❶ 古代如何炼铜
铜矿石-粉碎,置于柴火上-随着温度的上升铜矿石融化成铜水。
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2C
UCO3?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。
在冶炼青铜的过程中,我国古代劳动人民还逐步发现了铜与锡、铜与铅的配比的改变,能够使炼制出来的青铜的属性发生变化.青铜熔点低,加进的锡越多,熔点越低.同时随着加锡量的增多,硬度也随之增高,远远超过了红铜的硬度.但是当加锡过多时,青铜反而变脆,容易断裂.后来,人们又发现在青铜中加入定量的铅,就能克服青铜较脆的弱点.通过反复的实践,到春秋战国时期,古人已经总结出配制青铜的合金规律.
古代世界冶炼生铁的技术最早发现于中亚,但是由于炼铁炉过小,鼓风力弱,只能炼出海绵状的块炼铁.从春秋晚期开始,中国在炼铁技术上就开始独领风骚,竖式炼铁炉成了生铁冶炼的主要设备.特别是到了汉代,国家专营的冶铁作坊技艺精进,使生铁得以大量生产.