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铜火法冶金原理基础知识全解1.铜矿的种类铜矿主要分为硫化铜矿和氧化铜矿两大类。
硫化铜矿包括黄铜矿、黄铜铁矿、黄铁矿等，氧化铜矿包括赤铁矿、绿矾石等。
不同的铜矿含有不同的铜含量和矿石结构，会影响到冶炼的方法和工艺流程的选择。
2.铜的提取方法铜的提取主要有火法冶金和湿法冶金两种方法。
火法冶金是指利用高温将铜矿石还原成金属铜的过程，而湿法冶金是指通过水溶液处理将铜离子沉积成金属铜的过程。
3.铜的火法冶金方法熔炼是将铜矿石与一定数量的焙烧助剂一起加入炉中，在高温下进行还原反应，将矿石中的铜鼓出来。
熔炼过程中，会采用不同的炉型，如隧道炉、转炉等，具体选择根据矿石种类和产量来决定。
焙烧是在熔炼之前将铜矿石进行预处理，使其中的硫化物转化为氧化物，提高熔炼效果。
焙烧会生成二氧化硫气体，需要进行捕集和处理，以减少环境污染。
浸出是将焙烧后的矿石进行浸出，从中提取出铜。
浸出过程可以采用硫酸浸出法或氨浸出法，具体选择取决于矿石和工艺条件。
4.铜的提纯方法通过火法冶炼得到的铜中还存在一些杂质，需要进行进一步的提纯。
铜的提纯主要有电解法和火法法两种。
电解法是将铜放入电解槽中，通过电解的方式将其中的杂质分离出来，得到纯净的铜。
电解法可以用于提纯高纯度铜，但成本较高。
火法法是指将铜通过高温蒸发和凝结的方式进行提纯。
火法法包括铸造法、蒸馏法和氧化冶炼法等。
不同的火法方法可以去除不同的杂质，从而得到高纯度的铜。
5.铜矿资源的循环利用铜矿资源是有限的，为了实现可持续发展，需要进行铜矿资源的循环利用。
目前，已经有一些技术用于回收和利用废铜，如冶金渣的综合利用和废电线的回收等。
总结：铜火法冶金是利用火法冶炼技术从铜矿中提取铜金属的过程。
它包括熔炼、焙烧和浸出三个步骤，以及提纯的方法。
铜矿资源的循环利用也是一个重要的课题。
通过这些基础知识的学习，我们能更好地了解铜火法冶金的原理和应用。
古代中国的冶金技术与金属制品制作古代中国的冶金技术是中国古代科技技术中的一个重要组成部分，与中国古代文明的发展密切相关。
在众多的冶金技术中，铜冶金技术是古代中国最为出色和先进的一种技术。
古代中国的铜冶金技术可以追溯到新石器时代晚期，也就是公元前3000年左右。
那时人们还未掌握铁器制作技术，铜器成为最为重要和先进的金属工艺品。
古代中国的铜冶炼主要通过两个步骤完成：原料筛选与提纯、以及铜的熔炼和制作。
原料筛选与提纯阶段通过矿石的选择和研磨，将矿石中的杂质去除，以获取纯净的铜矿石。
铜的熔炼和制作阶段，则通过高温熔炼和铸造技术，将纯净的铜矿石转化为各种形状的铜器。
古代中国的铜器制作技术在很多方面都表现出了卓越的水平。
首先，就是古代中国对于铜器外形的追求。
在古代中国的铜器中，很多都呈现出了匠心独具的造型和华丽精美的纹饰，如在商代晚期的青铜礼器中，可以看到从神兽到人物，从花纹到文字的各种图案。
这些外形多变的铜器不仅仅是生活工具，更是一种象征和文化的表达。
其次，就是古代中国对于铜器工艺的追求。
在古代铜器的制作过程中，工匠们经过多次的打造、打磨、以及酸洗等步骤，使铜器的表面光亮如镜，达到了一种近乎完美的状态。
这种精湛的工艺，不仅仅展现了古代中国工匠的聪明才智，更打造出了一种独特的审美风格和技术实力。
