Miedź elektrolityczna wyprodukowana w Miedziance, ok. 1907 r.

Od średniowiecza do początków XX w. w Miedziance k. Chęcin eksploatowano rudy miedzi. Najciekawszym okresem w dziejach eksploatacji był początek XX w., w którym wydobycie prowadzili dwaj bracia – pochodzący z Wielkopolski – Stanisław i Bolesław Łaszczyńscy.

Stanisław Łaszczyński studiował chemię na UJ, a następnie na Uniwersytecie Berlińskim, uzyskując doktorat w 1894  r.  Pracował w firmie Siemens & Halske w Wiedniu  w dziedzinie praktycznych zastosowań elektrochemii. Po prowadzonych od 1900 r.  badaniach próbek minerałów z Miedzianki, uznawszy je za wystarczające źródło surowcowe, podjął działania umożliwiające rozpoczęcie eksploatacji przemysłowej. Osiedlił się w Miedziance z zamiarem rozpoczęcia wydobycia rud miedzi, gdzie wraz z bratem Bolesławem (również chemikiem) założyli w  1904 r.  Towarzystwo Akcyjne „Zofia” z kapitałem nominalnym 200 tys. rubli. W pierwszym okresie eksploatacji uzyskano bardzo dobre wyniki – zawartość miedzi w rudzie dochodziła nawet do 70 %. Wysortowaną i rozdrobnioną skałę rudonośną poddawano przerobowi w zakładzie uruchomionym w odległej o 5 km od Miedzianki miejscowości Papiernia, wykorzystując siłę wodną miejscowego młyna. Czynne tam były instalacje do trawienia rudy kwasem siarkowym oraz urządzenia do elektrolizy otrzymanego siarczanu miedzi z zastosowaniem nierozpuszczalnych anod. Otrzymywano wówczas 100 kg czystej miedzi dziennie.

Stanisław Łaszczyński był właścicielem patentu elektrolitycznego otrzymywania miedzi i cynku - Patentschrift 144282, patentiert im Deutschen Reich vom 7 September 1902. Istotą patentu było pokrycie anod powłokami papieru. Pozwoliło to na  uzyskanie płatów miedzi (z 5% roztworu siarczanu miedzi) w arkuszach nadających się  do natychmiastowej sprzedaży. Jednocześnie usuwano kłopotliwe związki żelaza.

Uruchomieniem wytwórni, Łaszczyńscy zapoczątkowali hydroelektrometalurgię w Polsce. Jego metoda pozwalała również na otrzymywanie cynku. Patent ten stosowano w Rosji i w różnych krajach europejskich. Dopiero w roku 1915 amerykańska firma Anaconda, stosując podobną technologię, rozpoczyna produkcję cynku elektrolitycznego.

Stanisław był genialnym chemikiem o czym świadczy inny wynalazek. Rząd carski raczej z obojętnością odnosił się do poczynań Łaszczyńskiego, ale utrudniał pozyskanie niezbędnych do prac górniczych środków wybuchowych (dynamitu). Po kilkuletnich (1905-1908) próbach, Łaszczyński wynalazł środek wybuchowy w skład którego wchodził chloran potasowy i nafta. Nazwał go „Miedziankit” – był to materiał o mniejszej sile wybuchu niż dynamit,  ale przewyższał go szeregiem zalet, m.in. był bardziej bezpieczny. Dla jego produkcji założył spółkę działającą w Sosnowcu (1908-1921) … ale to już inna historia.

Co dalej z elektrolitycznym otrzymywaniem miedzi. Gdy zasoby rudy w Miedziance zaczynały wymagać instalowania kosztownych urządzeń, umożliwiających sięganie do głębszych, zagrożonych zalewaniem wodą pokładów, sytuacja się pogorszyła. Rosnące trudności finansowe doprowadziły w 1908 r. do zamknięcia zakładu w Papierni, a zalanie kopalni unieruchomiło wydobywanie rudy. W czasie pierwszej wojny światowej władze austriackie zaanektowały kopalnię. Po zakończeniu działań wojennych okazało się, że okupanci wyeksploatowali złoże miedzi doszczętnie. Ale niezrażony tym Łaszczyński otworzył kolejne  laboratorium, gdzie wraz z bratem prowadził badania nad wzbogaceniem niskoprocentowych rud cynkowych oraz opracował dwa patenty na ogniwo galwaniczne. W 1925 r. uruchomili kamieniołomy w Miedziance i Ołowiance eksploatując wapień na topnik wielkopiecowy dla hut  śląskich oraz produkcję  "marmurów".

Próbki minerałów miedziowych (w pudełku po zapalnikach) z okresu, kiedy złoże w Miedziance eksploatowane było przez Austriaków, 1918 r.

Dalsze losy obu naukowców nie były pomyślne, Stanisław został zastrzelony przez żołnierzy niemieckich w Kielcach na początku wojny, gdy stanął w obronie kobiety, prowadzonej przez nich na rozstrzelanie wraz z mężem, u którego podobno znaleziono broń. Jego bart Bolesław, przetrwał wojnę w skrajnej nędzy, zmarł w Miedziance w 1947 r.

Wynalazki Stanisława Łaszczyńskiego byłe niewątpliwie przełomowe. Ale czy był to pierwszy zakład elektrolizy miedzi na świecie ? – na pewno jeden z pierwszych. Pamiętajmy, że wynalazki nie są ogólnie ogłaszanymi odkryciami naukowymi. Nad nimi pracuje  równolegle wiele osób. Na ogół zatwierdza się  prawie jednocześnie kilka patentów, różniących się  pewnymi szczegółowymi rozwiązaniami. Tak zapewne było również z metodą  elektrolityczną zastosowaną w Miedziance k. Chęcin.

Na czym polega elektroliza miedzi:

Elektroliza wodnego  roztworu siarczanu miedzi CuS04

Pod wpływem pola elektrycznego jony Cu2+ (kationy) poruszają się w kierunku elektrody ujemnej (katody), a ujemne jony SO42 - (aniony) – w kierunku elektrody dodatniej (anody). Na elektrodach, które nie reagują z produktami elektrolizy (np. węglowych), zachodzą następujące reakcje chemiczne:

a) na katodzie (-): Cu2+  + 2-  => Cu

Dodatni jon miedzi przyłącza dwa elektrony, staje się obojętnym elektrycznie atomem i wydziela się na katodzie. Mówimy, że na katodzie zachodzi reakcja redukcji jonu miedzi.

b) na anodzie (+):

Ujemny jon , oddając dwa elektrony utlenia się do reszty kwasowej SO4, która reagując z wodą daje cząsteczkę kwasu siarkowego. Dodatkowo na anodzie wydziela się tlen. Jeśli użyjemy elektrod miedzianych, to reakcja na katodzie będzie przebiegać tak samo jak w przypadku elektrod węglowych (grafit), natomiast na anodzie będzie przebiegać inaczej.

Katody – miedź elektrolityczna wyprodukowana w KGHM Polska Miedź S.A.

Przedstawione okazy miedzi elektrolitycznej i próbki minerałów miedzi z Miedzianki zostały ofiarowane do zbiorów muzeum przez J. Fijałkowskiego w 2007 r.

Opr. Paweł Król

Literatura:
Wójcik Z.,  Studia z dziejów rozpoznania bogactw mineralnych regionu świętokrzyskiego. Kielce 1997.
Fijałkowski J., Opowieści z Gór Świętokrzyskich, t. IX. Staszów 2003
http://www.laszczynscy.pl
http://www.edupedia.pl/words/index/show/532642_slownik_fizyczny-elektroliza.html
http://www.kghm.pl/index.dhtml?category_id=272