冶金冶煉 1.
在製陶過程中所發展起來的高溫技術,為金屬的冶煉、提純和熔鑄創造了條件。冶金技術的出現,成為人類繼燒陶之後運用化學手段來改造自然、創造財富的又一輝煌成就。
冶金技術的推廣和發展直接導致了工具的變革,無疑這將對生產力的發展、社會生活麵貌的改變產生革命性的作用。
冶金技術的發明把人類生活從野蠻時代推向了文明的殿堂;而人們對金屬有所認識也是從這裏開始的,在選礦和冶煉金屬的實踐中,有關金屬的知識逐漸積累起來了。
冷錘和熱鑄冶金技術
冶金作為一門古老的技術,在國內外都已有幾千年的曆史。人類由使用石器、陶器進入到使用金屬,這是人類文明的一次飛躍。我國古代冶金技術的發展要比歐洲國家早,尤其是在掌握鑄鐵及熱處理技術方麵。我國冶金技術起源於新石器早期。
當時人們在采集石料過程中發現了天然紅銅,並對其進行冷錘成型和熱鑄,由此拉開了冶金曆史的序幕。
隨著冶煉技術的發展和提高,又從共生礦中提煉出鉛、錫等金屬,體現了技術進步和生產發展,這是促進社會文明進步的典型範例。
有一次,在新石器早期,華夏部落裏有個人無意中將紅銅器物落入火炭之中,發現在加熱中,紅銅變軟,甚至熔化改形。於是,他把另一塊紅銅放在陶質器皿中加熱熔化,又用石範將熔化的紅銅鑄成自己想要的一個模型。
他把這一做法告訴了其他同伴,人們也用這個方法鑄造自己喜歡的小飾物,還有生活用品等。就這樣,我國冶金曆史從加工利用和冶煉銅及銅合金開始了。
人們在采集石料中,偶爾發現了與一般岩石不同的天然紅銅。它們混雜在銅礦石之中,在陽光的照耀下,閃著美麗的金屬光澤。
在古人的眼裏,這些天然紅銅是一種奇特的、便於錘打改形的、閃爍著光澤的“石頭”。
由於它們質地柔軟,古人就用質地堅硬的岩石對其進行錘打,加工成簡單的裝飾品等小器物。這是古人加工的第一種金屬。
從冷錘成型到熱鑄,對人們認識有關金屬物質是一個飛躍,有著深遠的意義。熱鑄技術較少受到原料的多寡、形狀的限製,所以得到了推廣和發展。考古發掘的出土文物就是佐證。
在甘肅武威皇娘娘台的齊家文化遺址中曾出土了一批銅器,近30件,包括刀、錐、鑿、環等,經分析其含銅量達99%以上。其中不含煉渣等雜物,多數是鍛打成型,個別的是熔鑄的。它們是天然紅銅的製品。
一般來說,天然紅銅的純度是相當高的,大多隻含微量的錫、鉛、銻、鎳等金屬雜質。而用原始技術所冶煉出的純銅,往往不僅含有較多的與銅礦石共生的金屬元素,如鉛、錫、鋅、鐵等。而且由於冶煉溫度不夠高,銅與煉渣未能很好地分離,以至於又會夾雜有矽、鈣、鎂、鋁等的氧化物。
通過對甘肅省廣河、永靖、玉門的齊家文化遺址,還有火燒溝文化遺址、山西省夏縣東下馮文化遺址、內蒙古自治區赤峰市的夏家店文化遺址等新石器時期文化遺址出土的銅器的分析,發現了一些天然紅銅的製品。
這表明,在新石器時期早、中期,我國的部分地區的確存在一個銅石並用的時代。
隨著製陶技術與高溫技術的發展,熱鑄紅銅的推廣導致冶金技術的發明。從鍛打金屬發展到熔鑄金屬,再發展到開采礦石、冶煉金屬,其間經曆了漫長的歲月。
自然銅往往是夾雜在銅礦石之中的,在選揀自然銅中必定會連帶那些含銅量較高的銅礦石一起采得。再者,自然銅生鏽變綠,與自然界某些礦石,如孔雀石、藍銅礦等很相似。
這些相似或相近的礦石很可能被同時放入陶製器皿中被熔鑄。銅的熔點約為1083度,而孔雀石等氧化銅一類礦石隻要在800度左右即可被炭火還原。
因為銅礦石比自然銅的熔煉更容易,所以在熔鑄自然紅銅的過程中,人們進而掌握了銅礦石的選擇和冶煉,使遠古時期的冶煉技術又上了一個新台階。
由於金屬礦的共生,人們采用銅礦石冶煉出來的銅相當部分不是很純的紅銅,而是銅合金。而當時的人們不可能區分單一礦和共生礦,也沒有合金的知識,隻能注意到用不同的孔雀石煉出的銅在顏色上有些差異。