古代中国的冶金技术和金属制品制作不仅仅局限于铜器，还包括了其他金属的冶炼与加工。
例如，古代中国还非常擅长铸造铁器，并且在铸铁技术上也有突破性的进展。
在古代中国的铁器制作中，由于铁矿含有大量的杂质，所以制作过程中需要进行反复炼净和火烧。
这种方法直到明代以后才得到改进。
此外，古代中国还擅长制作黄铜器、白铜器等。
黄铜是铜和锌的合金，其颜色金黄，质地坚硬。
白铜是铜和锡的合金，通常显露出银白或图案上呈现出石青色。
这些金属制品不仅用于生活工具，还广泛应用于铭文、礼器、装饰等方面。
古代中国的冶金技术与金属制品制作在中国古代文明的发展中占据了重要地位。
铜冶金——中国古代矿冶技术铜冶金（一）今天要讲的是中国古代矿冶技术。
中国古代曾经冶炼和使用的金属有八种，铜、金、锡、铅、铁、银、汞、锌，也许还有锑。
因为中国的湖南兴化是世界上著名的锑的产地，储量很大。
根据文献记载在明朝就在这开采过，当然开采的是锑。
但是当时的人不认识锑，以为是锡，所以就取了个名字叫锡矿山。
现在在湖南兴化还有锡矿山，有水口山的矿务局。
当时应该是已经冶炼过锑，但是有没有用，开采的规模怎么样，都不是太清楚。
所以现在我们还是讲，中国古代冶炼和使用的金属有八种。
东汉许慎的《说文解字》说：“凡金，皆金之属也”。
这是“金属”这个名词的由来。
这八种金属当中，铜和铁是最重要的。
我写过一本书，名字叫《中国古代金属技术》，副标题是“铜和铁造就的文明”。
也就是说铜和铁这两种金属在中国文明史上所起的作用是最重要的。
青铜彝器铸作和两千年的铁水长流，在世界上只有中国才有。
就是说铜和铁，青的铜和黑的铁各领风骚两千年，创建了世所公认的灿烂的商周青铜文明以及长期位居世界前列的中国辉煌的钢铁文明。
那么我们所要讨论的一些主要问题就是在古代中国，铜是怎么炼成的？钢铁是怎样炼成的？铜和铁怎样造就又造就了怎样的文明？它们在世界文明史上占有怎样的地位？这样的文明现在是不是还存在于我们的生活之中？回顾这一段历史对我们有什么意义？我想就是这是我们想要探讨的一些主要问题。
下面讲第一个大问题，中国矿冶史的分期。
中国矿冶史的分期大概是分成四个时期，它的跨度长达四五千年。
第一个时期就是金属技术的萌生期。
我们现在已经知道中国最早的的金属遗物是陕西临潼姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜管，是属于仰韶时期的。
这个左边的图，就是一个残破的黄铜片，经过检测，属于铸造成型的。
右边的是一个管状遗物，它是用铜片把它卷起来形成的。
这个遗址大概是在公元前3000年到3500年左右，也就是距离现在5000年至5500年左右。
经过检测，这两件东西是含锌的原始黄铜。
含锌量还相当大，大概25%左右。
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铜冶金——中国古代矿冶技术铜冶金（一）今天要讲的是中国古代矿冶技术。
中国古代曾经冶炼和使用的金属有八种，铜、金、锡、铅、铁、银、汞、锌，也许还有锑。
因为中国的湖南兴化是世界上著名的锑的产地，储量很大。
根据文献记载在明朝就在这开采过，当然开采的是锑。
但是当时的人不认识锑，以为是锡，所以就取了个名字叫锡矿山。
现在在湖南兴化还有锡矿山，有水口山的矿务局。
当时应该是已经冶炼过锑，但是有没有用，开采的规模怎么样，都不是太清楚。
所以现在我们还是讲，中国古代冶炼和使用的金属有八种。
