中国古代的湿法炼铜,用的是什么酸
劳动人民很早就会施法炼铜,使用的是什么酸呢?
先给出答案吧,使用的是硫酸。所谓湿法炼铜又称胆铜法,就是用硫酸将铜矿石里面的铜转变成可溶性的硫酸铜,之后再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。实际上湿法炼铜在很早的时候,就已经被我们古人说掌握了,汉代著作多有记载“石胆能化铁为铜”,晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中都曾有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。
南北朝时期的人们又更进一步的认识到不仅硫酸铜,其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。如南北朝的陶弘景就曾表示,“鸡屎矾投苦洒(醋)中涂铁,皆作铜色”,意思就是不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水,但可溶于醋,用醋溶解后也可与铁起置换反应,可见当时的认知范围又扩大了很多。
再来说一下湿法炼铜的生产过程吧,湿法炼铜的生产过程主要包括两个方面。第1步就是浸铜,简单理解就是把铜矿石放入硫酸当中浸泡,把铜矿石里面的铜转变成可溶性的硫酸铜,之后再将铁放在硫酸溶液(俗称胆水)中,使胆水中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来。第2步就是搜集,简单理解就是将置换出来的铜粉收集起来,再加以熔炼或锻造。
当然,古人具体操作时各地都有所不同,有的地区是选在有充足胆水的地方就近随地形高低挖掘沟槽,再用茅席铺底,把生铁击碎,排放在沟槽里,将胆水引入沟槽浸泡,利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异,浸泡至颜色改变后,再把浸泡过的水放出,茅席取出,沉积在茅席上的铜就可以收集起来,再引入新的胆水如此往复进行生产,这种方式的优点是操作简单,成本低廉,缺点是铜的杂质较多。
除了这种方式以外,还有另一种方法是在胆水产地设胆水槽,把铁锻打成薄片排置槽中,用胆水浸没铁片,至铁片表面有一层红色铜粉覆盖,把铁片取出,刮取铁片上的铜粉。这种方法虽然比上一种麻烦一些,而麻烦之处就是将铁片断打成薄片,但是这种方法的好处是增大了铁片的表面积,这就大大的增加了铁和胆水的接触面,能缩短置换时间,提高铜的产率,提取出来的铜的纯度更高一些。