diffrattogramma XRD, mostrato nella TAVO LA 2, in basso, conferma la presenza di cristalli di fayalite ed identifica l'ossido di ferro come wustite (FeO); al contrario non mostra la presenza di ematite (Fe 2 O 3 ), di ercinite (FeO·Al 2 O 3 ) o di magnetite (FeO·Fe 2 O 3 ). È importante sottolineare che la wustite è stabile sopra i 560°C, mentre al di sotto di tale temperatura, se il raffreddamento è lento e sono mantenute le condizioni di equilibrio, si decompone in ferro e magnetite (FeO·Fe 2 O 3 ). Quindi, la presenza di dendriti primarie di wustite riflette una deviazione del processo dall'equilibrio, tale da prevenire la decomposizione di una fase stabile ad alta temperatura. TABELLA II. - Analisi chimiche delle fasi mostrate nella micrografia SEM riportata in tavola II (scoria US 305). Scoria US 305 Si0 2 AI 20 3 Fe 20 3 Mo0 2 Mg0 Ca0 K 20 P 20 3 Fasi grigie, spettro A 27.80 - 67.35 1.61 2.42 0.69 - - Fasi bianche, spettro B - 0.83 98.42 0.57 - - - - Fondo, spettro C 39.53 18.62 22.32 0.61 0.48 8.35 8.71 1.30 10) R.F. TYLECOTE, A History of Metallurgy, The Institute of Materials, USA 1992. 11) G.M. INGOG, G. BULTRINI, G. CHIOZZINI, Microchemical studies for locating the iron ore sources exploited at Tharros during PhoenicianPunic period, in Rivista di Studi Fenici, XXIII Suppl., 1995, pp. 99107. 326 http://www.numismaticadellostato.it
BdN 36-39 (2008) Applicazioni Tecnologiche TAVOLA 2. - In alto, micrografia SEM ottenuta con elettroni retrodiffusi e analisi EDS (i cui dati composizionali sono riportati in tabella II) della sezione metallografica della scoria US 305 che ne evidenziano la microstruttura e la composizione chimica. Sono presenti fasi dendritiche chiare di ossido di ferro wustitico, fasi grigie fayalitiche cristalline di silicato di ferro e fasi vetrose scure amorfe costituite da allumosilicati di calcio e potassio. In basso, diffrattogramma XRD della scoria US 305 che evidenzia come le fasi cristalline sono costituite da wustite (FeO) e da fayalite (2FeO·SiO 2 ), la cui presenza è segnalata rispettivamente con le lettere w e f nel diffrattogramma. 327 http://www.numismaticadellostato.it
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