红铜矿并不多，那青铜器所用的铜是如何冶炼出来的( 二 )

自此，人类开始掌握了红铜的冶炼方法，但是红铜金属熔液难以铸造成型，易吸收空气，成型后器物制品往往带有气眼，表面粗糙，硬度也不足，很大程度上限制了其应用。青铜的冶炼青铜是怎样被发明出来的，考古学家们有两种推测：一种观点认为，青铜是在冶炼红铜的长期实践中逐渐摸索出来的。最初从矿石中冶炼出来的红铜并不非常纯，其中含有一些杂质，如少量的铅、锡、铁等，但因为铅、锡含量很低，还不能称为青铜。可是人们无意中发现这种合金的机械性能要强于红铜，从而进一步开始有意识地向红铜中添加锡从而配制出青铜。另一种观点认为，青铜冶炼可能是人类在采掘金属矿时，用火烧烧烤岩石，然后浇水，使矿石裂缝。锡青铜含锡25%时，熔点只有800℃ ，当矿石是铜锡共生矿时，在800℃左右的木炭或者干柴火焰中，便能获得青铜。这两种观点都有一定的道理，在学界都获得了广泛支持。中国的青铜冶炼我国青铜冶炼大致分为以下三个步骤：选矿、初炼、精炼。现在的考古发现表明，大多情况下，开采矿石与初炼是在铜矿产地进行的，而精炼和铸造则会运抵他处进行。 1. 选矿我国铜储存量非常大，最早于《管子·地数篇》有这样一段记载：“出铜之山，四百六十七山，出铁之山，三千六百九山。 ”据说古代神话女娲补天所用的五色石——赤铜矿（红）、孔雀石（绿）、蓝铜矿（蓝）、黑铜矿（黑）、石英（白）——就是铜矿及其伴生的脉石。古代人根据经验寻找铜矿，颜色青绿的孔雀石，伏地生长的红色铜草都是找矿的标志。开采后的铜矿石一般需要人为进行挑选，筛出杂质较少的矿石进行初炼，但商代大概主要是从孔雀石铜矿中炼铜，孔雀石含铜量高，也可能不经富选直接入炉冶炼。 2. 初炼铜矿石接下来需要加以破碎，然后与充作燃料和还原剂的木炭一起投入炉中，将温度升至1100℃进行初炼，炼得的铜液凝固即得粗铜。粗铜一般仍含有较多杂质，还需进行下一步精炼提纯。 3. 精炼精炼时，粗铜被放入熔铜设备中进行熔化，且根据所要铸造的器具种类不同，加入一定比例的锡铅等合金成分，来调节青铜的性能。加入锡铅的操作，或称为“调剂” ，其分量最早在《周礼·考工记》中有所记载：“六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。 ”

精炼铜使用的工具在不同时期，形制多有差异，其中最为人所熟知的当属“将军盔” 。 “将军盔”为陶质坩埚，周身呈赤红色，由红土烧制而成，因形状与后世倒放的头盔相近，故而被当时参加殷墟考古的工作者取做此名，下图即为安阳出土“将军盔” 。精炼时，粗铜与木炭便是置于其中，在炭火之上或陶窑之中加热，某些出土的坩埚片上还留有小孔，专家推测可能是曾连接陶管，向内鼓气助燃之用。

安阳殷墟出土“将军盔” 关于精炼时的炉温，《周礼·考工记》也有文字记载：“凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之；然后可铸也。 ”在这里“金”即指铜，铜锡合金在精炼过程中，先是原料中所附着的碳氢化合物进行燃烧，生成黑浊的气体；接下来随着温度的升高，一些氧化物、硫化物和金属挥发出来，形成黄白、青白之气；当这些杂质都气化挥发之后，火焰呈青色时，青铜就制得了。 “炉火纯青”一词就来源于此，指青铜精炼时的火候温度，这种根据火焰的颜色来进行判断的方法，也被视为化学中火焰鉴别法的开端。青铜冶炼在中国的发展在中国，青铜时代大体是指夏商周三代，此时世界范围内的青铜冶炼工艺均为火法炼铜，这一面貌直至我国湿法炼铜的技术发明后才被改变。最早在西汉刘安的《淮南万毕术》中曾有“曾青化铁为铜”的记载，曾青又称胆矾，指天然硫酸铜或其他可溶性铜矿物。将铁放入胆矾溶液中，发生置换反应，胆矾里的铜离子被金属铁置换制得单质铜，其化学反应式如下。到宋代时，湿法炼铜被广泛应用于生产，并成为我国生产铜的主要方法之一。