据资料记载,最初的炼铜(主要是红铜)方法是把矿石和木炭放入像头盔样的陶质坩埚,在炭火上或类似陶窑的炉中加热。后发展为冶炼青铜,我国青铜冶炼的极盛时代是在殷商到周初(成、康、昭、穆诸王时期)。在长达千年的冶铜实践中,无论是铜矿的冶炼、铜器的铸造,还是冶炼设备的修造,都在不断优化提升,也为冶铁技术的诞生积累了充足的经验。
大体来说,炼铜主要有以下两种方法:
第一种是火法炼铜,这也是我们大多数人印象中炼铜的场景。殷墟考古发现,3000多年前我国古代劳动人民已用此法炼铜。这种炼铜方法选用的原材料一般为矿石,以孔雀石(主要成分是碱式碳酸铜CuCO3.Cu(OH)2,或写作Cu2(OH)2CO3为例,孔雀石与点燃的木炭接触而被分解为氧化铜,继而被还原为金属铜。
小干货:
碱式碳酸铜俗称铜绿,浅绿色细小颗粒或是无定形的粉末,它是铜在空气中生成铜锈的主要的成分。有毒、不稳定,于200℃时分解,主要应用是制烟火、油漆等。
第二种是水法炼铜(也称湿法炼铜),始于秦汉之际。这种炼铜方法的发明还要感谢当时的炼丹师们,他们在炼丹事业中发现了一个化学规律:铁能够从硫酸溶液中置换出铜。
成书于公元前2世纪的《淮南万毕术》中就有记载:“曾青得铁则化为铜”,而“曾青”指的就是可溶性铜盐,即铜盐遇到铁时,就有铜生成。
讲了这么多,大家对炼铜有没有一些新的认识呢,在科学技术并不发达的时期,古人用诗词呈现炼铜场景,也将最核心的科学方法保存至今。而今天的炼铜,在现代技术的推动下,以更加精致的姿态出现在社会生活的各行各业。
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参考文献:
[1]许书理.略论中国古代火法炼铜技术[J].中共郑州市委党校学报,2008(02):139-140.
[2]陶李明,张红萍,周芸.古诗词中的化学[J].湘南学院学报,2010,31(05):73-75.