第三节 冶金化学

胆铜法的推广

用胆水炼铜是我国古代冶金和化学史上的一项重要发明创造。这种工艺是利用金属铁将胆矾溶液的铜离子置换出来，还原为金属铜，再熔炼成锭。对这一化学现象的认识，远在西汉初年《淮南万毕术》中已有记载。《神农本草经》、《抱朴子·内篇》、《神农本草经集注》等书中也都有所记载。到了唐代，这一反应被方士用来作为点金术的技艺。唐明皇时，刘知古上《日月玄枢论》说：“或以诸青、诸矾、诸绿、诸灰结水银以为红银。”红银实际上是炼丹家炼得的纯铜。唐代炼丹家金陵子在《龙虎还丹诀》中也有多条以铁釜熬胆水炼制“红银”的要诀。

胆水炼铜成为一项生产工艺，大约始于唐代末年或五代初期，当时把这种铜称作“铁铜”。五代轩辕述在《宝藏畅微论》中指出：“铁铜，以苦水浸至生赤煤，熬炼成而坚黑。”①到了北宋年间，由于铸钱需要大量的铜，水法炼铜有了较大的规模。重要的胆铜产地有信州铅山、饶州德兴和韶州岑水等。沈括《梦溪笔谈》中关于信州铅山的胆水情况，有一段著名的记载：“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，熬胆矾釜久之亦化为铜。”

关于胆水炼铜的方法，《宋会要辑稿·食货》有详细记载：“浸铜之法， 先取生铁打成薄片，目为锅铁，入胆水槽，排次如鱼鳞，浸渍数日，铁片为胆水所薄，上生赤煤，取出刮洗铁煤，入炉烹铁，凡三炼方成铜，其未化铜， 却添新铁片，再下槽排浸。”胆矾炼铜，除了浸铜法外，还有淋铜法，即以水淋浸含胆矾的土，然后以胆水浸铁。这两种方法各有优劣，崇宁时游经曾作了比较：“胆水浸铜，工少利多，其水有限；胆土煎铜，工多利少，其土无穷。⋯⋯胆水浸铜斤以钱五十为本；胆土煎铜以钱八十为本，比之矿铜， 其利已厚。”①南宋建立后，胆铜生产仍有很大规模，如乾道元年（1165）胆铜产量为 21 万余斤。南宋后期，由于胆水资源有限且质量欠佳，胆铜生产便趋于没落了。但胆铜法作为一项重大的科学发明和技术成就，并且是后世水法冶金的先声，应该给予高度评价。