东汉许慎的《说文解字》说：“凡金，皆金之属也”。
这是“金属”这个名词的由来。
这八种金属当中，铜和铁是最重要的。
我写过一本书，名字叫《中国古代金属技术》，副标题是“铜和铁造就的文明”。
也就是说铜和铁这两种金属在中国文明史上所起的作用是最重要的。
青铜彝器铸作和两千年的铁水长流，在世界上只有中国才有。
就是说铜和铁，青的铜和黑的铁各领风骚两千年，创建了世所公认的灿烂的商周青铜文明以及长期位居世界前列的中国辉煌的钢铁文明。
那么我们所要讨论的一些主要问题就是在古代中国，铜是怎么炼成的？钢铁是怎样炼成的？铜和铁怎样造就又造就了怎样的文明？它们在世界文明史上占有怎样的地位？这样的文明现在是不是还存在于我们的生活之中？回顾这一段历史对我们有什么意义？我想就是这是我们想要探讨的一些主要问题。
下面讲第一个大问题，中国矿冶史的分期。
中国矿冶史的分期大概是分成四个时期，它的跨度长达四五千年。
第一个时期就是金属技术的萌生期。
我们现在已经知道中国最早的的金属遗物是陕西临潼姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜管，是属于仰韶时期的。
这个左边的图，就是一个残破的黄铜片，经过检测，属于铸造成型的。
右边的是一个管状遗物，它是用铜片把它卷起来形成的。
这个遗址大概是在公元前3000年到3500年左右，也就是距离现在5000年至5500年左右。
经过检测，这两件东西是含锌的原始黄铜。
含锌量还相当大，大概25%左右。
除了这两件东西以外，还有比它稍微晚一点的，有山西榆次出土的一个坩埚的残片。
在坩埚残片上有铜渣，那么也是冶炼生成的。
在陕西渭南，也出了一个原始的黄铜。
所以根据现有的资料我们得到一个什么印象呢？就是从仰韶文化晚期到龙山文化早期，就是说离开现在大概4500年到5000年甚至于更早的时期。
在这个时期，中原和边缘地区的金属遗物是旋生旋灭，时断时续，看来都是一种偶然得到的东西。
这就是说反映了金属技术萌生时期的一种特点。
创业维艰，当时的人对这种技术还缺乏规律性的掌握，有时候炼出原始的黄铜来了，有时候又失传了。
同时这也是冶金技术必经的这样一个阶段。
第二个时期是铜石并用时代。
在新石器时代晚期，我们日常所说的龙山文化以及齐家文化这一段时期，大概离现在4500年到5000年。
这一段时期这个金属，出土的金属遗物就比较多了。
比如说河南、河北、山东、甘肃、青海、辽宁、内蒙这些地区都有出土。
那么出土的是些什么东西呢？比如钻，钻头、凿子、小刀、小斧子，这样一些小型的工具。
也有耳环，发髻这样一类装饰用品。
那所用的金属是既有红铜又有原始的青铜和原始的黄铜，是多种材质并用。
而加工工艺也是锻造跟铸造并用的。
第三个时期是青铜时代。
我们现在认为是夏代到春秋时期是属于中国的青铜时代。
那么古籍上讲，“国之大事，唯祀与戍（戎）”，也就是说当时的上层统治者是把祭祀跟武备作为一个国家最重要的事情。
在这样的观念指导下，青铜时代是以礼、乐、兵、车这些器物为主的。
也就是以礼器、乐器、兵器、车马器的制作作为重点。
当然还有一些生活用具，比如青铜的盘、匜等等。
那么实际上青铜工具的作用是更具有基础性的意义的。
但是先前一般的人对它并不是很重视，这我在下面还要讲到。
那么第四个时期，就是铁器时代。
从战国一直到清代都属于铁器时代。
那么李约瑟英国著名的学者李约瑟讲：在公元15世纪之前，只有中国才拥有如此丰足的钢铁。
