远古残骸最有效的挖掘 *** (发掘史前巨兽)

生活常识 2023-04-20 13:50生活常识www.baidianfengw.cn

锡怎么提纯,易懂 史前人类在地上挖个坑就能从矿石里冶练出铜!简单却有用的技能!

今天白癜风网小编的这篇文章,白癜风网小编将为大家详细介绍古人冶炼纯铜和青铜器的几种技术!有难有易,最简单的冶铜术只需要在地上挖一个浅坑就可以冶铜!

简单的冶铜

在之前的文章里,我介绍过人类在青铜时代之前的“铜石并用时代”使用无需冶炼的“自然铜” *** 各种器物——早期人类使用的红铜器 *** 极为简单,但却引导人类进入青铜时代!

但自然铜相对于铜矿石来讲还是比较稀少,很多地区都没有那么丰富的自然铜(北美五大湖区除外),根本不够日常使用,所以很多地方的人们转而使用铜矿石来冶炼纯铜和铜合金!今天白癜风网小编的这篇文章,我就来介绍几种古人使用的冶炼技术。

自然铜

首先教大家最简单的冶铜术,只需要在地上挖一个浅坑就可以冶铜!

一、冶铜和冶铁一样,都需要先准备原材料——孔雀石(或其他铜矿石,如硅孔雀石、赤铜矿等)和木炭,虽然木柴更高也能达到1400摄氏度,而自然铜的熔点为1083摄氏度,但用木炭冶铜并不是直接用热量融化矿石,而是用木炭产生的一氧化碳来还原氧化铜

当然,也有的地方直接用木炭高温加热铜矿石粉,使其分解、融化成铜。

总之,冶炼用木炭更好,使用简单技术烧制木炭的技术我也写成文章了→木炭不仅可以烧烤,还推动人类文明前进,快来学一下,穿越能用到。

孔雀石

孔雀石是自然界存在的铜矿石,学名碱式碳酸铜(Cu?(OH)?CO?),产于铜的硫化物矿床氧化带,常与其它含铜矿物共生(如蓝铜矿、辉铜矿、赤铜矿、自然铜等)。它虽然是宝石的一种,但含铜量较高,含铜品位可达10—20%或更高,是早期人类文明更先接触使用的铜矿石。

孔雀石颜色碧绿、艳丽,纹理与孔雀的羽 *** 似,天然宝石,含铜量高

很多的古铜矿遗址都分布在火成岩与大理岩的破裂接触带上,因大气降水和淋滤作用,地表面的铜元素在接触带中相对集中,出现了铜品位自上而下逐渐富集的现象,形成氧化矿富集带!每当大雨过后,表面就暴露出许多孔雀石和其他铜矿石碎块,俯拾皆是。

破碎的铜矿床

铜矿石

而当地面矿石不多时,古人还会顺着矿脉向地下延伸挖掘。当然,在矿区附近的河流里也能淘洗出铜矿。

早期人类采集铜矿石的场景

当时下坑道采掘矿石是非常危险的事情,因为工程技术不发达,坑道很容易坍塌,而且对矿工的健康也有损害,所以等到人类进入奴隶社会时,很多战俘就被关进矿洞内没日没夜的开采,死亡率极高!

幽深的矿坑

早期人类在进行开采铜矿遇到大块石头时,会用生起火堆烧灼岩石壁,然后浇上冷水,使其快速降温、开裂,以将铜矿取出。

采集铜矿石

采集到铜矿石后,就要对铜矿石进行粉碎处理,这样能增大矿石粉接触一氧化碳的面积,有利于还原。

粉碎铜矿石

将铜矿石磨成粉末,以增加一氧化碳的接触面

二、准备好之一步后,就可以 *** “熔炉”了!其实根本不能说是熔炉,因为所谓的冶铜熔炉仅仅是硬泥地上的一个小浅坑!

随便找个木棒,然后在干土地上挖掘出一个浅坑就可以了,二三十厘米深就好了。

对,你没看错,这玩意儿就是“冶铜熔炉”

浅坑的边缘还要挖出一道浅槽,用来放通风管,以输送空气,这是很重要的一个操作。

挖出浅槽放置通风管

三、挖好“熔炉”后,就要准备风箱了,使用最简单的夹带式风箱就可以了。

我把这玩意儿叫夹带式风箱,很简单,但能有效提供风力

而就算没有风箱、没有通风管,也还是可以冶铜的,因为这个简易熔炉体积很小,只要找几个人不间断的用“陶风嘴吹管”往坑内吹几个小时的气就行!

