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[百家争鸣] 『风磨铜』的释解

卢圣   2006-06-29

  每一位铜器爱好者和收藏者都知道,宣德三年铸制的香炉是选用了暹逻国朝贡的风磨铜,结合明朝皇宫的工艺匠冶炼铜料的精道和参照历代名器造型而问世的。几百年来一直受到各类人的喜好,上至王公贵族,下至黎民百姓,为什么宣德炉如此受欢迎呢?仿历代名器造型是一个原因,冶炼铜料的精道也是一个原因,传说风磨铜这种铜料名贵又是一个原因。

  那么什么铜是『风磨铜』呢?它的通常叫法是什么?它的学名又叫什么?它的化学名称又怎么写?反正现在这个风磨铜被传说的神乎其神,不但收藏爱好者在添油加醋,甚至有名望的学者也在顾弄玄虚,真有点误人子弟的味道。要确切的弄明白这个风磨铜的来历,我们可先从铜元素的开采和冶炼过程来谈起:

  在自然界中出现的含铜矿物约有280种,其中16种具有工业意义。主要分为三部份:1﹑自然铜;2﹑铜的硫化矿物;3﹑铜的氧化矿物。其中自然铜和铜的氧化矿物在自然界中存在的很少,铜主要以化合物的形式出现。铜的硫化矿物主要是硫化铜铁矿,也就是铜铁的伴生矿,包括黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等8种。铜的氧化矿物,也就是硫酸盐类、碳酸盐类、和硅酸盐类,包括赤铜矿、蓝铜矿、孔雀石、胆矾等7种。含铜品位的矿石,能达2%以上已经是富矿了,那能不能直接进炉冶炼呢?不能,熔炉冶炼的铜矿,含铜必须达10~30%,因此铜矿石必须粉碎选精,这是一个程序。(此段文字摘自[铜矿地质勘探操作规范]第一章)

  从以上可以看出,风磨铜这个名称和现代的铜矿规范规定的通常叫法和学名都对应不起来,那一定是一种操作方法名称,从字面上我们可这样解释:利用风动力磨细矿石精选得到的铜。

  我们可从另外一个方面来证明这个解释的正确性,暹逻国也就是现在的泰国(以下称泰国),地处我国云南省的南面,相距边境一百多公里,泰国北部山脉属衰劳山、无量山山脉的余脉。在地质构造上,同属一个地质年代和板块。

  根据新华社云南频道03年5月15日报导,经云南省地质工作者艰苦努力,我国著名的“三江成矿带”区域越来越大,由原来划定南北长800公里延长到1200多公里,被国家确定为我国有色找矿基地。发源于西藏和青海省的怒江、澜沧江、金沙江,流经西藏后在横断山区并流南下进入云南西北,被称为“三江并流地区”,具有良好的金属矿物生成条件,地质学家称为“三江成矿带”。在原来划定的“三江成矿带”找矿取得累累硕果后,云南省地质工作者乘胜向南推进至少400多公里,把“三江成矿带”扩展到到中越、中老、中缅边境。在红河、元江以西的澜沧江、怒江中下游广大地区,又找到了一批大型、超大型的多种金属矿产。在明朝,云南就是我国产铜大省,到清代乾隆年间达到了最辉煌。云南的铜矿,多属硫化铜铁矿,泰国北部地区属澜沧江流域,相比较泰国的铜矿也因属同一矿藏。

  因此『风磨铜』只不过是精选铜矿的一种方法。

  对于宣德炉铜料经6~12炼后铸制,以前也被炒的沸沸扬扬,初入门者给弄得云里雾里,一说经6炼后,铜就会出现珠光宝色,二说经12炼后,铜分子就更加紧密,手感就更沉。这种说法科学上是否成立?

  现代铜的冶炼工艺,也经历了漫长的发展过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

  铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例,首先①把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为As2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。②然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100°~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,③再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。④在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。(摘自铜物理属性文章)

  这就是现代火法冶炼的四个步骤。宣德年间是没有这种先进的冶炼工艺的,没有转炉,没有富氧吹炼,没有反射炉,因此要得到比较纯的铜必须重复第一个步骤。铜经12炼后,铜分子会紧密,更是无稽之谈,那炼120次,分子密度会达到金的密度吗?那就黄铜变成金了。

  再者从暹逻国过来的铜是选精铜矿还是“冰铜”,或是更进一步的粗铜,也没有文字记载,从12炼后只得到4成看来,最多也只能达到“冰铜”的含铜成份,可见风磨铜需经6~12炼后铸制,是为了保证香炉浇铸质量而在工艺上采取的措施。

  以上是笔者参照了现代科普文章后对『风磨铜』这种铜物质的一种解释。仅供大家参考。

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