題目

金屬礦如何開採使用?

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開採銀礦圖(《天工開物‧五金第十四》)
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古人認識的金礦物主要是自然金,有山上產的,也有水裏淘的。古人把砂金投到淘金盤、槽中,用水不停沖刷,當砂被沖走後,金就會留下來。淘金後還需燒煉,古人的方法是把水銀和金屑一起放入銷銀罐中燒煉,水銀成灰,金變成黃豆般的小粒。由於黃金含有不同的金屬成分,外表顏色會有差異。自先秦時期,古人就開始採金,西周時已出現包金技術,春秋時出現了錯金工藝

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包金技術

一種用薄金葉包在銀、銅等金屬外面的技術。

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錯金工藝

一種在器物上以金屬絲鑲嵌成文字或花紋的工藝。

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漢代作為賞賜用的金五銖
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銀礦的採選比較複雜,採礦的人要挖土33-66米深才能找到。挖出的銀礦砂用斗量後,分給冶煉工人去煉,入煉爐之前要手選、淘洗。古人從含鉛礦中提煉銀的方法叫「灰吹法」,先把礦物在爐中熔化成團,冷卻後放入一個叫「蝦蟆爐」的爐子裏,然後加熱熔煉,等到熔化時,鉛就沉到爐底,這樣就提煉出生銀了。銀在古代主要是用於製作銀器與貨幣。

 

古代的銅礦開採比較簡單,採掘一般的露天銅礦時,先用柴火把礦物燒一整夜,第二天等火熄了,採礦工人用錘子敲打,這是「火爆法」。藴藏比較深的銅礦要以錘子、鑿子開挖窿道。古代的冶銅技術主要分為火法與濕法。最早的自然銅被製成各種裝飾品,如孔雀石用來做顏料與工藝品,應用最多的是經過冶煉後的銅。

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春秋時期以銅製成的編鐘
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鐵礦埋藏在較淺的土地層裏,大多數在平原和丘陵地帶。一挖開表土層,就會發現鐵礦砂,取出淘洗就可得到。最早的煉鐵術叫「塊煉鐵」,煉出的鐵是固體的熟鐵,需要不停地鍛打才能成型。後來的生鐵冶煉,就是在高温下煉出含碳較高的液態鐵,適宜鑄造成型,可鍛打成各種堅韌耐用的生產工具和兵刃器械。這是中國古代冶金的獨創。

 

錫礦在中國主要分佈於偏西南地區,東北部較少,古書中常稱錫為「賀」,這是因為廣西的賀縣一帶產錫最多而得名。開採山錫與水錫都需要用水淘洗。古代煉錫的方法比較簡單,把數百斤錫砂放入大爐中,再用數百斤木炭鼓風熔煉。若錫砂在火力足夠時還不能熔化,就摻入少量鉛,錫就能熔流出來。錫在古代是銅的親密夥伴,合作創製了一個偉大的青銅時代,古代的青銅器都是錫與銅的合金製成。

 

明代宋應星的《天工開物》較詳細地記載了鉛的開採與冶煉技術。開採純鉛礦時要先鑿破山石,帶着油燈在山洞裡尋找鉛脈,採出來的鉛礦要經過一番淘洗才能熔煉。鉛在古代的用途比較廣,它與銅的合金可製成各種青銅器具,如舉世聞名的司母戊大方鼎就是銅、錫、鉛的合金。另外,古代鑄造錢幣,鉛也是材料之一。

 

汞俗稱「水銀」,古代稱「澒」。古代所認識的汞礦物主要有辰砂與自然汞兩種,辰砂也叫「硃砂」。明代宋應星的《天工開物》中說,挖土十多米深就可以得到次等的硃砂礦,而上等的硃砂礦需要挖土幾十米深才能發現礦苗。升煉水銀的基本原理是將汞礦物加熱使變成蒸氣,東漢末年多用「下火上凝式」的抽汞法。汞可用作金、銀、錫、鉛的汞劑,用以鍍物。

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上載日期:
2019年10月16日

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