Question

古代是如何而炼制金属

要有过程

Answer 1

炼金术是中世纪的一种化学哲学的思想和实践，是当代化学的雏形。其目标是将一些基本金属转变为黄金(gold)，制造万灵药及制备长生不老药。现在的科学表明这种方法是行不通的。但是直到19世纪之前，炼金术尚未被科学证据所否定。包括牛顿在内的一些著名科学家都曾进行过炼金术尝试。近代化学的出现才使人们对炼金术的可能性产生了怀疑。

西方的炼金术
早期的炼金术者的生活时代是从公元一世纪到五世纪。西方最早的炼金术著作是委托德谟克里特的名字写的（约公元100年）。西方炼金术认为金属都是活的有机体，逐渐发展成为十全十美的黄金。这种发展可加以促进, 或者用人工仿造。所采取的手段是把黄金的形式或者灵魂隔离开来，使其转入贱金属；这样贱金属就会具有黄金的形式或特征。金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要是表现在金属的颜色上。因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术者所促成的转化。

炼金术者所采用的一个相当普遍的方法是把四种贱金属铜、锡、铅、铁熔合，获得一种类似合金的物质。然后使这种合金表面变白，这样就赋给它一种银的灵气或者形式。接着再给它加进一点金子作为种籽或发酵剂使全部合金变为黄金。最后再加一道手续，或者把表面一层的贱金属蚀刻掉，留下一个黄金的表面，或者用硫磺水把合金泡过，使它看上去有点象青铜那样，这样转变就完成了。

另一种为早期炼金术者加以广泛传播的思想，是一种更原始的观念，即金属是两性生殖的产物，金属本身就有雌雄之分。这种观念在伊斯兰教和中古炼金术里的地位比较重要。

自公元12世纪起，基督教盛行的西方开始翻译阿拉伯和希腊著作，包括炼金术文献。希腊炼金术对欧洲的影响远不及经过了系统化的阿拉伯炼金术所产生的影响。炼制黄金是欧洲炼金术的主要目标。欧洲学者根据伊斯兰炼金术的理论，作了大量实验。虽然不可能成功，但为化学的发展与出现积累了大量知识。

伊斯兰的炼金术
伊斯兰炼金术体现了一种关于本质的哲学，它与古希腊赫尔墨斯的哲学和中国的炼金术，以及关于矿物和金属转变成金的特殊原理都有密切的关系。伊斯兰教历史上，穆斯林学者对炼金术的效能长期争论不休。正统的宗教学者大多反对炼金术，而多数自然学科的学者，尽管他们也不相信一般金属能变成黄金，却接受了炼金术的基本观点。著名的伊斯兰医学家伊本?西那 在他的《治疗书》中关于金属构成的学说，便是以炼金术的理论为基础。

穆斯林最早的炼金术者是倭麦亚王子哈立德?伊本?叶基德。8世纪初，炼金术甚为流行，其代表人物是贾比尔?伊本?哈扬。他的著作《七十本书》和《平衡书》，被视为伊斯兰炼金术的基础理论著作，是用阿拉伯文写成的关于炼金术最重要的文献。穆斯林医生兼炼金术拉齐被誉为将炼金术发展为古代化学的奠基人。

中国的炼金术
炼金术在中国古代叫炼丹术。

中国在秦始皇统一六国之后，曾派人到海上求仙人不死之药。汉武帝本人就热衷于神仙和长生不死之药。到了东汉炼丹术得到发展，出现了著名的炼丹术家魏伯阳，著书《周易参同契》以阐明长生不死之说。继后，晋代炼丹家陶弘景著《真诰》。到了唐代，炼丹术跟道教结合起来而进入全盛时期，这时炼丹术家孙思邈，著作《丹房诀要》。这些炼丹术著作都有不少化学知识，据统计共有化学药物六十多种，还有许多关于化学变化的记载。

影响
炼金术经过现代科学证明是错误的。但作为近代化学的先驱在化学发展史上起到了一定的积极作用。通过炼金术，人们积累了化学操作的经验，发明了多种实验器具，认识了许多天然矿物。炼金术在欧洲成为近代化学产生和发展的基础。

