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1 # 奇妙的歷史
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2 # 糖糖日常
1.鋅合金的製作方法
我們知道,氧化鋅需要在950℃一1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅,而液態鋅在906℃時已經沸騰,所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在.在冷卻時反應逆轉,蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅,因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置.這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因,也是古代鋅合金製品出現較晚的原因之一。
2古代含鋅黃銅的由來
在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管,山東膠縣三里河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐.顯而易見,這些黃銅器物的出現並不是說人們在史前就掌握了黃銅的冶煉技術,而是人們在利用銅鋅共生礦時無意中獲得的.
3.如何在銅錢中新增鋅。
據對漢代有關礦山進行調查後發現,山東的昌濰、煙臺、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅共生礦,這就使冶煉後的銅含有一小部分鋅.到了唐代,由於鑄錢材料的規範化,使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恆量.
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3 # 讀史溯源
在中國商周時期,青銅冶煉已經極為成熟,春秋戰國時,青銅的發展達到了頂峰。漢朝以後,鐵器逐漸的取代了青銅器,青銅就用來鑄造錢幣。從春秋戰國時期到明代中期,銅錢為青銅,即銅錫合金。到了明朝嘉靖年間,採用黃銅鑄造錢幣,即題主所說的銅鋅合金。
然而銅鋅合金是如何冶煉的呢?在最初,是把紅銅與菱鋅礦石(爐甘石)加碳一起熔鍊得到黃銅。在明朝後期,鋅錠可以單獨提煉出來,然後再用紅銅與金屬鋅混合冶煉,這是一個從低階到高階的發展過程。
在這裡介紹一種古老且實用的熔鍊方法,火法冶煉。下圖是我手畫的春秋時期銅綠山遺址煉爐復原圖,畫的不好請見諒,哈哈!
各位請看,這款爐大概是1.5米左右,由爐腔、爐基和爐身組成。爐基由黏土石塊混合搭築,爐身由石英砂、白瓷粉、鐵礦粉等逐層搭築。爐腔內部呈圓柱形,上窄下寬,底部設有出爐的金門,金門上有排渣孔,防止堵塞。兩邊斜向下有通風口,使用牛皮製作的鼓風器向內通風。可以說這款高爐已經十分先進,整個封建王朝的豎爐都是以此為藍本製作的。煉爐有了,往裡投入紅銅和爐甘石加碳燃燒就能得到黃銅。雖然能得到黃銅,但這種黃銅的銅鋅比例並不理想,而且還含有很多雜質。用純銅與純鋅熔鍊出的黃銅才是最好的。
古人是如何提煉純鋅的呢?
古人稱鋅為倭鉛,倭為捉摸不定的意思。因為鋅在高溫下容易揮發,很難單獨獲取。氧化鋅還原成鋅的溫度是904℃,鋅的沸點為906℃,也就是說還原的鋅非常容易沸騰後又變回氧化鋅,提煉純鋅的難度很大,但這並沒有難倒聰明的古代人。《天工開物》中寫道:爐甘石十斤,裝入一泥罐內,逐層用煤炭餅墊盛,底部鋪薪,發火鍛紅,冷澱,毀罐取出,即倭鉛。
上圖所示,爐甘石與煤混合均勻後放入泥罐內,加入少量水,在罐口處用黃泥做出一個罐兜,也就是10cm左右的空腔。將反應罐放入煉爐中,四周放置煤餅,點火燃燒。內部發生反應後,鋅蒸汽就透過罐兜通道冷凝到蓋上,然後落入冷凝區。這就是“密封蒸餾法”,很簡單的方法凸顯了古人的大智慧。得到純鋅後,混合紅銅置於煉爐就能冶煉出精確比例的銅鋅合金,也就是金光閃閃的嘉靖通寶。
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根據對古錢幣的考證,在漢代開始至明代初期的少量鑄錢中含有透過礦石夾帶的鋅元素。而鋅的冶煉,學界普遍認為,中國關於煉鋅技術的最早記載出現在明末宋應星所著的《天工開物》一書中,明代有熔爐對鋅進行提煉,由於純銅加鋅鑄造的黃銅具有良好的鑄造效能,顏色華貴,明代嘉靖年即啟用金屬鋅直接配紅銅鑄造錢幣。因為鋅的提煉難度很大,所以古錢幣中鋅的新增也不是很早就有的。