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古铅山场——世界胆铜法首创地

时间:2016-1-15 21:58:26 点击:

  核心提示:古铅山场——世界胆铜法首创地曾健雄在古代,“场”是指采矿场。场下面辖若干矿坑,称作“坑”。铅山场,位于江西省铅山县永平镇南七里,从唐代以来,便是重要的铜铅产地,铸钱基地。至宋代,是全国三大铜场之一,也...
古铅山场——世界胆铜法首创地
曾健雄

在古代,“场”是指采矿场。场下面辖若干矿坑,称作“坑”。
铅山场,位于江西省铅山县永平镇南七里,从唐代以来,便是重要的铜铅产地,铸钱基地。至宋代,是全国三大铜场之一,也是世界胆铜法的首创地,唐宋时期国家铸钱业的重要基地。至今,这里仍然是全国重要铜工业基地。

一、唐代铜铅重要采选地
据吕式斌《今县释名》:“有铅山,在县西,产铅铜及青绿,唐有铅山场,南唐因置县。”唐代,朝廷在永平设立“铅山场”,采冶铜、铅等矿。
据明代万历年间的铅山县志书《铅书》记载:“迢迢落县南七里,曰杨梅山,至于桂阳曰铅山,其上多桂多松。往毛山至于积翠岩,宋人尝于此采铜,坑洞且深,山将压,有一美女提篮盛金鱼从外来,坑中人皆出视,山遂倾,女不知所之,因名观音石也。右落马坞山,起薛尊山,下梁石,是降丘宅土,而县冶城焉。是山也,又多铜,南唐尝于此乎置铜场,故亦名宝山,其下有貌平坑。”又说:“其纯石之山,则又有金三品:铅、铁、铜也。”
从上面的记述可以看出,宋代开采铜矿已经有很大的规模了,以致桂阳山积翠岩的矿坑开采得很大很深,正当矿体将要崩塌时,来了一位美女提篮卖金鱼,众矿工都从矿洞中出来争相观看,正等全部矿工出了矿洞,这时,矿体崩塌了。众人大惊,再找美女时,已经不见去向。众人意识到,这美女便是观音娘娘,是她搭救了众人。于是,人们将积翠岩这个地方命名为观音石。
《铅书》还记载了从晋代以来的鉛铜采选情况:“旧云:晋太始(265-274)间,高将军猎逐白鹿,得宝丰场铜坑,寻迹苗脉,循至积翠岩,及今铅山,即杨梅山、北坞、鹆鵴源是也。产铅及铜,置两场,而铁、银、表矾、朱、皆采作之供云。铅,杨梅山庙坑,下鹆鵴源坑,大坑,小西坑,银炉平坑采,如见矿,即函高下左右取侪,函石矿苗运积坑口舍内,谓之毛矿,备坑户募丁,运至山下官淘池内,先就水灌洗汲土,拣去交石结头,次入淘盆,又过筛淘去浮砰砂石,方得矿净,谓净矿,烹净矿成,坑户复募丁,运至县场寄廊,每十日一下炉院烹炼,先一日募炉匠和炭煤,修炉置铁,摆风石马咀,次以炭火热炉,一日夜炉热,却用木石倂矿,逐旋装炉内,不住使火炭尽却,破炉去渣炭刺,铅汁流出热池,然后用铁杓倾入池匣,(地匣就地面沙土打成)候冷,挑起交秤,每炉约得一二百斤,或以上。逐炉附历替纲赴监铜罗,铜场大宝山采凿山穿垅,募丁匠用油传筒,随亟深入,寻采如铅法,烹先用柴炭装窖,烧烚四日,然后取石,曰热矿,热矿成,又炉烹以出 ,复用柴炭装窑,烧烚凡四五次,每次四日,名曰入炉,热出毛铜,即碎之,别入小炉烹,侯化刺溜金汁,入模成锭,赴场秤卖。运铜,又系抬刺里洋、期思、两销士兵。每成铜,方设赴监,此名山泽铜,于鼓铸最为上品。”
上面的文字记述了在晋代一次打猎逐鹿中,人们便意外中发现了铅山积翠岩一带的铜铅矿。于是,便纷纷涌来这里进行开采,然后通过淘选,入炉冶炼,最后浇灌出铅块和铜块,拿到市场出售。
二、世界胆水浸铜法首创地
古代中国首创的“胆铜法”,是世界化学史上一项重大的发明。它开启了现代水法冶金的先河。 “胆铜法”又称“胆水浸铜法”或“湿法炼铜”,是指把铁放在胆矾(硫酸铜的古称,又称石胆)水中浸泡,胆矾水与铁发生化学反应,水中的铜离子被铁置换而成为单质铜沉积下来的一种产铜方法。
胆铜法是一种先进的炼铜方法。这种水法炼铜与火法炼铜相比较,有几大优越性:其一,它投资少,见效快,只要在有胆水的地方设置铜场,便可以就地取材,设备简单,技术操作容易,成本低廉,把一些薄铁片或碎铁块投入胆水槽里浸渍,就可以取铜,而且铜的质量精纯。其二,水法炼铜是在常温下进行的,既可以免除鼓风、熔炉等设备,又可以节省大量燃料。其三,水法炼铜减轻了工作的劳动强度,减少了环境污染。其四,胆水炼铜不管是贫矿还是富矿,一概能用。
用铁置换铜,最早发现这一化学反应的是西汉初期道家的炼丹师。他们试图用自然界的矿物为原料,通过人工的方法,即化学加工,制造神奇的药剂──金丹。这就是所谓的炼丹术。东汉时期编撰成书的《神农本草经》记载:“石胆……能化铁为铜。” 东晋炼丹师葛洪在《抱朴子•内篇•黄白》中说:“以曾青涂铁,铁赤色如铜。以鸡子白化银,银黄如金。而皆外变而内不化也。”他观察铁置换铜反应更深入、更细致了。
