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我国古代冶金中的一项杰作


    我国古代冶金中的一项杰作
    ──白铜
    北京大学 赵匡华
    白铜的发明是我国古代冶金技术中的杰出成就。唐代时规定,只有为一品朝臣拉车的小牛身上,才能用白铜作为装饰品,可见其是很珍贵的。
    现在一般人所知道的白铜是指铜镍合金,称镍白铜。当把镍熔入红铜里,含量超过16%以上时,色泽变得洁白如银。我国云南一带是镍白铜的故乡。那里所产白铜也最有名,人们就象称呼湖笔、端砚、徽墨一样,而称云南白铜为“云白铜”。至迟在公元4世纪时,云南就生产白铜了。而据《汉书》记载:“犍为郡西南朱提山出银”,且有“朱提银八两为一流(王莽时所订的银两单位)”之说。但据现代矿藏考察,朱提山(今四川宜宾西南)产铜、镍而不产银,因此“朱提银”可能就是镍白铜。唐、宋时,中国镍白铜已运销到今阿拉伯海一带,当时波斯人称白铜叫“中国石”。大约16世纪以后,中国白铜运销到世界各地,博得了广泛的赞扬。直到16世纪以后,欧洲的一些化学家、冶金学家才开始研究和仿造中国白铜。法国的耶稣会教士杜霍尔德在其1735年出版的《中华帝国全志》中写道:“最特出的铜是白铜,其色泽和银一样,只有中国才有,也只见于云南省。”1775年英国刊物《年纪》中提到要从事实验和仿造东印度公司从广州买去的中国白铜。但直到1823年德国人仿制中国白铜才取得成功。
    除了镍白铜以外,我国古代还有一种砷白铜,它是砷铜合金。这种砷白铜则是中国古代炼丹家的突出贡献。不过他们从来不称它为白铜,而叫它为“药银”,意思是用丹药点化而成的白银。点化这种“药银”比冶炼镍白铜要更困难些,而且很容易中砷毒。因此炼丹家们为取得这项成就肯定曾付出了很大的代价。
    砷白铜是用砷矿石(砒石、雄黄等)或砒霜(As2O3)点化赤铜而得到的。铜中合砷小于10%时,呈金黄色,炼丹家称之为“药金”;当含砷量等于或大于10%时,就变得洁白如雪,灿烂如银了。冶炼砷白铜的历史可以追溯到西汉初期。据宋人撰《席上腐谈》记载:汉景帝时在茅山修炼的三位炼丹大师三茅君因丹阳(今安徽、宣城一带)遭天灾歉收,于是以煅砒粉点化丹阳所产之铜为银,以救饥民。所以后来炼丹家们就称这种“药银”叫“丹阳银”。晋代著名炼丹大师葛洪在其名著《抱朴子·金丹篇》中明确记载了用雄黄点化铜为“黄金”,南朝齐梁时期的医药大师陶弘景在其《名医别录》中也提到“雄黄得铜可作金”,“炼服之法皆在仙经中。”葛洪、陶弘景所得到的大概都是含砷量较低,易于点化的砷黄铜,过去炼丹家们所说的“雄黄金”可能就是指它。这时期的《神仙养生秘术》、《太古土兑经》中还提到了点铜为“白”(银)的丹药配方,但用药比较复杂。隋代开皇年间(公元581~600)有位炼丹家,名叫苏元朗,号青霞子,曾学道于句曲(茅山),自称得到过司命大茅君的真秘。他曾撰《宝藏论》一书,其中记载了用砒霜可以“点铜成银”。这是砷白铜冶炼技术的重大进步。
    唐肃宗乾元年间(公元758~760年),有位炼丹家,道号金陵子,他撰写了一部炼丹书:《龙虎还丹诀》,其中有一篇《点丹阳方》,详尽介绍了点化砷白铜的方法,他是先将雄黄升炼成砒霜,然后把后者作成小丸,逐个投到熔化的铜汁中,以炭不断搅拌,直到铜汁变白为止。在此过程中,As2O3先被炭还原成单质砷,立即溶入铜中,于是逐步生成了砷白铜(Cu3As)。我们曾仿照他的作法,成功地验证了这个方法。这说明:唐代中叶,我国炼丹家点化砷白铜的技术已经达到了相当成熟的阶段。但它长时期为炼丹家的真秘,师徒相传,对外绝密。所以直到北宋末年,有人在所撰《春渚纪闻》中谈到兰陵人薛驼以煅砒粉化铜为白银时,还说这是一种奇闻绝技。
    元、明以后,这种“药银”便逐渐为常人所知了。所以在元人著作《格物粗谈》、明代李时珍所著《本草纲目》及明末宋应星所著《天工开物》中都有“砒石炼为白铜”,“以砒霜等药制炼白铜”的记载。
    那么为什么至今还没有找到古代炼丹家所制出的砷白铜文物呢?这大概一是因为这种“药银”冶炼技术只有少数人掌握,生产极少,年久失传;二是易变质(其中砷质会逐步挥发掉,而变为棕赤色),又有毒性;三是在市场上冒充白银,是违禁的,只能在暗中少量炼制;四是炼制困难,耗资多、价钱昂贵。
    过去有人不知道砷铜合金也是一种白铜,以为白铜只有镍白铜一种,因此把“砒石炼为白铜”解释为以白色砒镍矿点化赤铜而成镍白铜,显然这是一种误解。现在已经证明我国自古就有两个独立发展起来的白铜体系。砷白铜更为我国所特有。这一冶炼技术堪称我国一项宝贵的文化遗产。 (责任编辑:admin)