唐《新修本草》关于石胆(胆矾,CuSO4·5H2O )也说“磨铁作铜色,此是真者”。宋哲宗时(1086 1100),江西饶州等地已用胆铜法产铜。绍圣元年(1094),信州铅山场、饶州兴利场(均在今江西)、韶州岑水场(在今广东)、潭州永兴场(在今湖南)四大铜场,除生产“石铜”(用矿石冶炼的金属铜)外,都生产胆铜。至徽宗建中靖国元年(1101),胆铜矿床达11处。应用胆铜法生产金属铜有两种情况:胆水浸铜和胆土煎铜。
胆水浸铜
此法是“以片铁排胆水槽中”,“上生赤煤”(赤色粉末),“数日而出”,“取刮铁煤入炉”,“三炼成铜,率用铁二斤四两而得铜一斤”,“余水不可再用”(见《宋史·食货志》、《舆地纪胜》卷21、《读史方舆纪要》卷85)。
胆土煎铜
此法仅见于信州铅山场。据《宋会要辑稿·食货》卷33删载:铅山场“古坑……无水处为胆土。胆土煎铜,工多利少,其土无穷”。这是指先采取胆土,再引水淋土,从而获得胆水。由于淋出的胆水浓度很低,必须烹煎浓缩后才能用来浸铜。
据《宋会要辑稿·食货》天然胆水浸铜的产量很不稳定,开始产量高,随着胆水的减少,产量下降,几年之后,产量大减,逐渐停废。
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
不管哪种方法,这是湿法炼铜,古人测定胆水浓度不精确,不知道分子量,也不能精确测定,大概率导致铁有一小部分没有反应,被铜渣包围。这是有工艺造成的,发现含铁的大部分都是纤字版。
火法炼铜: 古代铜匠以孔雀石(碱式碳酸铜CuCO3.Cu(OH)2)为原料炼铜,加猛火长灸,最终化为灼铜水,再做成各种各样的器物、兵器。
CuCO3.Cu(OH)2=2CuO+CO2+H2O
C+2CuO=2Cu+CO2
这种是制铜主要方法,我们使用的铜钱,铜器大部分使用这种工艺,不含铁的。我们收藏铜钱,考虑古人的局限性,智慧。