古法制铜胆水浸铜的智慧与应用 [复制链接]

本文旨在探索中国古代独特的铜冶炼技术——胆水浸铜法，这一技术不仅体现了古人的智慧，更在冶金史上留下了光辉的一页。通过《智慧的结晶》一书，我们将深入了解这一技术的历史渊源、操作方法及其在世界冶金史上的重要地位。同时，结合《赣水吟》和《中国古代金属技术》的叙述，我们将看到这一技术在宋代的广泛应用及其对社会经济的深远影响。

01胆水浸铜法的技术细节与历史贡献

《智慧的结晶》一书指出,胆水浸铜法，或称胆铜法，是中国古代创新的湿法炼铜技术。这种方法的核心原理是利用硫酸铜与铁之间的置换反应，生成铜单质。具体操作上，它并不需要燃料和炉子，仅通过将铁片置于胆水（即硫酸铜水溶液）中，经过化学反应，铜离子被铁取代，进而沉淀出铜单质。这一化学反应在西汉时期就已被人们发现并记录，例如在汉代文献《淮南万毕术》中就有相关记载。到了北宋时期，胆铜法得到了大力推广和应用，甚至出现了专门描述从胆水中提取铜的著作，如张潜所著的《浸铜要略》。这种方法有许多优点，如可以就地取材，设备简单，操作容易，成本低廉，因此在当时被广泛采用。然而，由于胆水中铜的浓度不同，提取铜所需的时间也会有所不同，加之天然胆水浸铜的产量不够稳定，后来逐渐被其他方法所取代。

胆水浸铜法即胆铜法，是中国古代的一种湿法治铜方法。它实际是运用了硫酸铜与铁反应置换出铜的原理。这种治铜法不用燃料和炉子，只是把铁片放在胆水(硫酸铜水溶液)中，让它们起化学变化，铜离子即被铁所取代而使单质铜沉淀下来。这一反应西汉时就被人们发现。汉代《淮南万毕术》记有“白青得铁即化为铜”。白青指的就是水胆矾。唐代《新修本草》记有关于胆矾“磨铁作铜色,此是真者”胆铜法曾在北宋年间大力推广,广泛应用。哲宗年间张潜著有《漫铜要略》一书,是专门记述从胆水中提取铜的著作。《宋史·食货志》准确地记有漫泡之法:“以生铁烙成藻片,排置胆水槽中浸渍数日,铁片为胆水所薄,上生赤煤,取括铁煤,入炉三炼成铜。大率用铁2.4斤,得铜一斤”。说的是把铁放在胆矾溶液中,使胆矾中的铜离子被金属铁所置换而成为单质铜沉积下来的产铜法。余水一般不宜再用。宋代绍圣元年,就有信州铅山场、饶州兴利场、韶州岑水场、谭州永兴场等四大铜场。《浸铜要略序》中还记有饶州兴利场就有胆水泉32处。北宋时胆铜产量每年达多万斤。由于胆水含铜的浓度不同,所以漫铜所需时间长短不一,有的需5天,也有的需7天或10天。由于天然胆水浸铜的缺点是产量不够稳定,后逐渐停废。

02《浸铜要略》与胆水浸铜技术

正如《赣水吟》一书中所提到的,宋代是江西采铜、炼铜的鼎盛时期，其中铅山场和德兴的兴利场是最重要的铜矿。这些铜矿采用了“胆水浸铜”的方法，这是一种利用硫酸铜溶液与铁发生置换反应得到铜的化学方法。这项技术的系统总结和阐述，得益于江西人张潜所著的《浸铜要略》。该书虽已失传，但其在科技史上的重要性不容忽视。通过胆水浸铜技术，宋朝能够高效地开采和利用铜资源，对当时的社会经济发展产生了深远影响。

宋代是江西古代采铜、炼铜的鼎盛时期。铅山场和德兴的兴利场是当时最重要的铜矿，且均采用“胆水浸铜”的方法炼铜。胆水浸铜方法的原理，大体是先取生铁打成薄片，然后排成鱼鳞状置入胆水槽中，利用硫酸铜溶液与铁片发生置换反应，得到铜。这种方法在当时的条件下，能够实现“大率用铁二斤四两，得铜一斤”的效率。而对胆水浸铜技术进行系统总结和科学阐述的重要专著，则是江西人张潜所撰写的《浸铜要略》。该书是中国科技史上的重要著作，虽然今天已经失传，但其在推动社会进步中所发挥的作用，仍然被后人铭记。此外，宋朝对铜资源的开发管理十分严格，铜在当时的主要用途是铸钱，为了铸钱又必须严格控制铜的开采。这也从侧面反映了《浸铜要略》及其所记载的胆水浸铜技术，在当时的社会经济生活中具有何等重要的地位。

03胆水浸铜法的应用与发展

根据《中国古代金属技术：铜和铁造就的文明》中的相关信息,胆水浸铜法是我国古代首创的一种湿法炼铜技术。这一方法通过将铁置于胆矾（硫酸铜）溶液中，利用铁与铜离子的置换反应，提取出单质铜。该技术始于唐末、五代，由于操作简便且成本低廉，在宋代得到了很大的发展。北宋时期，胆铜的产量已占铜总产量的15%~20%，而到了南宋，这一比例更是高达85%。此外，该技术还传播到了其他地区，并被广泛应用。

湿法炼铜为我国首创，称为胆铜法。它是将铁置于胆矾(硫酸铜)溶液中，使铜离子被铁所置换，成为单质铜，再收集起来精炼，得到铜料。作为提取纯铜的生产工艺，可能始于唐末、五代。由于操作简便，在常温下提取可节省燃料，成本低廉，到宋代得到很大发展。宋哲宗时，张潜撰有《浸铜要略》的工艺专著。据《宋会要辑稿》记载，北宋时用胆水浸铜的地区有11处，南宋铜的来源主要依靠江南地区，胆铜所占比重达到85%。湖北黄石、安徽铜陵目前仍有用胆铜法炼铜的。