54.科技魔法——湿法炼铜和倭铅（1 / 2）

林夕点点头：“先干起来！”　铜大匠说：“我们现在仓促之间制作铜片，不是特别平，有没有问题？”　林夕说：“不太平整？”　铜大匠说：“上人，咱们这里最细腻纯净的铜，是湿法炼铜，就是用铁从胆水里面换出来的铜。”　【注：湿法炼铜，湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，这种方法叫湿法炼铜。　湿法炼铜技术是我国古代人发明的，其原理就是用置换反应制取金属。我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。　在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。南北朝的陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解后也可与铁起置换反应。到唐末五代间，水法炼铜的原理应用到生产中去。　至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。　在欧洲，湿法炼铜出现比较晚，据说15世纪50年代，人们把铁片浸入硫酸铜溶液，偶尔看出铜出现在铁表面，还感到十分惊讶。】　林夕大致是知道湿法炼铜的，后世学生科学实验中，这个实验是比较受偏爱的，成本不高，效果也很明显，但是铜大匠为什么这么说，林夕就有点搞不懂了，于是鼓励说：“你且说来，简洁一些。”　铜大匠点了点头：　“上人，我朝用铜，因为铜本身是钱，故而算是十分贵重。　天然铜矿，并不常见，冶炼效果也不是最好。但是有地方出胆矾水，最能出好铜。　把铁放在胆矾水（注：五水硫酸铜，cuso4·5h2o溶液），也叫作胆水之中，会有铜粉沉积。然后就可以收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。　我朝（北宋时期）张潜博通方技，曾读《神农书》，见书载胆矾水可浸铁为铜，张潜勤练不辍，探明德兴兴利场的32泉、138沟盛产胆水，可浸铁取铜，于宋绍圣年间(注：公元1094～109写成湿法炼铜专著——《浸铜要略》，命其子张甲献给朝廷。朝廷发文因“用费少而收功博”，下发其法于诸路，“岁收铜百万”，受到朝廷嘉奖。　自此，信州铅山场、德兴兴利场、韶州(今广东韶关)岑水场、潭州(今湖南长沙)永兴场等矿场，均全面推行其湿法炼铜技术，获得很大效益，尤以上饶为最。　胆铜产量年可100到170万斤，占当时铜总产量近二成，如今，怕是全国胆铜产量占铜总产量的八成之多，七八百万斤。　湿法炼铜，经过我朝张潜以后，各地所用的方法虽有不同，但总结起来主要有三种。我等铜匠做的大匠，必须熟悉通晓，并时常往各地督办催差，所见各地情况多多少少有些许不同。　第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产，不过碎铁如果块子大了，就需要长期这样反复，不然铜里杂铁，还需要提炼就麻烦了。　第二种方法是在胆水产地设胆水槽，把铁锻打成薄片排置槽中，用胆水浸没铁片，至铁片表面有一层红色铜粉覆盖，把铁片取出，刮取铁片上的铜粉，刮下来的铜粉以后，铁片露出来，速度就比有了一层铜要快上许多，加之质量控制最好。　第三种方法是煎熬法，把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。此法胜在更快，但需要燃料和专人操作，工多而利少。所以我朝胆铜生产多采用前两种方法。　胆铜粉末细腻，冶炼方便，材质尤为均匀。　其实韶关距离我崖山，不过八九百里，原来应该我们有不少胆铜。　但是因为战事频仍，伪元有意劫掠，加之我们原来备战备荒，除了银子，也多用铜钱从民间购买，尤其是地下运送，多需要好钱，胆铜十之八九，倒是用于铸钱了，所留粗铜居多，杂质太多，上人精铸神器，必然要求纯洁无瑕，恐怕耽误了上人的安排。”　宋庆开口道：“铜大匠，你切不需要慌忙，这玄义号上，所留的铜，本是太后所赐，倒是精铜，只是不多罢了，若是上人要百斤、千斤，那是暂时没有的，若是几斤、几十斤，能够腾出一些来。这些是留着做宫中器物的。”　林夕长出一口气：“铜大匠所虑者，极是，我倒忘了，我们那里这些材质，比现在都要纯净的多，既然有湿法炼铜，你们最好拿那些置换下来的铜粉。否则杂质影响效果很大，产出电力也不足。”　铜大匠说：　“谢上人栽培。　与此类似的，还有倭铅的问题。”　林夕问：“倭铅怎么了？”　铜大匠说：　“职部对于上人熟知倭铅，十分敬服。　我们铜匠做所传，倭铅最早见于五代时的《宝藏论》，其中写到倭铅可勾金，　贵州赫章县志上即有妈姑地区在五代后汉高祖天福年间(公元947年)开始炼锌的记载。　《管子·地数篇》也记载——上有陵石者，下有铅锡赤铜，上有铅者，其下有银，此处之铅常常与倭铅在一处。（注：铅锌矿）。　我们也都会试验，将铜与倭铅加热合