与水法炼铜技术相比,火法炼铜技术应用时间更长,范围更广

  与水法炼铜技术相比,火法炼铜技术应用时间更长,范围更广
     四千多年前,中国人民已经开采铜矿石炼铜。到殷商末年,已经铸造出一千七百五十斤重的司母戊鼎。随着炼制青铜的需要,锡、铅矿也被开采使用。
     三千多年前,中国人民开始用陨铁。春秋战国时期,人们已经掌握了铸铁技术,出现了块炼渗碳钢,铁工具已经在农业和手工业生产中使用。
        古代炼铜分为水法炼铜技术和火法炼铜技术。
        西汉《淮南万毕术》中记载,“白青得铁则化为铜”。《梦溪笔谈》也说:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”
        其工艺流程如下:硫酸铜从溶液中结晶出来,再入炉冶炼出铜。冶炼初期,硫酸铜、硫酸亚铁等分解成氧化亚铜、氧化亚铁等氧化物,氧化亚铜被后期反应还原成铜,氧化亚铁再与铜分离。到唐代后期利用水法技术炼铜得到了广泛应用。宋代利用最为广泛。
        与水法炼铜技术相比,火法炼铜技术应用时间更长,范围更广。在《大冶赋》中就有对火法炼铜技术的记载,分四部分:
        第一部分是采矿过程。在决定矿的分布后,根据热胀冷缩的原理,对矿脉进行煅烧,使地表发脆解理,然后比较容易地采出矿,即“火爆法”采矿技术。
     第二部分是对矿石的焙烧过程。利用燃料对矿石进行焙烧,氧化层达到一定厚度时,焙烧自动停止,同时脱去一部分硫。
     第三部分是关于火法炼铜技术。在前两部分的基础上如何冶炼出铜,工艺大致是焙烧后的矿石入炉,点火,启动鼓风设备,在冶炼中使矿石融化,矿石在其他添加剂的催化下,冶炼出铜。
     第四部分是提纯。人们从铜中提出银后,铜的纯度更高,具体的做法是:人们向铜液中加入铅,铅提出铜中的银,铅沉入底部,脱去银的铜液在上部,达到既获高纯度铜的目的。
        在远古时代,第一块落到人类手中的铁可能不是来自于地球,而是来自宇宙空间,因在一些古语中,称之为“天降之火”。埃及人把铁叫做“天石”。可见人们最早认识的铁是从陨石开始的。
           春秋以前,中国的冶炼技术处于比较原始的阶段,当时使用的冶炼方法称为“块炼法”。当时炼铁使用木炭作燃料,热量少,加上炉体小,鼓风设备差,因此炉温比较低,不能达到铁的熔炼温度,所以炼出的铁是海绵状的固体块,称为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时,质地比较软,含杂质多,经过锻打成为可以使用的熟铁。
           出土文物表明,中国最迟在战国晚期已经掌握这种初期的炼钢技术。
     人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中,需要不断地反复加热,铁吸收木炭中的碳份,提高了含碳量,减少夹杂物后成为钢。人们在打制器物的时候,有意识地增加折叠、锻打次数,一块钢往往需要烧烧打打、打打烧烧,重复很多次,甚至上百次,所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多,组织更加细密,成份更加均匀,所以钢的品质提高,主要用于制作宝刀、宝剑。
           在西汉中晚期,中国出现新的炼钢技术“炒钢”,这是在生铁冶铸技术的基础上发展起来的一种炼钢技术。其基本方法是将生铁加热成半液体和液体状,然后加入铁矿粉,同时不断搅拌,利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳,使生铁中的碳含量降低,去渣,直接获得钢,这就是炒钢技术。这项技术的发明是炼钢技术的重大突破,使冶炼业能向社会提供大量廉价、优质的熟铁或钢,满足生产和战争的需要。
     三、先有炼铜后有炼铁的原因
     1、天然铜比天然陨铁质地软,易加工,所以,最早出现的铜器就是用天然铜制成的。古埃及在公元前2700年就已用天然铜制作工具。从考古资料看,我国早在三千多年前的夏代,已经掌握了红铜冷锻和铸造技术。
     2、铜矿石比铁矿石易识别。孔雀石颜色呈翠绿,易引起人们的注意联想。进而用其炼铜。
     3、早在新石器时代,人类就发明了制陶术。窑温达1000℃多度,已超过铜的熔点,而远低于铁的熔点,可炼得红铜。可见炼铜技术是由烧陶技术而来的。
     由于以上的各种原因,所以炼铜技术先于炼铁技术产生。但是,不得不说,人类的脑袋真的是够大,够聪明,他们的智慧成就了今天的我们!
           

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