宋太宗时期成书的《太平寰宇记》中曾记载:“(信州铅山县)有胆泉,可浸铁为铜。”这之后的宋仁宗景祐四年(1037年)九月,东头供奉官钱逊上奏时也提到“信州铅山产石碌,可烹炼为铜”。由于当时池、饶、江三州的铜钱监正缺少铸钱的铜原料,在三司的请求下,朝廷派遣钱逊与江南东路转运使进行试验,以期解决铜料供应问题。沈括在《梦溪笔谈》记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜久之亦化为铜。水能为铜,物之变化,固不可测。”
北宋时,婺源人张潜依据葛洪《抱朴子》等书记载,刻苦钻研,获得“浸铜”技术要领。然后,他让两个儿子张磬和张甲在铅山进行试验,成功后将浸铜技术总结为二十多条工艺流程,由长子张磬整理成书,取名《浸铜要略》。由次子张甲于绍圣元年(1094)上奏朝廷,“请归官造”。《浸铜要略》将胆铜法的成功的关键归结在“浸”字上,非常生动地反映了湿法炼铜的精神和面貌。(注:以上记载自《〈浸铜要略〉后序》。《浸铜要略》现已失传,但是,婺源县《星源甲道张氏宗谱》中保存有《〈浸铜要略〉序》和《〈浸铜要略〉后序》,“星源”是现今江西省婺源县在古代隶属徽州管辖时的别称,“甲道”系村名,在婺源西乡,是古徽州张氏始迁的祖居地。)
宋朝廷在获得《浸铜要略》之后,经过调查,便决定在铅山场首推首先推行胆水浸铜法。时间正是在张甲献《浸铜要略》的绍圣元年(1094年),其后才扩大到其他矿场。褚孝锡的《长沙志》(注:褚孝锡作《长沙志》十一卷,见《宋史》卷二○四《艺文三》)记载,曰:“长沙志云:‘始,饶州张潜得变铁为铜之妙,使其子甲诣阙献之。朝廷始行其法于铅山,及饶之兴利、韶之涔(岑)水皆潜法也。’”《皇宋中兴两朝圣政》记述:“绍圣三年又置信州铅山场,岁额三十八万斤。”
《铅书》记载:“有西湖焉,中涵鹅湖山影,宋群贤之所萃也。有胆泉焉,窍石中涌出,浸铁成铜,晴成矾。有乳泉焉,日射白光如乳。旧经云:饶州草泽张甲献策于朝,谓本县诸山长流胆水,可浸铁成铜。本朝绍圣四年,敕差信州,厢军兴役,建中靖国元年,始专募浸铜土军。宣和二年,益以车盘七摆铺兵丰国,监赣铸钱院,兵匠及州厢军,并工淋浸,繇是,钱赋日增焉。浸铜胆水十二沟:胆矾水十六沟;黄胆水四十八沟:浸见管七十七处,计二百三十槽,各积水为池,随地形高下深浅,每一池或二三沟,或至十余沟,用板就地装匝,铺茆席衬内,次碎生铁锅片入沟,如鱼鳞排砌,然后引水通流浸灌。铁随变染,染色可扫,即矿末也。洗,自四月至七月为热月,全藉此时胆水生发,若八月至三月为冷月,则胆渐退,所浸不澄,大率春夏之交,三雨两晴,雷震泉动,则其水涌盛,浓酽,浸矿易收。烹矿分三等:上等,胆水浸,矿红色;中等,胆矾水浸,矿紫色;下等,黄矾水浸,矿黄色,须三色矿末品搭,用水炭烧焙,却入炉烹炼,方成净铜。如粗恶,则再留。每铜一斤,约用炭五六斤,烹到三千斤,或四五千斤,即起纲赴监淋铜。如铜法烹洗,下矿末有三:上等红、中等紫、下等黑,三者杂和,就场关炭,各处作分烧焙一昼夜,次早兵匠将焙过矿末,入炉烹炼成铜,或夹杂者石,为毛铜,再碎,入炉重烹,炼炉匠刺汁入匣作,方为净铜。”
《宋•文献通考》记载:“产铜之地,莫盛于东南,计五十余处,规模最大者,为铅山场。”《建炎以来系年要录》记载:“绍圣二年(1095年),信州铅山场岁额38万斤。常募集十余万人,昼夜采凿。”宋乾道二年(1166年),铅山场产铜963360斤,占全国总产量的37%。铅山场还是全国重要的铅产地,最高年产量达28万余斤。
赵蕃在《截留纲运记》提到:“铅(指铅山县)之阜,宝藏兴焉;铅之泉,宝货化焉。兴者有时,化者无穷。方泉之蒙,孰知其功,布衣张甲,体物索理,献言以佐圜法。宋绍圣间,诏经理之。(阝右加是)泉为池,疏池为沟,布铁其中,期以浃旬,铁化为铜。”
据《宋会要辑稿》记载:政和八年十一月,饶州提点司上奏称“江、池、饶州钱监鼓铸钱额上供全仰韶州岑水、潭州永兴、信州铅山三大场并新发坑场收趁铜料应副”。
乾道二年铸钱司统计胆铜产量表
产地        祖额(斤)      绍兴末产额(斤)
       (约徽宗政和时期)
饶州兴利场       51029         23482
信州铅山场     380000         96536
池州铜陵县      1398          408
韶州岑水场     800000         88948
潭州永兴场     650000           3414
婺州永康县      2000
总计         1874427          212788