他的说法是很对的。
那么我们看到这个沧州铁狮子是五代铸造的，也就是北周广顺三年，公元953年铸造的。
这是中国特大型铸铁件的代表作，也是当时世界上唯一的能够做铸铁件的一个代表作。
这个铁狮子长5.3米，高5.4米，宽3米，重大概是40吨左右，是用四百多块泥范铸成的，这是铁器时代的代表作。
那么这个四个时期简单做一个交待。
下面我们讲第二个大问题铜冶金。
铜冶金首先要讲一个问题就是采铜冶铜。
那么谈到采铜冶铜首先要提到的就是商周时期铜料的来源。
那么大家知道，从夏代到战国，中国的青铜时代历时17个世纪。
这用铜的数量是非常巨大的。
比如说湖北随县出土的一套曾侯乙编钟，就用了五、六吨铜。
你想，1700年，礼、乐、兵、车、生活用具，工具要有多少铜。
而值得注意的是，当时的铸铜的中心，比如河南安阳殷墟、周原、洛阳，它这个周围地区都没有大的铜矿。
所以从上个世纪30代开始，李济、石璋如等学者就提出了商周时期铜料来源的问题。
用那么多铜，这个铜哪来的？这个问题在很长时期成为一个悬案，学术界都很关注这个问题。
那么经过我们多年的探索，在上个世纪80年代我们得出这样的看法。
像这样的悬案，应该通过综合性的多学科的学术研究来解决。
从哪几个方面解决呢？应该是三个方面。
第一就是古文献所记载的铜矿产地。
那么《尚书·禹贡》说“淮海惟扬州，厥贡惟金三品”，又说“荆及衡阳惟荆州，厥贡惟金三品”。
这讲的是长江中游地区的荆州跟长江下游的扬州地区，当时贡的有几种金属，金，这个金是铜，就是贡献了三种不同颜色的铜。
上面讲得很清楚，“吴越之金锡”，就是当时的铜跟锡主要他认为是来自吴越地区的，它突出这一点。
《越记》书上也讲“江南金锡”，这讲的“金”都是铜，古代称铜为金。
那么当然还有《史记·孝武本纪》讲：“黄帝采首山铜，铸鼎于荆山下。
”这首山是在什么地方？首山就是首阳山，就是在今天的山西的永济那个地方。
所以这里面荆州和扬州是古籍里面提得最多的产铜的地方。
这是值得我们重视的。
第二个方面，我们要从现代地质勘探得到的铜矿资源来考虑这个问题。
因为从50年代起，我们在全国普遍开展地质勘探，包括铜矿在内，我们掌握很多的资料。
那譬如说著名的古代著名的产铜的地方，大冶铜绿山，铜陵铜官山这些。
在现代勘探的时候，都发现了老窿，所谓老窿就是古代的矿井。
也就是说，凡是现代我们开采的铜矿，特别是大的铜矿，几乎古代都已经开采过。
这一点给我们很大的启发。
第三点当然是更重要的一点。
就是为了得到实证，应该对古代的采矿、冶炼的遗址进行发掘和研究。
当然这个是非常困难的。
一个古矿井你要去发掘，要去勘探，光靠考古界是很困难的。
但是也有凑巧的地方。
就是1975年，湖北黄石大冶铜绿山矿冶遗址发现了。
怎么发现的？就是在现代采矿的过程里面发现一个老窿，而且有大量的老窿，引起了考古界的重视，就是配合它的工程来进行发掘跟研究。
那么到了1988年，又在江西瑞昌发现了铜岭的矿冶遗址，也是在采矿过程里面发现的。
那么大冶铜绿山经过研究，碳十四测年，最晚是从西周早期就已经开始了。
而瑞昌铜岭的矿冶遗址，经过碳十四测年，距今3330年，正负60年，属于商代中期。
像这一个就是瑞昌铜岭出土的坑木，当时就是，这是用来支撑矿井的。
像这个也是，这都是有确切的出土地点。
那么在1991年，他们委托我用碳十四来测它的年代，我带了大概十个这样的试样到澳大利亚国立大学，它有一个很著名的碳十四的实验室，就是在那做实验。