找一根芦苇或竹子,打通内部,然后在吹管的一端用黏土包裹上,使其防火就行,这样一根陶风嘴吹管就做好了。

陶风嘴吹管

四、当前期准备都做好后,就可以在坑内用木材生火了,然后加入木炭,并供应氧气,使其燃烧起来。

在坑内生火,并放入木炭

当坑内的木炭燃烧起来后,就要往热炭上撒入铜矿粉,然后再加入更多的木炭。

往热炭上撒入刚刚碾碎的铜矿粉

撒入铜矿粉后,再往坑内加入更多的木炭

五、上述的这些步骤完成后,就要把风管(或陶风嘴)插入坑内了,为“熔炉”提供必要的氧气,最后再给火坑盖上一块大小合适的草皮(草皮能承受高温,是很好的耐火隔热材料),这样能提高坑内的温度,使之变成一个简易的熔炉。

挖一块草皮

中间开一个洞

为“熔炉”盖上草皮

六、接下来就要连续几个小时为熔炉供风了。

木炭在熔炉内燃烧会产生一氧化碳,而因为熔炉内部比较封闭,所以坑内就会形成“还原气氛”!而孔雀石受热会分解出氧化铜,接着一氧化碳会和氧化铜内的氧结合,生成二氧化碳和金属铜!正是这个化学反应把矿石变成金属铜,而不只是熔炉内的温度。

木炭燃烧产生一氧化碳

七、冶炼的时候要注意从坑里冒出的火焰颜色,它的颜色变化指示着冶炼的进展程度。

观察熔炉火焰颜色

八、冶炼几个小时后,冶铜就完成了,这时候就可以把草皮拿掉,对熔炉进行挖掘。

挖掘熔炉

九、把坑内所有的灰烬都挖出来放入水盆内冷却、淘洗,金属铜因为较重,所以会沉入水底,而灰烬、木炭等则会浮在水面,这些要倒掉。

淘洗

十、冶炼出来的金属铜(纯铜或铜合金)呈赭黄色,有时会聚集成大号铜疙瘩,有时也会分散成砂砾大小的碎铜,并且这时练出来的铜还含有一定的杂质,形状也不规范,但已经可以用石锤锻打,使其变成自己想要的形状或铜器了。

大号铜疙瘩,纯铜或铜合金(看铜矿种类)

当然红铜(纯铜)只能用来 *** 斧头、标枪、箭头等小型武器,因为它太软了,锻打虽然能提高硬度,但提高的也有限。

虽然看起来很简单,但这种将矿石转变成金属的过程就叫做冶练!

淘洗出碎铜

碎铜要收集起来,以后会再次进行融化

Ps:到这一步为止,冶炼出来的铜还只是红铜(赤铜、纯铜),离青铜还有一大段距离,所以如果不急着使用,还可以把这次冶炼得到的铜疙瘩融化成“铜水”,进行提纯和去杂质,之后就可以浇铸成自己想要的形状,或者添加一些锡直接做成青铜(具体做法在下方)。

把纯铜烧成铜水然后浇铸

现在我来教大家第二种冶铜术!我称之为“坩埚练法”!

一、除了要准备好孔雀石矿粉和木炭外,还要选用合适的陶土捏出几个拳头大小的中空半圆土球,然后等土球风干后把其烧成球形坩埚。

球形坩埚、孔雀石、木炭

二、往坩埚内倒入四分之三铜矿粉和四分之一的木炭粉。

球形坩埚内要到入四分之三的铜矿粉和四份之一的木炭粉

三、用新的黏土把球形坩埚的孔给封上,但要在盖子上开一个小小的透气孔,这样能隔绝掉不少不必要的氧气。

在封好的坩埚上开一个透气孔

四、把球形坩埚放进木炭堆或柴火堆里冶炼(注意!要让透气孔朝上),然后要人工为木炭堆提供更多的空气,保持上千度的炉温。

用陶风嘴吹管为火堆提供氧气

五、当坩埚在火堆里加热加热几小时后,就可以把坩埚夹出来了。然后把坩埚投入水中冷却或等其自然冷却。

把坩埚夹出,扔进水中冷却

六、等坩埚冷却后,就可以把坩埚内的东西倒出来了,就可以获得纯铜或铜合金了。

从坩埚内倒出铜

带有一些杂质的纯铜

坩埚内的铜

获得的铜

Ps:使用这种 *** 冶炼得到的铜都比较小,而且还是红铜,也需要后期收集碎铜进行融化。

接下来是第三种冶铜法!我称之为“熔炉冶铜法”!