明嘉靖江西通志记载:抚州城东一百二十里东山产铁,宋乾道年间,置东山铁场,下设罗首坪炉、小浆炉、赤岸炉、金峰炉四炉,岁趁办过铁二十四万二千四十六斤,解铅山县浸铜冶铸”。如果按每二斤四两铁产一斤胆铜计算,仅抚州生产的铁就可供信州铅山场浸铜十万斤,这一数额已超过了宋高宗绍兴末期信州铅山场生产的胆铜数额。

三、唐宋时期铸钱基地
唐乾元元年(758年),朝廷又置永平镇,设信州永平铸钱院,负责就地取材监铸钱币。因为铅山场同时出产铅和铜,而这正是铸钱的主要原料。唐代和宋代前期的钱币,有一部分是从永平铸钱院铸造出来的。
《铅书》记载:“铸钱院,县西一百步,后以铜铅滋弊,废,并入永平监。宋人以八分法铸钱,以贮国用而已。”这里的“县西”,是指古县城永平镇西。
《续资治通鉴长编》中的有关记载:“凡铸铜钱,用剂八十八两,得钱千,重八十两。《蒋仲本论铸钱事》云:铸钱“用铜、铅、锡五斤八两,除火耗,收净五斤”。宋制,一斤为十六两,用料八十八两,除去火耗,铸成铜钱正好是八十两。
《铅书》记载,铸钱“十分其剂,铜居六分,铅、锡居三分,皆有奇赢。”
唐代铸钱炉,每炉每年可铸钱3300缗,需用铜21200斤,铅锡合金3700斤,锡500斤。
到宋代中期,朝廷为了加强对铸钱的集中管理,防止在铸钱中的出现的纰漏和弊端,在饶州府(今鄱阳县)马蹄山设置了专门负责铸钱的机构“永平监”, 永平铸钱院并入永平监。铅山采炼出的铜、铅,通过铅山河,至汭口镇转水道信江,直达鄱阳湖,最后运到“永平监”铸造钱币。从此,永平铸钱院完成了历史使命。

作者:曾健雄 来源:原创
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