☆ 黄铜是铜与锌的合金,也是劳动人民制得的合金。锌在自然界中主要是以闪锌矿(ZnS)和菱锌矿(ZnCO 3 )存在的,我国古代叫炉甘石。黄铜是将红铜与炉甘石、木炭一起烧炼时,还原出的锌铜合金。
☆ 在铜的冶金史和化学史上,我们的祖先还有一项伟大的发明,就是胆水浸铜法,这项发明是湿法冶金技术的起源。胆水浸铜法是金属铁和胆水(CuSO 4 溶液)相互作用,铁置换出其中的铜,Fe+CuSO 4 →FeSO 4 +Cu。西汉的《淮南万毕术》已有记载指出:“白青得铁,即化为铜。”白青又称为空青、石青,即碱式碳酸铜。
☆ 黄铜之后,又出现了白铜即铜镍合金,我国白铜冶炼最迟出现于宋代。
☆ 北宋末的文献中已有用铜和砒石炼白铜的记载,这里的砒石是指镍砒(砷)矿(NiAs)或辉砒(砷)镍矿(NiAsS)。所以白铜可能在宋代以前就有了。
☆ 砷白铜炼制困难(砷含量要求严格),本身有毒,又没有镍白铜稳定,放置日久会因砷逐渐挥发而变黄,因此至今还没有找到物证。现今发现的古白铜器具都是镍白铜。
☆ 我国化学家、化学史家王琎(1888—1966)曾分析过一个古白铜器具,其成分是铜62.5%、锌22.1%、镍6.14%,不含砷。
☆ 我国古代有色金属冶炼的一项重大发明是水法炼铜。它是湿法冶金技术的原型,是对世界化学史的一项重大贡献。这种方法起初是在炼丹过程中发现的。
☆ 胆水炼铜的化学反应过程和生产设备都非常简单,要求条件又十分温和,容易操作,原料可以就地选用。
☆ 胆水炼铜在宋代生产规模已非常宏大。北宋时期,每年产胆铜达一百七八十万斤,约为铜总产量的15%~20%。
☆ 胆水炼铜方法有下列三种:
① 在胆水产地挖沟槽,茅席铺底,铁块排砌沟内,引入胆水,等到颜色改变后,放水取茅席,收得沉积其上的铜粉。
② 将铁片排置在槽中,浸渍数日,刮铁片上的“赤煤”(铜粉末),略微炼制,使成纯铜。
③ 将胆水引入铁容器中,用火煎熬,然后取铜。
☆ 胆水炼铜法经千余年延续到今天,现在在我国湖北黄石等地仍用这种方法生产铜。
☆ 继金、银、铜、锡、铅、铁之后,人类最早认识的另外一种金属就是汞。
☆ 天然硫化汞为含汞的主要矿物,也是古代炼制单质汞的主要原料,也叫做丹砂、辰砂。
☆ 汞在常温下呈液态,银光闪闪,更重要的是它易于挥发,且可以溶解金、银等性质稳定的金属形成汞齐。
☆ 铋和锑可能是欧洲人最早发现并且制得的两种有色金属。
☆ 据目前考证可知,1450年德国化学家、医生瓦伦丁发现铋。
☆ 德国矿物学家阿格里科拉在其著名的《金属论》中介绍了借助熔融法提取铋的方法,并指出它是真正的金属。
☆ 有关炼锑的最早记载见于1604年欧洲出版的《锑的胜利车》一书中。该书介绍了用铁还原硫化锑制备金属锑的方法。
☆我国史上关于炼汞的记载
据司马迁所著《史记·秦始皇本纪第六》记载,秦始皇墓内“以水银为百川江河大海,机相灌输,上具天文,下具地理”。1982年经过有关部门对秦始皇墓详细的测试,在封土中间部位125000平方米的范围内圈出12000平方米的强汞异常区,因此证实了司马迁的记载,也反映了我国当时汞的生产规模。
☆关于炼锌最早的记载
英国化学史家柏廷顿根据现存6世纪出版的古印度梵文著作中提到似乎是锌的物质,认为对金属锌的认识以及炼锌技术可能最早起源于古印度。但目前世界科学史界普遍认为,《天工开物》(1637年,明崇祯十年初刻本,刊行)中的记载是现存最早的关于炼锌工艺的文献。宋应星在《天工开物·五金》中详细记载了炼锌过程,并将其命名为倭铅。他写道:“凡倭铅,古书本无之,乃近所立名色。其质用炉甘石熬炼而成……此物无铜收伏,入火即成烟飞去。以其似铅而性猛,故名之日倭铅云。”
这不过是有关炼锌的最早记录,而锌的实际制得年代肯定是在此之前。根据考证,我国在汉初(公元前1世纪)已知道用锌,最早的有关锌的文献记载出现于明宣德三年(公元1428年)工部尚书吕震所编《宣德鼎彝谱》一书中。欧洲虽然在16世纪已经认识到锌是一种金属,但一直没能解决锌的冶炼问题,长期从我国进口。直至18世纪30年代,英国人才到中国学会了炼锌方法。1743年在布里斯托尔建立了第一座炼锌厂。