冶金冶煉 2.
早期的銅礦冶煉技術
在自然界中銅主要以硫化銅存在,主要是輝銅礦、黃銅礦和斑銅
礦,此外還有孔雀石。對於這些銅礦的冶煉,我國先民摸索出了一套技術。我國早期的
銅礦冶煉技術,從單一的硫化銅冶煉逐漸向加錫、鉛、砷等的共生硫化礦冶煉過渡,期間在煉爐設計、原礦氧化規律的認識等方麵有許多創建。我國是世界上發現和利用銅礦最早的國家之一,早在奴隸社會,湖北銅綠山就能煉銅並大量開采。
相傳自從女媧創造了人類,她就一心為人類著想。
一天,天空突然塌下了一大塊,露出一個黑黑的大窟窿在噴火。人們都身處危機,救命要緊!
女媧連忙將人們從火海裏拖出來,從洪水中拉出來。
人們得救了,可天上的大窟窿還在噴火,女媧決定冒險補天。她拎著一個布袋,來到中凰山上尋找五彩石。曆盡千辛萬苦,終於將五彩石找到了。
五彩石找齊了,女媧拿著大鏟子,在地上挖了一個大大的圓坑,將布袋裏的五彩石倒進圓坑裏,用神火進行冶煉。
當時已是午夜,女媧的上下眼皮都打架了,她也不肯睡覺,她隻想著盡早補好天空,於是,就守著大圓坑,原地打了一個盹兒,又繼續冶煉了。
就這樣,女媧在中凰山裏經過七七四十九天,五彩石終於化成了稠稠的液體,最後變成了一塊五彩斑斕的石頭。
女媧把五彩石帶到天邊,對準那個大黑窟窿,奮力填補進去。隻見金光四射,天空中馬上出現了星星、月亮和彩虹。
塌下的天空補好了,從此,大地上到處歡歌笑語,人們過上了快樂幸福的生活。
女媧補天雖是神話,但它和金屬冶煉確實能產生共鳴。在這裏把女媧譽為冶金女神也不為過,因為我國古代冶金技術就是從冶煉石頭開始的。
古代冶金技術始於煉銅。銅礦冶煉工藝一般至少要分兩步走,首先得通過氧化焙燒,
除去其中的一部分硫和鐵,在此過程中會生成冰銅;第二步則是冰銅冶煉,在豎爐中以木炭焙燒,而得到金屬粗銅。
在古代的技術條件下,用硫化銅所冶煉出的金屬銅中,往往會含有明顯量的鐵和硫,還有由共生礦物引入的砷、鉛、錫、鋅、銀、銻,以及殘餘的冰銅和氧化焙燒的中間產物等元素。
冶煉硫化礦大約在春秋時期,當時個別地區的冶煉技術已經進步到這個階段。如對內蒙古自治區昭烏達盟赤峰市林西縣大井古礦冶遺址的發掘和研究表明,它屬於夏家店上層文化,相當於春秋早期。
在該遺址,當年的工匠曾用石質工具較大規模地開采了銅、錫、砷共生硫化礦石,礦石經焙燒後直接還原熔煉出了含錫、砷的金屬銅合金。
該遺址在赤峰市林西縣官地鄉,銅礦區的礦石主要類型為含錫石、毒砂的黃鐵礦黃銅礦,少量為黃錫礦。遺址發掘中出土了多座煉爐以及爐渣、爐壁、礦石,對當時的冶煉技術提供了相當豐富的實物資料。
在煉區發現有4座多孔窯式煉爐和8座橢圓形煉爐。多孔窯式煉爐是焙燒爐,距采礦坑很近。采集到的爐渣中發現有白冰銅的顆粒,由此可以推測焙燒過程。