古代為什么先有煉銅后有煉鐵?

         日期:2020-10-15     瀏覽:1517    
      核心提示:四千多年前,中國人民已經開采銅礦石煉銅。到殷商末年,已經鑄造出一千七百五十斤重的司母戊鼎。隨著煉制青銅的需要,錫、鉛礦也
        四千多年前,中國人民已經開采銅礦石煉銅。到殷商末年,已經鑄造出一千七百五十斤重的司母戊鼎。隨著煉制青銅的需要,錫、鉛礦也被開采使用。

      三千多年前,中國人民開始用隕鐵。春秋戰國時期,人們已經掌握了鑄鐵技術,出現了塊煉滲碳鋼,鐵工具已經在農業和手工業生產中使用。

      一、煉銅技術

      古代煉銅分為水法煉銅技術和火法煉銅技術。

      1、水法煉銅技術

      西漢《淮南萬畢術》中記載,“白青得鐵則化為銅”。《夢溪筆談》也說:“信州鉛山縣有苦泉,流以為澗,挹其水熬之,則成膽礬,烹膽礬則成銅,熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅。”

      其工藝流程如下:硫酸銅從溶液中結晶出來,再入爐冶煉出銅。冶煉初期,硫酸銅、硫酸亞鐵等分解成氧化亞銅、氧化亞鐵等氧化物,氧化亞銅被后期反應還原成銅,氧化亞鐵再與銅分離。到唐代后期利用水法技術煉銅得到了廣泛應用。宋代利用最為廣泛。

      2、火法煉銅技術

      與水法煉銅技術相比,火法煉銅技術應用時間更長,范圍更廣。在《大冶賦》中就有對火法煉銅技術的記載,分四部分:

      第一部分是采礦過程。在決定礦的分布后,根據熱脹冷縮的原理,對礦脈進行煅燒,使地表發脆解理,然后比較容易地采出礦,即“火爆法”采礦技術。

      第二部分是對礦石的焙燒過程。利用燃料對礦石進行焙燒,氧化層達到一定厚度時,焙燒自動停止,同時脫去一部分硫。

      第三部分是關于火法煉銅技術。在前兩部分的基礎上如何冶煉出銅,工藝大致是焙燒后的礦石入爐,點火,啟動鼓風設備,在冶煉中使礦石融化,礦石在其他添加劑的催化下,冶煉出銅。

      第四部分是提純。人們從銅中提出銀后,銅的純度更高,具體的做法是:人們向銅液中加入鉛,鉛提出銅中的銀,鉛沉入底部,脫去銀的銅液在上部,達到既獲高純度銅的目的。

      二、煉鐵技術

      在遠古時代,第一塊落到人類手中的鐵可能不是來自于地球,而是來自宇宙空間,因在一些古語中,稱之為“天降之火”。埃及人把鐵叫做“天石”。可見人們最早認識的鐵是從隕石開始的。

      1、塊煉法

      春秋以前,中國的冶煉技術處于比較原始的階段,當時使用的冶煉方法稱為“塊煉法”。當時煉鐵使用木炭作燃料,熱量少,加上爐體小,鼓風設備差,因此爐溫比較低,不能達到鐵的熔煉溫度,所以煉出的鐵是海綿狀的固體塊,稱為“塊煉鐵”。塊煉鐵冶煉比較費時,質地比較軟,含雜質多,經過鍛打成為可以使用的熟鐵。

      2、塊煉滲碳鋼

      出土文物表明,中國最遲在戰國晚期已經掌握這種初期的煉鋼技術。

      人們在鍛打塊煉鐵和熟鐵的過程中,需要不斷地反復加熱,鐵吸收木炭中的碳份,提高了含碳量,減少夾雜物后成為鋼。人們在打制器物的時候,有意識地增加折疊、鍛打次數,一塊鋼往往需要燒燒打打、打打燒燒,重復很多次,甚至上百次,所以稱之為百煉鋼。百煉鋼碳分比較多,組織更加細密,成份更加均勻,所以鋼的品質提高,主要用于制作寶刀、寶劍。

      3、炒鋼

      在西漢中晚期,中國出現新的煉鋼技術“炒鋼”,這是在生鐵冶鑄技術的基礎上發展起來的一種煉鋼技術。其基本方法是將生鐵加熱成半液體和液體狀,然后加入鐵礦粉,同時不斷攪拌,利用鐵礦粉和空氣中的氧去掉生鐵中的一部分碳,使生鐵中的碳含量降低,去渣,直接獲得鋼,這就是炒鋼技術。這項技術的發明是煉鋼技術的重大突破,使冶煉業能向社會提供大量廉價、優質的熟鐵或鋼,滿足生產和戰爭的需要。

      三、先有煉銅后有煉鐵的原因

      1、天然銅(也叫紅銅)比天然隕鐵質地軟,易加工,所以,最早出現的銅器就是用天然銅制成的。古埃及在公元前2700年就已用天然銅制作工具。從考古資料看,我國早在三千多年前的夏代,已經掌握了紅銅冷鍛和鑄造技術。

      2、銅礦石比鐵礦石易識別。孔雀石顏色呈翠綠(即"銅綠"),易引起人們的注意聯想。進而用其煉銅。

      3、早在新石器時代,人類就發明了制陶術。窯溫達1000℃多度,已超過銅的熔點(1083.4℃),而遠低于鐵的熔點(1536℃),可煉得紅銅。可見煉銅技術是由燒陶技術而來的。

      由于以上的各種原因,所以煉銅技術先于煉鐵技術產生。但是,不得不說,人類的腦袋真的是夠大,夠聰明,他們的智慧成就了今天的我們!

       
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