得银又提纯了铜的目的。南宋陈百朋的《龙泉县志》
（已遗失）和明代陆蓉《菽园杂记》中都有引用，
可以印证《大冶赋》所记载的火法炼铜技术，因为 两者都是对长江流域火法炼铜技术的反映。 根据古代文献和考古发现，我国古代由于各地的 矿石品位和冶炼水平等原因，火法炼铜技术工艺原则 也是不同的。主要有三种：一是氧化矿石还原熔炼成 铜。人们习惯简称为氧化矿到铜，这项技术应用最 早，远在新石器时代的中晚期就开始利用这项技术。 明能代表早期的 炼铜技术。人们把采到的自然铜或孔雀石及燃料放 人坩埚内，坩埚四周有吹孔可以吹风来完成炼铜，虽 然可以形成炉渣，但黏度大，杂质多，一些高熔点的矿 物如脉石等还未融化，铜液难沉人坩埚底部，沉入底 部的铜也须在冶炼后通过砸碎坩埚下部获得铜。二 是硫化矿石经焙烧后还原成铜。简称为硫化矿到铜， 内蒙古赤峰市林西县大井古铜矿就是利用这一技术 的典型例子，经考古发掘的炼炉有两种：多孔窖式炼 炉和椭圆形炼炉。炉渣经分析不是冰铜渣，是直接冶 炼而得到的还原炉渣，由此可以断定它的冶炼工艺是 各种含硫铜矿到铜。三是硫化矿经焙烧后（脱去部分 硫），根据对铜纯度的要求，冶炼出不同纯度的冰铜。 最后还原成铜，简称为硫化矿到冰铜到铜。李延祥、 梅建军在《努拉塞古铜矿冶炼技术研究》中提出，新疆
中共郑州市委党校学报２００８年第２期（总第９２期）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｐａｒｔｙ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ ＣＰＣ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ
Ｎｏ．２，２００８（Ｓｕｍ，９２）
文史哲研究
略论中国古代火法炼铜技术
许书理
（郑州大学历史学院，河南郑州４５０００１） 摘要：火法炼铜是我国古代工匠们在实践中逐步形成和完善的一门技术，为我国古代冶金业 的发展作出了重要贡献。通过对这一技术的再现，有利于认识冶金技术发展的一些规律，并为现代 技术所借鉴。 关键词：火法炼铜技术；冶金业；规律 中图分类号：ｌ（２０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—６７０１（２００８）０２—０１３９—０２ 也得到快速发展。如样品渣含渣量平均为９．７８％。 铜绿山古铜矿遗址的发掘和研究还让人们感到惊奇 的是，在春秋战国时期，人们冶炼的冰铜品位可高达 ６５％，炼炉和筑炉材料都达到了很高的水平。宋明时 期对长江中下游地区使用低品位含铜黄铁矿的冶炼 技术的记载文献更多。如洪舜俞《大冶赋》序记载ｉ “余宦游东楚，密次冶台，职冷官宋，有文见悉纂于策。 垂去，乃辑而赋之。”可见，洪舜俞是经过实地考察而 撰写此文的，可信度是比较高的。该书对宋代饶州淘 金、炼银、铸钱等技术都作了较为详实的纪录，特别是 炼铜技术更为详尽。该书的炼铜技术有两种：水法炼 铜技术和火法炼铜技术，水法炼铜技术又分“浸铜”和 “淋铜”两种。 水法炼铜技术开始于秦汉之际，当时的炼丹术士 在从事炼丹中发现铁能够从硫酸溶液中置换出铜。 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。”这些记载表明当时人们已有意识地利 用化学的置换反应来获得铜。其工艺流程如下：硫酸 铜从溶液中结晶出来，再人炉冶炼出铜。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 引用。宋代利用最为广泛。从水法炼铜的工艺特点 可以知道，如果这种技术大规模地利用需要具备两个 条件：大量的胆水和足量的铁，两者缺一不可。宋代 之所以能够利用这种方法炼铜，是由于当时条件具 备，在气候上，宋代的中国气候处于温暖多雨时期，长
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万 方数据
略论中国古代火法炼铜技术
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 许书理 郑州大学,历史学院,河南,郑州450001 中共郑州市委党校学报 JOURNAL OF THE PARTY SCHOOL OF CPC ZHENGZHOU MUNICIPAL COMMITTEE 2008(2)
收稿日期：２００８—０３—０９
作者简介：许书理（１９８０一），男，河南唐河人，郑州大学历史学院硕士研究生。
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万 方数据
许书理：略论中国古代火法炼铜技术
文史哲研究
