目前学术界将中国历史上的黄铜划分为四类:由铜锌矿偶然炼制出的黄铜,
进口的黄铜,用炉甘石与纯铜炼制的黄铜,由锌与纯铜制作的黄铜,并且普遍认
可中国古代的冶锌技术的发明不会早于明代万历年(1573-1620)的说法
[8]
中国古代还将锌金属用于制作白铜。文献中记载在公元 4 世纪就已经生产白
铜,到明代在中国西南地区进行大规模生产。白铜有两种,砷白铜和镍白铜。镍
白铜就是一种铜、镍、锌合金。有时也不加锌,如在云南,制作白铜后期加锌是
为了提高金属性能和合金的白度
[11]
中国的金属锌除了用于制作黄铜,白铜,还大量用于出口。根据文献记载
17-18 世纪中国锌锭世界闻名,曾经出口到东南亚,日本,欧洲,甚至非洲。到
19 世纪,欧洲成功完成锌金属的工业化生产,中国的锌锭才慢慢失去市场
[7]
1.2 研究综述
1.2.1 近代中国传统冶锌厂调查研究概况
20 世纪中国一些边远地区仍然使用传统炼锌技术,最初由地质学家在勘察
矿源时发现,并将传统炼锌的过程记录下来。从 20 世纪 80 年代开始,冶金史学
家为了研究中国古代冶锌技术,开始重视对传统炼锌作坊的调查研究。这些炼锌
厂主要分布在中国的西南部,如湖南常宁,云南会泽,贵州毕节(赫章,威宁),
四川会理等地
(1)湖南常宁
1914 年《中国矿业调查记》中记载了湖南常宁松柏提炼白铅厂的情况
[17]
:
在水口山附近的松柏提炼白铅厂有锻炉 160 座,精炼炉 24 座。该厂使用圆炉锻
炼矿石。首先把柴放在炉底,后装煤,再装矿石,一共叠 8 层,炉顶盖上胶泥和大块
锌矿石,重复炼三次,得到用于精炼的矿砂,再进行精炼
到了三十年代,该厂改名为常宁松柏土法炼锌厂。在《中国矿业纪要》(1932-1934)
中记载了类似的工艺
[17]
:该厂工艺分为“烘、炼两段”。“烘”与之前的锻炼法一
致,但“炼”部分,是将烘过的矿砂过筛后与煤末混在一起。炼锌罐为粘土制,
高十三寸,直径 4.5 寸。冶炼时罐内“锌质变热蒸发,遇铁盖凝集,引入凹处”
罐外燃料是煤。炼炉为长方形,有风门 41 个,炉中分了 40 格,每格放三罐,一
座炼炉可放 120 罐。装罐需 8 小时,冶炼需 8、9 小时。文献中的“喇叭口”为
一种喇叭形隔板,“槽形薄片”和“凹处”都是盛接金属锌用的。8
1 绪论
1.1 中国古代锌金属的历史背景
中国古代社会对金属锌的认识较晚,但铜锌合金即黄铜很早就出现了。据考
古学家研究发现,新石器时代晚期的遗址中出土有黄铜(铜锌合金)物品。目前
中国考古学家发现的最早的黄铜制品是在陕西西安姜寨仰韶文化一期遗址中出
土的圆形薄片残片,遗址年代为公元前 4700-公元前 4000 年
[1]
。北京科技大学冶
金与材料研究所曾用矿石直接冶炼黄铜进行模拟实验,发现只要有铜锌共生矿或
者铜矿和锌矿,古人就有可能在原始条件下冶炼出黄铜,只是锌的含量不同
[2]
学者认为新石器时代出现的黄铜制品是用铜锌共生矿炼制的黄铜,属于偶然得到
的
[3]
,当时人们并不认识黄铜
从商(1600-1100BC)至汉代(202BC-AD220),这时期很少用黄铜,多是用
青铜,青铜中所含的锌含量很少
[4]
。据文献记载,在东汉时期(AD25-220),黄
铜被称作鍮石
[5]
,被当成是类似于黄金的另一种金属,非常珍贵,通过丝绸之路,
从西域主要是波斯和印度进口而得
[6]
。在公元 10 世纪之前,没有文献或考古资
料表明有中国本土制造黄铜的迹象。所以学术界认为从东汉起至公元 10 世纪这
段时间的黄铜很有可能都是依靠进口
[7]
,这一时期,黄铜已经为人所识,被称为
“鍮石”
到了五代时期(AD907-960),邻国西夏强大起来,阻碍了黄铜的进口贸易,
于是政府不得不自己生产黄铜。第一次出现鍮石制作方法的记载在炼丹术丹决
《日华子点更法》中,用赤铜和炉甘石(锌矿石主要成分是 ZnCO)、木炭混合烧
炼而成。后来不久崔昉在其《外丹本草》中也有简要记载。到了宋代,制作鍮石
的方法更加广为人知,但政府一直禁止平民拥有铜和使用黄铜。直到元代,慢慢
鍮石的称呼不再使用,开始使用黄铜这个名字。从唐代起黄铜就非常珍贵,只有
皇室才能使用,常用于寺庙和宫殿。直到明代中期,黄铜才开始大规模用于铸造
钱币。根据学者们对这一时期黄铜制品的科技分析结果,目前认为公元 10 世纪
到明代万历年(1573-1620)的黄铜都是通过炉甘石与纯铜冶炼的方法制成的
[8]
黄铜在中国历史上一直很珍贵,几乎只在宫殿、寺庙里使用,直到明代嘉靖
年间,黄铜成为铸造铜制钱币的主要合金,取代了青铜的主流地位。黄铜的需求
量大增,促使冶锌技术开始有了发展。根据明代黄铜钱币的科技分析结果,明代
万历时期钱币中的锡含量减少,锌含量增加,证明黄铜冶炼技术得到提高。而直
到明天启元年即 1621 年后的文献中,都记载的是用铜和锌制作黄铜,用来铸造(2)贵州毕节市
贵州省毕节市的威宁县、赫章县都有传统炼锌厂,学者们对两地都进行了调
查研究。贵州毕节市威宁炼锌厂开办于清乾隆三年,但到三十年代,只剩下一座
炼锌炉。1940 该厂的调查简报中记载有相关情况
[17]
:
该厂所用炼炉是土砖垒成的,外部长381cm,宽120cm,高93cm;内部长275cm,
上宽 80cm,下宽 32cm,炉内有炉桥 12 道,炉两边分布风眼 13 个。每炉桥可以
放三罐,共 36 罐。每次炼炉从下午 5 点开始冶炼,到第二天下午 2 点才能结束
所用的蒸馏罐为土坛罐,高 67cm,上口径 14cm,下部尖锐。罐内装锌矿和无烟
煤,比例为 8:3,装好后矿石面上盖细炉灰,留十分之一空隙,炉灰面要拍成
碗形槽,罐上盖瓦盖,用黄土封好。每次冶炼结束后,揭开瓦盖,得到“毛锌”
块,要再在铁锅中熔化,去杂质,倒入模中凝固,成为“净锌”
1986 年许笠学者在赫章县妈姑地区进行实地考察后,对小水井传统蒸馏炼
锌技术进行了详细描述,但目前不能确定赫章炼锌厂的开办时间
[18]
。该厂所用炼
炉为“铅”炉,每个炼炉尺寸会稍不同。每个炼炉都有 12 个炉桥,每个炉桥放
3 个蒸馏罐,一次冶炼 36 个罐,需 24 小时。见图 1.1。
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