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第20章 中国与印度古代的炼锌技术

中国和印度是世界上两个最早冶炼锌的国家。印度拉贾斯坦邦扎瓦尔铅锌矿区近年发现公元12~19世纪的大规模炼锌遗址,出土有目前世界最早的锌冶金遗物。中国还没有发现早期炼锌遗址。有学者认为北宋铸钱使用的“黑锡”就是锌,但未成定论。因此确印度学者提出中国炼锌技术是从印度传入的。

从明朝末年宋应星的《天工开物》的记载和近现代传统炼锌业的实践看,中国和印度的山代炼锌技术在矿石、反应罐、燃料及反应机制等方面有明显的不同。

明代称锌为“倭铅”。《天工开物》卷十四记载,中国当时使用的是氧化锌矿(炉甘石),“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,以渐砑干,勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺锌,发火煅红,罐内炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出,每十耗其二,即倭铅也”。宋应星书中未记反应罐内部结构,所幸近现代传统炼锌业的资料弥补了这一不足。中国传统炼锌炉呈长方形,大小不一,大的可装反应罐120个,小的也有36个。反应罐如一倒置的炮弹壳,罐内下部盛装菱锌矿或炉甘石(皆为碳酸锌)和木炭或煤粉,口部设有碗状冷凝槽或冷凝筒。冶炼时,碳酸锌分解生成ZnO和CO2,后者与木炭形成CO,充当还原剂,把前者还原成金属锌。锌以蒸汽形式上升到温度较低的罐口,在冷凝装置中冷凝成锭。故其冷凝方式是上凝式。这种冷凝方式是中国古代炼丹家发明的,在汉代至唐代水银生产中就已广泛使用。

印度炼锌使用的是硫化矿石,焙烧氧化后进行才冶炼。冶炼炉呈方形,炉缸约1米见方.中间的带孔隔板上竖置反应罐36个。反应罐呈倒置的瓶状,内盛氧化矿石、白云石、木炭粉组成的炉料,罐中插一中空陶管。冶炼时在隔板上燃烧木炭加热,反应罐中的白云石分解生成的CO2与木炭形成CO,充当还原剂,被还原出来的锌蒸气通过陶管在温度较低的隔板下冷凝成锭。故其冷凝方式是属于下凝式。

鉴于上述明显差异,多数学者认为中国和印度古代炼锌技术是各自独立发展起来的。

明清时期,中国锌已出口到欧洲。1917年别发洋行出版的《中国百科全书》记载,当时广东发现过一些带有“万历十三年”(1585年)铭文的锌锭,纯度达98%,很可能是当时供出口的。1872年在瑞典哥德堡港附近打捞出一艘中国1745年驶往欧洲的沉船,船上就载有纯度为99%的锌锭。中国锌从16世纪末至19世纪,一直出口西方,对欧洲炼锌业的兴起和发展起到了推动作用。