最后得出来这个测年的数据。
同时也委托北京大学做了一些实验，得出的结论是一致的。
这就是说到目前为止，我们在国内发现的最早的古代采矿遗址，是商代中期。
实际上，当然在这以前还有，但是还没有发现。
那么由于早期，一般的采矿工作人员缺乏文物保护的意识，我们这方面是有很大的遗憾的。
铜冶金（二）1976年我到黄石市大冶铜绿山做了考察。
后来到80年代，我又到安徽铜陵考察它的古矿冶遗址。
那么铜陵的那个有色金属公司的总工程师王裕民先生就给我讲，他们50年代在铜陵开发这一个矿山的时候，发现了大量的老窿，大量的工具，甚至在地下有独木舟，这独木舟干什么？是在地下它有水道，用来运输的。
但是很可惜，当时缺乏文物保护意识，大量的坑木，大量这些独木舟什么工具全都烧掉了，基本上全没有保存下来。
那么我们在80年代实地考察，从安徽的安庆到马鞍山一线，发现了二十多处早期的矿冶遗址，年代大概都是从周代一直到战国，甚至于延长到唐宋时期。
而北方的中条山矿区，就是山西的中条山，从垣曲、运城到永济这一线，都是有铜矿的储藏的。
那么到了永济，它的隔着黄河对岸，就是陕西的从西安到华阴这一线的铜矿带。
所以在古代，它基本上是连起来的。
刚才讲到《史记》讲：“黄帝采首山铜，铸鼎于荆山下。
”首山在永济，荆山在河南灵宝，到现在还有一个遗址叫做铸鼎原。
就是认为当时是在那铸鼎的。
所以这些文献记载，跟地质勘探，跟考古发掘结合起来可以得出一个结论，就是说商周的铜料，铜料的来源，最主要的是在荆州跟扬州，同时北方的中条山，古代又称鼓镫山，也是当时的铜料的主要来源之一。
现在我们还继续在中条山矿区做这方面工作，已经发现了比较早期的采矿遗址。
那么大家知道，荆南，山西南部的汾河流域，是中华民族发源地之一。
这个地区有丰富的农业资源，譬如稷山就是传说当中的后稷的地方，那就是中国的农业的起源的一个地方。
而那个地方又有铜矿，还有盐池，就是解池嘛，又有盐，又有铜，又有丰富的农业资源，确实是适合当时的先民繁育子孙的地方。
那么那个地方现在已经发现了襄汾陶瓷（寺）、夏县东下冯等等的遗址。
那么临汾是古代的尧都，这都是传说了，骊山是舜在那耕作的地方，而运城的南边就有大禹渡，也就是说夏山这个地方是一个中国文明的中心。
后来金国在新疆建都，金国的贵族墓地都在曲沃，而离它不远的地方侯马，就是金国著名冶铸的地方。
所以这些联系起来，就是看到铜资源当然还有盐跟农业对于文明发展，发生跟成长的非常重要的作用。
那么铜在上古时期，是一种战略物资，就跟现在的石油一样。
现在好多国家都争夺石油资源，那在古代，好多国家要争夺铜资源。
而且为此频繁地发生战争，所以这种争夺是很剧烈的。
《诗经·鲁颂》说：“憬彼淮夷，来献其琛，元龟象齿，大赂南金。
”什么意思？就是淮夷现在有了觉悟了，把它的宝贝来献给我们，包括龟，可能指的龟甲，“象齿”就是象牙，还有“大赂南金”，“南金”是什么？就是产自淮南地区的铜。
那么蔡侯鼎的铭文说：“蔡侯获巢，俘厥金”。
“巢”就是现在的巢湖。
这句话就是说，蔡侯征服了巢湖地区，得到了大量的铜资源。
所以张光直先生他认为，夏商周选择首都的位置都跟铜资源有关。
也有学者认为，比如湖北黄陂的盘龙城的商代遗址，离开铜绿山仅仅一百公里左右，那么有可能它是商王朝的一个派出机构，或者是商代的方国，在那驻扎了军队来获取古荆州，包括大冶铜绿山、湖北阳新，湖南麻阳所出的铜料。
