銅鋶

銅鋶

摘要銅鋶山古銅礦冶遺址是我國最重要的礦冶遺跡，以往的研究認定其開採的是氧化礦石，使用的冶鍊技術是氧化礦石直接還原冶鍊成銅，這一結論主要是根據銅鋶山礦區賦存有大量的氧化礦石，考古發掘的古礦井位於氧化帶並出土有氧化礦石等事實獲得的，並因用銅鋶山氧化礦石進行的模擬實驗成功地煉出銅而得到強化。為復原冶鍊技術對X1礦體上的爐渣堆積進行的發掘，獲得了煉爐和大量層位清楚的爐渣樣品，但對這些樣品的分析是在冶鍊氧化礦石的結論之下進行的，最能反映冶鍊性質的爐渣分析數據未被充分利用來確定礦石和產品類別。本文根據銅冶金基本原理對X1礦體爐渣所代表的冶鍊過程的性質提出了疑問，進而建立通過爐渣分析判定冶鍊過程的方法，並以此方法配之以模擬實驗對銅綠山XI礦體和動力科倉庫院內的古爐渣進行了研究，認定前者是冶鍊品位為65%的冰銅的爐渣，後者才是真正的直接冶鍊氧化礦石成銅的爐渣.關銳詞古RZ,冶鍊氧化礦石til`A1!"-tcAb銅綠山古銅礦冶遺址是我國最重要的礦冶遺跡，以往的研究認定其開採的是氧化礦石，使用的冶鍊技術是氧化礦石直接還原熔煉成銅。這一結論主要是根據銅綠山礦區賦存有大量的氧化礦石。考古發掘的古礦井位於氧化帶出土有氧化礦石等事實獲得，並因模擬實驗成功地出銅而得到強化。為復原冶鍊技術對XI礦體上的爐渣堆積(簡稱X1礦體爐渣)進行的發掘，獲得了煉爐和大量層位清楚的爐渣樣品，但對這些樣品的分析是在已有結論之下進行的，最能反映熔煉性質的爐渣分析數據末被充分利用來確定礦石和產品類別。見諸文獻的XI礦體爐渣並不符合冶鍊氧化礦石成銅的爐渣特徵。首先，據說分析過數百個銅綠山渣樣,

含銅平均為..7%0'.熔煉氧化礦石的爐渣含銅如此低。須有極高的熔煉技術水平，近代工業熔煉實踐也難以達到，故有人稱其為一謎。其次，見諸文獻的XI礦體爐渣樣品有15個分析了硫含量卜月，平均含鋪..75%,硫0.62%.作為冶鍊氧化礦石成銅的爐渣，它們的硫含量明顯偏高，己經達到了現代冰銅吹煉第一期爐渣的含硫水平。按報道的銅綠山氧化礦石的成分。即使冶鍊過程1119不脫硫且所有硫都進人爐渣，爐渣含硫量也不會如此高，這表明銅綠山氧化礦石與

XI礦體鏟渣之間存在著硫的不平衡，即XI

礦體爐渣不應是氧化礦石的冶鍊產物.

第三，模擬實驗中最為成功的是第二

次模擬實驗的第二爐，先後排渣14次，排

銅2次，粗銅約含鐵3%,硫0.1%ui,這14次

排渣，毫無疑問地是銅綠山氧化礦石還原

熔煉成銅的爐渣。作者對14次排渣中的前5

次爐渣進行了分析，發現其平均含銅

0.83%,硫0.044%,模擬實驗渣含硫量比XI

礦體爐渣低一個數量級。可以說模擬實驗

並末煉出與X1礦體爐渣相同的爐渣.

XI礦體爐渣的性質及其熔煉產物，必

須根據煉銅學原理，從煉銅爐渣與熔煉過

程及產物的關係方面入手，才能予以準確

判定.

1爐沈與熔嫉過程

在古代還原性氣氛下,火法煉銅技術

可劃分為三種原則工藝:'引

(1)氧化礦石還原熔煉成銅，簡稱

"氧化礦一銅"工.

(2)硫化礦石經死焙燒理論上脫除全

部硫后再還原熔煉成銅，簡稱"硫化礦-

銅"工藝.

(3)硫化礦石先煉成冰銅，再將冰銅

經多次部分脫硫焙燒，熔煉濃縮成高品位

冰銅，最終將冰銅死焙燒后再熔煉成銅,

簡稱"硫化礦一冰銅一銅"工藝.

各工藝所進行的熔煉過程只有兩種,

即對氧化礦石(包括硫化礦石或冰銅的死