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中国古代炼铜业的发展
    

    在我国商周奴隶社会,青铜的冶铸技术已有很高的水平。经过春秋战国,青铜一度在制造兵器和生产工具方面进一步有所发展。到了秦汉,由于铁制工具的迅速进展,青铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品经济发展的要求,青铜大量地被用于铸造钱币,而无法用铁器、漆器取代的青铜镜,其制作技术也在提高。总之,在我国进入封建社会后,炼铜技术的发展并没有停顿,而在某些制造业中继续发展。
  秦、汉以后,除青铜外,还出现了一些其他的铜合金。首先应指出的是铜锌合金,也就是“黄铜”。最初冶炼这种铜锌合金,是通过将铜与含锌的炉甘石防在还原炉中冶炼而制成的,后来在我国制造出单质锌以后,便直接将红铜与锌冶炼成黄铜合金。关于这方面的可靠记载,见于宋代人崔昉的《外丹本草》,其中说:“用铜一斤,炉甘石一斤,炼之即成黄铜一斤半”。元代著作《格致粗谈》也说:“赤铜入炉甘石炼为黄铜,其色如金”。
  明代李时珍《本草纲目》曾提到:“炉甘石大小不一,状如羊脑,松如石脂,赤铜得之,即化为黄。今之黄铜皆此物点化也”。以上记载清楚地表明,早期黄铜的冶炼是由碳酸锌矿石(古称炉甘石)与铜在还原炉中炼出的。尽管关于黄铜冶炼技术的最早记载出现于宋、元人的著作中,但应该说在此以前我国已具备冶炼这种合金的技术条件了,不能由此说冶炼铜锌合金是从宋以后才开始的。
  特别应指出的是,在《天工开物》中,更具体而详细地记载了炼制金属锌(当时叫“倭铅”)及黄铜的方法,谈到炼制黄铜时说:“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜”。稍后,在《物理小识》中也有同样记载。
  继黄铜之后,又出现了白铜即铜镍合金。在北宋末何芫的《春渚纪闻》中已有关于用铜与砒石冶炼白铜的记载。元代著作《格物粗谈》中有“砒石炼为白铜,杂锡炼为响铜”之语。明代李时珍在其《本草纲目》中说:“白铜出云南,赤铜以砒石炼为白铜”。宋应星在其《天工开物》中亦说:铜“以砒霜等药制炼为白铜”。这些宋、元、明人著作中提到的用砒石及赤铜炼制的白铜,很可能是指含镍的砷镍矿与赤铜炼制者。白铜很可能在宋、元以前就已有了。
  明、清以后我国制造的白铜器物远销于国外。到十七、十八世纪,东印度公司从我国购买白铜器物,再远销于欧洲各国,欧洲语中Packtong(白铜)就导源于中国词“白铜”。在这以前的唐代,波斯语、阿拉伯语中也把白铜称为“中国石”,可见也是来自我国。但其成分及制法,则记载得很少。
  在我国古代的炼铜技术中,还应特别指出的是:我国古代劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁取代,从而发明了“水法炼铜”的新途径。这一方法以我国为最早,是水法冶金技术的起源,在世界化学史上是一项重大贡献。
  早在西汉的《淮南万毕术》里,就有“曾青得铁则化为铜”的记载。曾青成分是2CUCO3?CU(OH)2,易溶于苦酒(醋),又叫白青、空青。东汉时的《神农本草经》也有:“石胆……能化铁为铜”的话,石胆或胆矾,成分是含水硫酸铜CUSO4?5H2O。南北朝时的陶弘景则更进一步认识到不仅硫酸铜,而只要可溶性的铜盐类就能与铁置换反应。他说:“鸡屎矾……投苦酒中(醋),涂铁,皆作铜色”。鸡屎矾可能是不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜,难溶于水,但却能溶于醋,而与铁起置换反应。从而扩大了以前的认识范围。
  这种认识大约到唐末、五代间就应用到生产中去了。宋时更有发展,成为大量生产铜的重要方法之一,这就是水法炼铜的“胆铜法”。这种方法比火法炼铜有许多优点:它一则可以在产胆水(即硫酸铜溶液,俗称“胆水”)的地方就地取材;二则设备简单,操作容易,不要冶炼、鼓风设备,在通常温度下就可提取铜,不须高温,节省了燃料。
  宋代时由于铸造钱币的大量需要,同时“胆水炼铜”又有上述优点,因此对“胆水炼铜”甚为重视。宋代文献记载,当时南方用“水法炼铜”的约有十一处,其中以饶州德兴、信州铅山和韶州岑水规模最为宏大。北宋每年产胆铜达一百万至一百七、八十万斤,占当时铜总产量的白分之十五到百分之二十;南宋时铜产量虽大为减少,但胆铜比重却大有增加,绍兴(宋高宗)年间,竟占铜总量的百分之八十五以上。
  胆铜的生产过程包括两个方面。一是浸铜,二是收取沉积的铜。目前,我国有的地方(如湖北黄石市)还仍用这种方法生产铜。


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    时间:2011年03月14日 16:45:56 来源: 作者: 上一篇:铬铁矿的选矿技术 下一篇:铬铁矿的冶炼方法  (电脑版  手机版)
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