《矿石与烈火之歌——重庆古代炼锌漫谈》发布 揭开重庆闻名全国的冶锌历史
新重庆-重庆日报 记者 李晟
忠县洋渡镇,一个许多重庆人听起来都陌生的地方。可在这里,重庆的考古专家们,却发现了一处明代中期的重庆人冶锌遗址。
▲忠县临江二队遗址航拍。重庆市文物考古研究院供图。
这个遗址的出土成为我国古代冶金史上的重大突破,它将我国的冶锌技术提前到了明代中期,早于欧洲约4个世纪。
而这仅仅是在丰都县镇江镇至忠县洋渡镇约30公里区域内,相继出土的十余处冶锌遗址中的典型代表。
为何重庆冶锌遗址如此之多?明代重庆工匠的冶锌技术究竟有多牛?
2月4日,重庆市文物考古研究院发布《矿石与烈火之歌 ——重庆古代炼锌漫谈》,揭开重庆闻名全国的冶锌历史。
在文章撰写者、重庆市文物考古研究院考古研究所文博馆员肖碧瑞的娓娓讲述中,这曲在重庆山水之间回荡数百年的“矿石与烈火之歌”首次完整地颂唱而出:
重庆三峡冶锌遗址群的相继出土,提供了比明末宋应星《天工开物》中用泥罐“开炼倭铅”还要早一百多年的中国最早单质锌冶炼实物证据。
冶锌工艺的难点——气态锌的捕捉,是由明代重庆城的工匠攻克的。
而到了清代前期,全国锌年产量可达839万斤,重庆最高峰曾达150万斤。
三峡冶锌遗址群:
将我国冶锌技术提前至明代中期
重庆地区古代炼锌的发现并非偶然。
早在1958年,为配合长江三峡水库建设工程,由四川省博物馆、重庆市博物馆和四川大学历史系等单位组成了一支62人的文物调查队,在丰都县兴义镇张家坪村(今杨柳寺村)的长江边上发现了大量内壁附着有矿渣的陶罐以及燃烧过的煤炭、土块等遗物。
▲忠县临江二队遗址出土的冶炼罐。重庆市文物考古研究院供图。
这些陶罐曾被当地百姓误认为是中医煎药的陶罐,直到1984年冬季的一天,当地村民张学民在建房开挖房基时,在泥土中的一块石板上发现了十余块金属块,后来经过专家分析检测,这些金属块是含锌量高达99%的锌锭。
此后,考古工作者对这一地区的炼锌遗址进行了多次考古调查、发掘,最终确认在丰都县镇江镇至忠县洋渡镇约30公里区域内,长江两岸海拔在155~170米之间的台地上,分布有20余处炼锌遗址,其面积由于江水的反复消长侵蚀,在1000~15000平方米不等。
此外,在长江支流的乌江两岸和丰都与石柱交界的七曜山山区,也发现有10余处炼锌遗址。
▲丰都庙背后遗址出土明代锌锭。重庆市文物考古研究院供图。
经过考古工作者的进一步考证,确认这些遗址时代在明代中晚期至清代早中期之间,不但构成了中国最大规模的炼锌遗址群,更是提供了比明末宋应星《天工开物》中用泥罐“开炼倭铅”还要早100多年的中国最早单质锌冶炼实物证据。
▲《天工开物•五金》中“升炼倭铅“图重庆市文物考古研究院供图。
这些冶锌遗址相继发掘出土,进一步表明中国冶锌技术并非从国外传播进来,而是有自己独立的发展轨迹。
而中国古人冶炼出的锌,不仅仅被用在了国内,还曾经远销欧洲。
史料记载,1745年,一艘东印度公司的船在瑞典海岸沉没,船上运载的货物就是中国的锌,其纯度达到了98.99%。
完整生产流程:
明代重庆工匠攻克气态锌捕捉难点
锌作为常见有色金属之一,是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等7种有色金属中被人工提炼最晚的一种,在中国,直到明代才被古人成功驯服。
为何?
这是由于氧化锌的还原温度(904℃)与其沸点(906℃)十分接近,当煤炭和锌矿一起加热时,温度很快高达1000℃以上,这时锌很快成为蒸气状态,随烟散失。只有当人们掌握了冷凝气体的方法后,锌锭才有可能被获得,所以气态锌的捕获是炼锌工艺的难点。
然而,上述难题被重庆古代工匠创造性地解决了。他们首先将氧化锌矿料、煤炭按一定比例盛入陶质冶炼罐内,罐口放置陶质冷凝窝,从罐肩部上接冷凝室,再加盖密封。之后,冶炼罐外侧用泥加固,再将罐子放于冶炼炉中,在四周放置煤饼,最后在炉内放入柴火、煤炭进行烧炼。
▲冶炼罐炼锌工艺复原示意图。重庆市文物考古研究院供图。
当炉内温度到达的时候,罐内的锌矿与煤发生氧化还原反应,还原出气态锌,锌蒸气通过冷凝窝的小孔上升至冷凝区冷却,形成液态锌再滴入冷凝窝中,最终得到了冶炼好的锌。
工艺的不断改进,其后的助推剂,必然是大量的需求。
为何明清时期要大量生产锌呢?
答案是,锌是当时铸造货币的重要原料之一。
随着明清经济的发展和货币需求的不断增大,锌产量也在逐步增加。
据文献记载,清代前期,全国锌年产量可达839万斤,重庆最高峰曾达150万斤。
一系列的文献和出土遗存,从不同方面实证,重庆在明清时期的冶锌技术已经走在了世界前列。