题目

金属矿如何开采使用?

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开采银矿图(《天工开物‧五金第十四》)
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古人认识的金矿物主要是自然金,有山上产的,也有水里淘的。古人把砂金投到淘金盘、槽中,用水不停冲刷,当砂被冲走后,金就会留下来。淘金后还需烧炼,古人的方法是把水银和金屑一起放入销银罐中烧炼,水银成灰,金变成黄豆般的小粒。由于黄金含有不同的金属成分,外表颜色会有差异。自先秦时期,古人就开始采金,西周时已出现包金技术,春秋时出现了错金工艺

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包金技术

一种用薄金叶包在银、铜等金属外面的技术。

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错金工艺

一种在器物上以金属丝镶嵌成文字或花纹的工艺。

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汉代作为赏赐用的金五铢
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银矿的采选比较复杂,采矿的人要挖土33-66米深才能找到。挖出的银矿砂用斗量后,分给冶炼工人去炼,入炼炉之前要手选、淘洗。古人从含铅矿中提炼银的方法叫“灰吹法”,先把矿物在炉中熔化成团,冷却后放入一个叫“虾蟆炉”的炉子里,然后加热熔炼,等到熔化时,铅就沉到炉底,这样就提炼出生银了。银在古代主要是用于制作银器与货币。

 

古代的铜矿开采比较简单,采掘一般的露天铜矿时,先用柴火把矿物烧一整夜,第二天等火熄了,采矿工人用锤子敲打,这是“火爆法”。蕴藏比较深的铜矿要以锤子、凿子开挖窿道。古代的冶铜技术主要分为火法与湿法。最早的自然铜被制成各种装饰品,如孔雀石用来做颜料与工艺品,应用最多的是经过冶炼后的铜。

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春秋时期以铜制成的编钟
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铁矿埋藏在较浅的土地层里,大多数在平原和丘陵地带。一挖开表土层,就会发现铁矿砂,取出淘洗就可得到。最早的炼铁术叫“块炼铁”,炼出的铁是固体的熟铁,需要不停地锻打才能成型。后来的生铁冶炼,就是在高温下炼出含碳较高的液态铁,适宜铸造成型,可锻打成各种坚韧耐用的生产工具和兵刃器械。这是中国古代冶金的独创。

 

锡矿在中国主要分布于偏西南地区,东北部较少,古书中常称锡为“贺”,这是因为广西的贺县一带产锡最多而得名。开采山锡与水锡都需要用水淘洗。古代炼锡的方法比较简单,把数百斤锡砂放入大炉中,再用数百斤木炭鼓风熔炼。若锡砂在火力足够时还不能熔化,就掺入少量铅,锡就能熔流出来。锡在古代是铜的亲密伙伴,合作创制了一个伟大的青铜时代,古代的青铜器都是锡与铜的合金制成。

 

明代宋应星的《天工开物》较详细地记载了铅的开采与冶炼技术。开采纯铅矿时要先凿破山石,带着油灯在山洞里寻找铅脉,采出来的铅矿要经过一番淘洗才能熔炼。铅在古代的用途比较广,它与铜的合金可制成各种青铜器具,如举世闻名的司母戊大方鼎就是铜、锡、铅的合金。另外,古代铸造钱币,铅也是材料之一。

 

汞俗称“水银”,古代称“澒”。古代所认识的汞矿物主要有辰砂与自然汞两种,辰砂也叫“朱砂”。明代宋应星的《天工开物》中说,挖土十多米深就可以得到次等的朱砂矿,而上等的朱砂矿需要挖土几十米深才能发现矿苗。升炼水银的基本原理是将汞矿物加热使变成蒸气,东汉末年多用“下火上凝式”的抽汞法。汞可用作金、银、锡、铅的汞剂,用以镀物。

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上载日期:
2019年10月16日

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