(另外：炼金术（Alchemy）

　　Alchemy一词源自阿拉伯文el-kimya，埃及文为Khem，早於基督教的出现。炼金术结合法术（magic）和希腊神秘哲学（Hermetic philosophy），四世纪以後，炼金术被压制。十二世纪，炼金术经由西班牙的伊斯兰教炼金术士传入欧洲。在欧洲，中世纪炼金术结合了诺斯替教的成分，最流行的部分是转石成金这种技术。

　　鍊金术并非凭空捏造，事实上，它乃是由希腊先哲亚理斯多德所提出的一门博大精深的学问，也是近代化学及医学的先驱。

　　「如其在内，如其在外；如其在上，如其在下。」（As within, so without; as above, so below.）炼金术的这四句金言代表了炼金术的整个宇宙观，在上者或在外者，指大宇宙，包括神、自然和整个地球；在下者或在内者，指小宇宙，指人类的灵魂或心灵。无论是神、自然、人类或心灵，内外上下的相应表现的是一个统一和谐的宇宙，用中国炼丹术的话来说，是大周天与小周天的关系；用西方宇宙论的话来说，就是大宇宙（macrocosm）与小宇宙（microcosm）的关系。）

Answer 2

根据历史资料和出土文物论述了中国古代锻造的内涵，指出了现行技术资料中的失真之处，提出了新的鉴别古代锻件的方法，把历史学者界定的中国使用钢的年代向前推进了若干年。 2000 年，《机械工人》( 热加工) 第3 、4 期连载了一篇为纪念《机械工人》杂志创刊50 周年写的文章——— “一个老锻工的历史回顾”。讲述了中国锻工的传统和祖技，曾引起许多读者的兴趣和关注，台湾的《锻造》杂志和香港的《机械制造》杂志也都先后予以刊载。文章是以作者本人近40 年的亲身经历为主写成的。现根据历史文献和出土文物，对中国的锻造作一个更为久远的追溯。锻造和铸造是人类最早掌握的金属成形技术，更是现代各种金属塑性成形方法的母体和基石，希望能够再次引起大家对这一古老传统技艺的重视。 在世界范围内，发现最早的金属制品是人类用天然铜锻打的装饰物，出土于伊拉克北部的一处遗址，是公元前9000 年～公元前8000 年的遗物。我国大约在距今6000 年前就有了用锻造方法成形的黄金、红铜等有色金属制品，但那时的黄金和红铜以及后来成为钢铁先驱的陨铁，几乎都是没有经过人工冶炼的自然态金属，数量稀少，性能单一。虽然后来有色金属的冶炼和成形技术也随着时间的推移而有所进步，但在青铜器出现之前,有色金属制品的主流是用于饰品、礼器和少量生活用具，在促进社会生产力发展方面不占主导地位。本文仅就以钢铁为代表的黑色金属，对中国古代的锻造做一粗浅的追溯。 1. 从“锻” 字说起 在公元100 年～121 年间成书的古代文献《说文解字》中，对“锻” 字的解释是: 锻，小冶也。即锻造是小型的冶炼，或说是冶炼中的一小部分。而在出土的同时代画像砖上确实描绘了当时的冶金场面( 见图1)，三个持锤锻工正在对一名掌钳锻工夹持的物体进行击打，情景十分清晰。 对“锻” 字的另一种写法为“

