灰吹法 :古代的金属分离方法

更新时间:2024-09-21 00:25

灰吹法(cuppelation)是一种古代金银共生分离和银铅分离出银的方法。银多与其它有色金属共生,而且银的含量行为往往偏少,故需要加以分离和提纯。灰吹法主要利用银铅互熔,使银溶于铅中,通入空气,使铅氧化沉积,成为氧化铅(Lithargyrum),使银铅得以分离,且银得到提纯。

银铅分离步聚

烧结

将经过挑选的矿石(礁砂)放入炉中,在上面复盖约一尺厚的木炭,待木炭烧完成,矿石成为矿石团(礁石团)。

烧制银铅合金

将铅溶化后再将已经烧结的矿石团(礁石团)置入,利用铅银互熔且熔点沸点的不同和元素活跃性的不同,通过鼓风通气使炉内的温度上升到将矿石团(礁石团)中的铅熔融氧化下沉形成氧化铅,然后降温使之冷凝成得到粗制银和可以进一步提纯的银铅合金。

融铅出银

将银铅合金(粗制银)放进熔炉中,不断的鼓风通气,将熔出的铅完全汽化,余下即为提纯后的银。

铅熔点:327.46 °C,沸点:1749°C

银熔点:961.78 °C,沸点:2162°C

金熔点:1064.18 °C,沸点:2856°C

实际使用

灰吹法在实际使用上不仅仅使用在银的提纯,也使用在金银合金的金银分离提纯。此法在唐朝之前就有使用,并在不久之后传到 日本,日本的 周防国 大名 大内义隆在 1533年(天文2年)曾用改良过的精炼技术灰吹法大幅提升 石见银山的产量。

银器历史

中原地区约在早商时期已经使用银器。甘肃火烧沟类型文化遗址(年代相当于夏朝)曾发现银质饰物。战国已有错银器物。《魏书·食货志》提到:长安骊山银矿“二石得银七两”,恒州白登山银矿“八石得银七两”。这是关于银矿品位的最早记载。

文献记载

陆容菽园杂记》记述炼银过程颇为详细:“矿石不拘多少,采入碓坊,舂碓极细,是为矿末。次以大桶盛水,投矿末于水中,搅数百次,谓之搅粘。凡桶中之粘,分三等:浮于面者为之细粘,桶中者谓之梅砂,沉于底者谓之粗矿肉。若细粘与梅砂,用尖底淘盆,浮于淘池中,且淘且汰,泛扬去粗,留取其精英者。其粗矿肉,则用一木盆,如小舟然,淘汰亦如前法。大率欲淘去石末,存其真矿,以桶盛贮,璀璨星星可现,是谓矿肉。”这是选矿过程。“次用米糊搜伴,团如拳大,排于炭山,更以炭一尺许复之,自旦发火,至申时住火,候冷,名窖团。”这是烧结过程。“次用银炉炽炭,投铅于炉中,候化,即投窖团入炉,用鞴鼓扇不停手,盖铅性能收银尽归炉底,独有滓浮于面。凡数次,破炉爬出炽火,掠去炉面滓垢。烹炼即熟,良久,以水灭火,则银铅为一,是为铅驼。”这是炼制铅银合金。“次就地用上等炉灰,视铅驼大小,作一浅灰,置铅驼于灰窠内,用炭团叠,侧扇火不住手,初铅银混,泓然于灰窠之内。望泓面有烟云之气,飞走不定。久之稍散,则雪花腾涌。雪花既尽,湛然澄彻。又少顷,其色自一边先变浑色,是谓窠翻。烟云雪花,乃铅气未尽之状。铅性畏灰,故用灰以捕铅。铅既入灰,唯银独存。自辰至午,方见净银。铅入于灰坯,乃生药中 氧化铅也。”这就是灰吹法提银。宋应星天工开物》中也有类似记载,并有附图[《天工开物》中的“熔礁结银与铅”图、《天工开物》中的“沉铅结银”反映从采矿到灰吹法提银的情况(见图[《天工开物》中的“熔礁结银与铅”图、《天工开物》中的“沉铅结银”.

参考资料

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