冶铜技术起源于西亚,不仅仅是百科词条的说法

冶铜技术起源于西亚,这是各种百科词条的说法。不可否认,百科词条代表了主流学术观点,即使有的观点我们并不认同。

冶铜技术起源于西亚,不仅仅是百科词条的说法。中国社会科学院考古研究所所长、中国社会科学院学部委员、中国社会科学院考古研究所研究员、中华文明探源工程首席专家王巍,在其所著的文章《“中华文明探源工程”及其主要收获》中也认为:冶铜术是从西亚传入中国境内的。

熔点高的金属可以做什么_最高金属熔点_熔点金属高低排序

摘自王巍,赵辉所著的文章《“中华文明探源工程”及其主要收获》

有不少人认为,有地表铜矿,铜矿石投入火堆就能炼出铜,所以古人冶炼出铜金属是比较容易的事情,所以西亚能发明治铜技术也是理所应当的。事实真是这样的吗?

铜矿有很多种,大体分为氧化铜(,其中孔雀石冶炼价值最高)与硫化铜( ore,指数种含硫磺的化学式)两大类,加工提炼的条件大不相同。

熔点高的金属可以做什么_最高金属熔点_熔点金属高低排序

一般认为古人类首先用孔雀石炼铜。孔雀石是一种氧化铜矿石,颜色碧绿,其断面的纹理与孔雀的羽毛相似,很是艳丽,所以人们称它为孔雀石。孔雀石含铜量高,其含铜品位可达10—20%或更高。

最高金属熔点_熔点金属高低排序_熔点高的金属可以做什么

天然孔雀石原石

按照一般的说法,因为孔雀石色如孔雀羽毛般鲜艳翠绿,埋藏不深,多出露于地表上,容易引起人的注意而使人采集。它又常常与自然铜一起出现,并与铜锈有类似的颜色,又可能被古人类用作制陶的颜料,因此孔雀石很可能是人们最早用于冶炼的铜矿石。

把孔雀石投入火堆,是不是就能炼出铜金属呢?这是不可能的!

要知道孔雀石是氧化铜矿石,孔雀石炼铜要用氧化还原法。从孔雀石中用还原法提炼红铜所需温度虽然比较低,为7、800°C,但是氧化铜冶炼的关键在于,需要在氧气不足的条件下燃烧木炭,使得炉内形成一氧化炭(CO),这样孔雀石(碱式炭酸铜,(CuOH)2CO3,)在一氧化炭的环境内产生化学反应,其公式如下:(CuOH)2CO3+2CO→3CO2+2Cu+H2O。换言之,如果在还原气氛中灼烧孔雀石,就可以获得纯铜,此外还会产生水与二氧化碳。

露天火堆的温度通常在500——800°C,但是在露天火堆中,无法持续地产生CO与氧化铜化石发生化学反应,所以就无法提炼出铜金属。

实验表明,当温度达到710°C时,窑内一氧化碳最为稳定,此时可以较为稳定而连续地发生还原反应,从而提炼出红铜。

冶炼孔雀石既需要高温度,亦需要控制一氧化碳反应,这一矛盾造成很多困难。所以孔雀石的提炼,虽然不需要达到铜熔点那么高的温度,但是要在密封还原的炉窑里,才可能产生CO进行还原反应,在还原气氛中燃烧孔雀石才可以获得纯铜。

所以把孔雀石投入露天火堆,就想提炼出铜是不可能的。

另一种硫化铜矿石炼铜需要1100°C以上(高于纯铜熔点1083.4°C )的冶炼温度。有的人经常将达到1083.4°C铜熔点温度作为炼铜的前提条件,以此为标准来评估冶炼起源的问题。但是1083.4°C的温度条件是针对熔化铜液而言,这实际上只是发明铜铸造技术所需要的温度,而并不代表从原矿冶炼的温度,有些铜矿耐火,需要1200°C以上的高温才能提炼出铜。

柴火在空气中燃烧的温度通常在500-800摄氏度,这种方法由于火力不集中达不到一定温度,致使所烧陶器质量差,成品率低。后来人们便发明了陶窑,可以达到更高的温度。低温陶700-900℃4个小时就可以烧结成功,高温陶需要在1200-1235℃烧制8个小时左右,瓷器的烧成温度一般在1235℃以上,彩陶的烧制温度在800-1200℃。

冶铜技术与制陶技术相比,还需要以下条件:

(1)硫化矿需要1100°C以上(高于纯铜熔点1084°C) 的冶炼温度,所以需要借助高温炉窑和冶金鼓风技术;

(2) 氧化矿(典型的如孔雀石)需要在密封高温陶窑下强烈还原的加热冶金气氛(温度至少需要710°C,并有CO参与还原反应);

(3) 高温下承接铜熔液的加热设备和搬运夹具 (耐火陶以及中外大口冶炼堆塌,如坩埚和竖炉等);

(4) 将铜熔液与炉渣分离的治金设施。

以上信息说明,在露天柴火和露天烧陶的条件下,都不可能提炼出铜金属,只有在密封高温陶窑条件下,才有可能提炼出铜金属。

西亚所谓的铜器时代有陶窑吗?以据称当时成为制铜中心的伊朗为例来说明。

熔点金属高低排序_最高金属熔点_熔点高的金属可以做什么

相关阅读

添加新评论