Answer 3

在早期的文明国度和地区中，中国使用铜、铁等金属的年代相对说来是较晚的。但是，由于中国在冶铸技术方面的发明和创新，使中国的冶金业很快就后来居上，跃升于世界的前列，并为中国古代文明的高度发达奠定了坚实的物质基础。从这里我们可以看到一个技术进步带动生产发展，并进而促进社会文明进步的典型范例。
埃及大约在公元前5000年时开始进入青铜时代，公元前1000年左右开始进入铁器时代；美索不达米亚地区大约在公元前7000年时开始利用自然铜，公元前4000年时开始进入青铜时代，公元前1200年左右开始进入铁器时代；爱琴海地区大约在公元前3300年时开始进入青铜时代，公元前1000年左右开始进入铁器时代；印度大约在公元前2500年时开始进入青铜时代，公元前800年左右开始进入铁器时代；而中国是在公元前1500年左右开始进入青铜时代，公元前500年左右开始进入铁器时代的。
中国冶金史上的一个最突出的特点，是铸造技术占有重要的地位，以至于铸造既作为成形工艺而存在，又成为冶炼工序中的一个组成部分，达到了“冶”与“铸”密不可分的地步。因此在古代文献中往往是冶铸并称，并对中国文化产生了深刻的影响。如常用词汇“模范”、“范围”、“陶冶”、“就范”等，都是由冶铸技术衍生而来的。这种冶与铸密不可分的冶金传统，是古代世界上其它国家和地区所无法比拟的。
1.青铜冶炼
被认为是中国古文明象征的商周到战国的青铜器，在某种意义上可以说是铸造技术所造就的。中国开始冶炼青铜的时期虽然晚于西方约千余年，然而后来居上，冶炼水平很快超过了西方。
从重875公斤的司母戊方鼎、精美的曾侯乙尊盘和大型的随县编钟群，以至大量的礼器、日用器、车马器、兵器、生产工具等，可以看到当时中国已经非常熟练地掌握了综合利用浑铸、分铸、失蜡法、锡焊、铜焊的铸造技术，在冶铸工艺技术上已处于世界领先的地位。而《考工记》中所记载的：“金有六齐。六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐。金、锡半，谓之鉴燧之齐”，是世界上最早的合金配比的经验性科学总结，表明当时中国已认识到合金成分与青铜的性能和用途之间的关系，并已定量地控制铜锡的配比，以得到性能各异，适于不同用途的青铜合金。
《考工记》中还记载有：“凡铸金之状，金与锡，黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也”，说明当时已掌握了根据火焰的颜色，来判定青铜是否冶炼至精纯程度的知识，这是后世化学中火焰鉴别法的滥觞。用以比喻工夫达到纯熟完美境界的成语“炉火纯青”，就是由此引伸出来的。
在炼铜中的另一项重要成就是湿法炼铜，也叫胆铜法。这是利用炼丹家所发现的铁对铜离子的置换反应，进行冶铜的方法。其工艺过程是把硫酸铜或碳酸铜（古称曾青、胆矾、石胆等）溶于水，使成胆水，然后投铁块于溶液中，因铁的化学性能比铜活泼，铁离子会置换出铜来。这是世界上最早的湿法冶金，宋代已用此法进行大规模的炼铜生产。
2.铸铁冶炼
中国冶炼块铁的起始年代虽然迟至公元前6世纪，约比西方晚900年，然而冶炼铸铁的技术却比欧洲早2000年。中国铸铁的发明出现在公元前5世纪，而欧洲则迟至公元后的15世纪。由于铸铁的性能远高于块铁，所以真正的铁器时代是从铸铁诞生后开始的。社会发展的历史表明，铸铁的出现是社会生产力提高和社会进步的主要标志。中国从块铁到铸铁发明的过渡只用了约一个世纪的时间，而西方则花费了近三千年的漫长路程。中国古代炼铁技术发展得如此迅速是世界上绝无仅有的。英国著名科学史家贝尔纳说，这是世界炼铁史上的一个唯一的例外。
由于生铁含碳量高，虽硬但脆，不耐碰击，易毁坏，为改进生铁的性能，中国古代发明了一系列的生铁加工技术：