江中下游一带的铜矿床已氧化成常年流淌的硫酸铜 水溪流，从而有充足的硫酸铜；在冶铁上，中国的冶铁 技术经过春秋战国以来的不断发展和完善，铁的产量 和积存数量是相当可观的，这就满足了水法冶铜所需 要的条件，从而促使水法冶铜技术在一定时期得以大 规模地应用。 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。详细地记载了在前两次 的基础上如何冶炼出铜，工艺大致是焙烧后的矿石 人炉，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
劳动是从制造工具开始的，从开始制造石器到金 属工具的出现，经历了上百万年。铜是人类最早发现 和利用的金属，我国考古学者普遍认为：铜可能是当 时人们在采制石器过程中逐渐了解和利用的，其存在 形式和冶金性能同铁等金属相比有其特殊之处。如 自然铜在自然界本身就存在，其含铜量有的高达９０％
以上。我国很早就有关于铜的记载。先秦文献《墨子
・耕柱篇》提到：“昔日夏后开使蜚廉折金于山川，而 陶铸之于昆吾。”其中“折金”就是指开采铜矿，表明 铜的利用在我国是相当早的。春秋战国时期，我国铜 器制作技术有了较大突破和创新。从《周礼・考工 记》这部先秦时期的科技著作中，人们一定会为当时 的科技水平惊叹不已。通过这些古代文献的记载可 以看出，当时炼铜技术水平是相当高的，工匠们在长 期的实践中，不但认识到铅、锡的加入有利于改变铜 的性能，而且还对铜和其他合金的配比都有精确的要 求。考古出土的器物数据分析也基本上证实了这 一点。 长江中下游地区从商周到宋明时期一直是我国 的主要产铜区，这是由于长江流域的地质、地壳曾经 发生过多次变动，形成了长江裂谷及绵亘九百多公里 的多金属成带。我国隐藏最为丰富的铜矿就是在长 江中下游的有色金属矿内，这为我国铜业的发展提供 了丰富的资源。火法炼铜技术在我国古代炼铜技术 中占有主导地位，这一技术是我国古代工匠们在长期 实践中不断积累和完善才形成的。如在辽宁省凌源 县牛河梁发现的坩埚残片证明当时人们在冶铜时已 经使用人力鼓风技术；湖北铜绿山遗址的炉渣分析表 明，先秦时期人们不但大量开采铜矿，而且冶炼技术
也发现相当于东周时期的冰铜冶炼技术。这一技术 的典型代表是湖北的铜绿山。利用这一技术对各项 工艺流程都有比较高的要求。三种工艺相比较可以 看出：第三种技术含量是最高的，经过多次焙烧、脱 硫，然后在多次的冰铜熔炼过程中与炉渣分离，冶炼 出不同纯度的铜。前两种虽然都在还原的情况下进 行，但第二种有焙烧，可以脱去一部分硫。由此可见， 我国宋代的火法炼铜技术在前人的基础上日臻完善。 火法炼铜技术到了清代仍旧被大规模地使用。 清代的主要产铜区是云南，所产之铜称为“滇铜”。传 统的炼铜技术包括火法炼铜技术发展到了高峰也同 时发展到了尽头。张泓、檀萃、吴其睿等人对炼铜技 术作了详细的记述。张泓多年在云南为官，在其著作 《滇南新语》中记述：铜矿主要是氧化矿和硫化矿，以 地下开采为主，开采方式“依线打入，一人掘土，数人 负出，日背荒土”，依其深浅，内有不同构造，所得的矿 进行冶炼，“炼矿日扯铜，其法矿千斤用炭七八百斤不 等，炉如夹墙，底作圆窠，铺以炭末，始加矿炭……而 铜沉于低，有流碣，即铜成之候矣”。檀萃曾主持过铜 政，其记述更为可信，在其著作《滇海虞衡志》中详细 记述了云南矿厂冶铜技术：采矿仍旧是火爆法，“以火 烧硖谓之放爆火”，焙烧次数不一，“木柴烧矿为之锻， 有经一二三锻而然后人炉者，为之锻窖”。然后再炼 成由低到高的各种中间产物，“丹得于锻者，谓之一 火。成铜满一昼夜着，谓之饱火。晚煎晓成，谓之半 火”。当时工匠们已十分强调不同品位的矿石应采用 不同的冶炼流程，一般要选矿，夹石的锤成碎石，土要 清洗掉。然后是配料、冶炼，制成不同品位的冰铜，其 称呼也不一样，依次为“毛铜”、“紫板铜”、“蟹壳铜” 等，其中“蟹壳铜”是当时云南所能炼的最好的铜，含 铜高达百分之九十以上。不过炼制这种铜的代价也 很大，一千斤矿石用炭一千多斤才能得铜一百多斤， 且炭必须是松木炭。 可见火法炼铜技术在中国古代冶金史上占有的 重要地位，是广大工匠不断创新的结晶。广大工匠在 实践中逐渐了解到只有加大工艺流程，严格工艺操 作，不断提高科技含量才能冶炼出优质的铜，冶炼也 由最初的氧化矿石冶炼、硫化矿石冶炼到制成不同品 位的冰铜再冶炼。但由于中国封建社会的重农抑商 的治国之本和冶炼技术本身的复杂性等原因，中国古 代的火法炼铜技术在达到高峰时也走到了尽头，这个 问题不能不让人深思。从科技发展角度看，火法炼铜 技术为我国冶金业的发展作出了重大的贡献，其发展 历程有助于我们认识科技发展的一些规律，并为现代 科技改进提供了借鉴。 ［责任编辑杨国营］