锌的冶炼
在明代《天工开物》中,详细记载了“火法”冶炼锌的过程。首先,将炉甘石装入泥罐,并逐层垫盛煤炭饼,底部铺薪。然后点燃,待炉内煅红后,冷却并毁罐取出,所得即为倭铅。其冶炼方程式为ZnCO+CZn+CO↑。
青铜的冶炼青铜的冶炼过程涉及多个步骤。首先,选好的矿石需加入熔剂,再放入炼炉中,用木炭进行熔炼。火候得当时,取出精炼铜液,去除炼渣,即得初铜。但初铜仍需进一步提炼才能得到纯净的红铜。红铜与锡、铅熔合,便形成了青铜。铸造青铜时,需解决采矿、熔炼、合金成分比例配制等多项技术问题。
胆铜法炼铜中国古代冶金化学中的一项重要发明是胆铜法炼铜。这种工艺利用金属铁将胆矾溶液中的铜离子置换出来,还原为金属铜,再经过熔炼成锭。西汉时期已有此觉察,《淮南万毕术》和《神农本草经》中便有相关记载。
淘冶黄金黄金在自然界中以游离状态存在,分为沙金和脉金两种。早期的采金技术主要是“沙里淘金”。例如,《韩非子·内储说上》就提到了“丽水之中生金”的记载。
银的冶炼银在自然界中主要以硫化矿形式存在,并与铅矿共生。中国在春秋初期开始采集银,东汉时期又发明了以黑锡(铅)结金银的“灰吹法”。这一技术在明代著作《菽园杂记》和《天工开物》中得到了详细记载。
汞的冶炼在自然界中,虽然存在游离态的汞,但其含量甚微,多数情况下,汞主要以丹砂(即硫化汞)的形式存在。古代方士们在密闭的炼丹炉中,通过升炼水银的方式提取汞,过程中曾尝试利用多种物质如石灰石、黄矾等来促进硫化汞的分解。至南宋时期,人们发明了蒸馏水银的工艺,并设计了专用的炼汞装置,这一技术也在《天工开物》中得到了详细记载。此外,在中国古代医药化学中,铅汞齐和锡汞齐也被广泛应用。
黄铜的冶炼在明代以前,黄铜的冶炼主要采用炉甘石(碳酸锌矿)与金属铜、木炭共同炼制的方法。这种炼制技术最早可追溯到五代末期的“日华子点庚法”,它不仅是一种炼金术的配方,更是黄铜冶炼的重要历史记载。
镍白铜的冶炼镍白铜是中国云南地区的特产金属。早在东晋时期的《华阳国志》中就有记载,指出螳螂县因盛产银、铅、白铜和草药而闻名。到了明代,云南地区已能大量生产似银的锌镍铜合金,其中含铜量达40%~58%,镍7.7%~1.6%,锌5.4%~45%,这种合金被称为“中国白铜”。
《新修本草》对“青矾”的描述书中提到青矾原本呈绿色,经过煅烧后变为赤色。这里的“烧之赤色”实际上指的是煅烧过程。
《徐光启手记》中的“造强水法”书中详细记载了如何配制类似于现代“王水”的强水。方法是将绿矾(即硫酸亚铁晶体)与硝石按一定比例混合,经过研磨后放入铁锅中加热。当药化成水时,铁锅也会被腐蚀。这种强水能够溶解多种金属,但唯独对黄金无效。若在水中加入食盐,则能够进一步增强其溶解能力。