其中，首先是战国时期问世的铸铁柔化术。该项技术又分为两类，一类是在氧化气氛下对生铁进行脱碳热处理，使成白心韧性铸铁；一类是在中性或弱氧化气氛下，对生铁进行石墨化热处理，使成黑心韧性铸铁。而在西方，白心韧性铸铁的生产技术1722年方由法国人首次记述，黑心韧性铸铁是1831年才在美国问世的。到汉代，铸铁柔化术又有新的突破，形成了铸铁脱碳钢的生产工艺，可以由生铁经热处理直接生产低、中、高碳的各种钢材，中国从此成为世界上的先进钢铁生产国。其产品亦随着中外交通贸易的发展，输运到周围各国以及中亚、西亚和阿拉伯一带。
另一杰出的生铁加工技术是炒钢，它是中国古代由生铁变成钢或熟铁的主要方法，大约发明于西汉后期。其法是把生铁加热成液态或半液态，并不断搅拌，使生铁中的碳份和杂质不断氧化，从而得到钢或熟铁。河南巩县铁生沟和南阳瓦房庄汉代冶铁遗址，都提供了汉代应用炒钢工艺的实物证据。东汉时成书的《太平经》中也说：“有急乃后使工师击治石，求其中铁，烧冶之使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫耶。”“莫耶”乃古代宝剑之称。这段文字虽失之疏简，但不难看出，它叙述的是由矿石冶炼得到生铁，再由生铁水经过炒炼，锻打成器的工艺过程。炒钢工艺操作简便，原料易得，可以连续大规模生产，效率高，所得钢材或熟铁的质量高，对中国古代钢铁生产和社会发展都有重要的意义。类似的技术，在欧洲直至十八世纪中叶方由英国人发明。
中国古代的炼钢技术主要是百炼钢。自从西晋刘琨写下“何意百炼钢，化为绕指柔”这一脍炙人口的诗句后，“千锤百炼”、“百炼成钢”便成为人们常用的成语。百炼钢肇始于西汉早期的块炼渗碳钢，其后不断增加锻打次数而成定型的加工工艺。到东汉、三国时，百炼钢工艺已相当成熟。上引《太平经》中的“万锻之，乃成莫邪”，即是其生动的写照。曹操曾令工师制作“百辟利器”，曹丕的《典论·剑铭》中说：“选兹良金（指铁），命彼国工，精而炼之，至于百辟”。刘备曾令“蒲元造刀五千口，皆连环，及刃口刻七十二湅”。《古今注·舆服》亦说：“吴大帝有宝剑三，……一曰百炼，二曰青犊，三曰漏景”。后世这一工艺一直被继承，并不断得到发展。
此外，在1981年经中国学者关洪野等人对513件出土的汉魏时期铁器研究后表明，中国早在两千多年前的汉代就已经发明了球墨铸铁，远远早于发达的欧洲国家。目前，中国学者所做的结论已经得到了国际学术界的承认。
创始于魏晋南北朝时期的灌钢技术，是中国冶金史上的一项独创性发明。陶弘景说：“钢铁是杂炼生柔作刀镰者”，北齐的綦母怀文“造宿铁刀，其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚”，说的就是灌钢技术。灌钢的工艺过程大致为，将熔化的生铁与熟铁合炼，生铁中的碳份会向熟铁中扩散，并趋于均匀分布，且可去除部分杂质，而成优质钢材。灌钢技术在宋以后不断被改进，减少了灌炼次数，以至一次炼成。沈括在《梦溪笔谈》卷三说：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢’，亦谓之‘灌钢’”，并说“二三炼则生铁自熟，仍是柔铁”，正反映了灌炼次数的减少。其中把柔铁屈盘起来是为了增加生熟铁的接触面，提高灌钢的效率，并促使碳份分布更均匀；封泥则可以促进造渣，去除杂质，并起保护作用。明代灌钢技术又进一步发展，据《天工开物》卷十四记载，已把柔铁屈盘改为薄熟铁片，进一步增加了生熟铁的接触面，加速“生熟相和，炼成则钢”的进程，泥封亦改为草泥混封。灌钢又称“抹钢”、“苏钢”，其工艺自清至近代仍很盛行。在坩埚炼钢法发明之前，灌钢法是一种最先进的炼钢技术。
铜、铁外，中国古代冶炼和使用的金属还有金、银、汞、铅、锡、锌等，其中锌的炼制是中国首先发明的。中国在先秦的青铜中已把锌作为伴生矿加入铜合金中，从汉代至元代更是有意识地把锌的氧化物“炉甘石”加入化铜炉中，以生产锌为主要合金元素的铜合金黄铜。明代时，则开始了大规模地用炉甘石作原料提炼金属锌。从十六世纪起，中国的锌便不断传进欧洲。欧洲到十七世纪才开始炼锌，其工艺也是源自于中国。