使用这种 *** 冶铜之前,先要建造一整套熔炉、风管、风箱,具体建造 *** 大家可以参考这篇文章(黑人跨入铁器时代的关键!揭秘两千年前的黑人冶铁术,包教不包会),这种冶铜 *** 虽然也比较简单、粗糙,但能得到大量的铜。

用风箱为熔炉提供氧气

将铜矿石直接扔进熔炉里的热炭上,不断地进行加热燃烧,使其还原出铜。

经过几个小时的不间断加热后,就可以把熔炉掀开了,而铜就聚集在熔炉的底部。

下图是聚集在熔炉底部的铜,还含有很多的杂质,后期等它冷却后,要进行分解、挑捡等操作,选出纯铜块,然后把铜块装在坩埚里进行融化、去杂质等操作,最后才能得到可以使用的大块红铜。

大块铜

第四种冶铜法!这种冶铜法也非常简单粗暴,但需要用到坩埚。

首先,要在坩埚内放入铜矿粉。

然后把装了铜矿粉的坩埚放进熔炉内加热,并往坩埚内加一些木炭,并不断的为熔炉鼓风。

坩埚内也要放木炭

ps:也有不在坩埚内加木炭,直接将铜矿粉融化成铜水的!冶锡的时候也能用这种 *** !

直接将铜矿粉高温加热融化成铜水(我其实觉得这个更像是在冶锡)

铜水倒进模范里冷却

经过几个小时的烧灼,铜矿被融化成了铜水(铜水里有木炭等杂质也没事),然后把铜水倒入准备好的模具内。

等到铜水冷却成红铜后就可以把成型的铜块取出来,进行打磨、配柄等操作后,就变成了一把早期人类使用的“工具”(具体操作看这篇“冰人”奥兹的红铜“工具”是这样 *** 的!时间比青铜时代更早!)。

浇铸出的铜块,打磨后就可以直接做成“工具”了!

而且,使用不同的模具能得到不同形状的工具!就算坩埚里有木炭等杂质也没事儿,用木棒稍微阻拦一下就行~

浇铸

另一种形状的“红铜工具”

不同模具能 *** 出不同的“工具”

这里必须要说明一点,以上四种 *** 冶炼出来的“铜”,其实都是纯铜(赤铜、红铜、紫铜等)或铜合金(使用铜锌矿能冶炼出黄铜),纯铜经过捶打就能制成各种工具和装饰品,被称为“红铜器”。这些红铜器都很软,虽然锻打、淬火、热处理能提高其硬度,但硬度还是有限,比青铜差远了,所以这一时期的人类虽然冶炼出了金属铜,但并没有淘汰石器。

使用上述 *** *** 出来的“红铜工具”

以上就是我总结的四种早期人类使用的冶铜术和它们产出的红铜器,下面我来介绍锡、锡青铜,及其制造 *** !

锡矿石,冶炼青铜必须要有锡

金属锡是银白色的,而且有延展性、化学性质稳定,抗腐蚀、易熔,摩擦系数小,冶炼青铜必须要有锡!

锡矿石,冶炼青铜时很重要

使用我上面介绍的第四种冶铜法就可以把锡矿石冶练成金属锡!而且比冶铜简单的多,因为锡的熔只有231.89℃!用木柴都能融化它!

把坩埚内的锡水倒进模范里,冷却后形成锡块

ps:有些铜矿石自带其他金属元素,如铜锌矿,所以古人在很早以前就无意识的 *** 出铜合金了。

使用第四种冶铜法,也能冶炼锡矿。左侧是铜块,右侧为锡块

左侧为铜的分子结构,右侧为锡的分子结构

那么,当人类有了纯铜和锡后,是如何 *** 出的青铜呢?配矿!

明代著作——《天工开物·铜》上记载:“凡铜供世用,出山与出炉,止有赤铜,以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜;以砒霜等药制炼为白铜;矾、硝等药制炼为青铜;广锡参和为响铜;倭铅和泻为铸铜,初质则一味红铜而已。”

《天工开物》

就是需要往纯铜水里面加入一些锡、铅、磷等元素,使其从纯铜(红铜)变成了铜合金。

具体做法:收集铜碎块、小块自然铜,然后把其放入陶土做成的坩埚里,接着把坩埚放在热炭上加热。

将收集到的小块自然铜和冶炼得到的小块儿纯铜放入坩埚

等到铜料都融化为铜水后,要把无用的杂质滤掉,让铜水更纯净,接着往坩埚内加入少量的锡、铅,最后把铜水浇入模范内就可以得到青铜器了(模范是啥样,得到的青铜器就是啥样)!

在红铜水里面加入锡就能 *** 出青铜

经测定红铜(自然铜)的硬度为布氏硬计35度,加锡5%,其硬度就提高为68度,加锡10%,即提高为88度,加锡越多,则硬度越大(也不能太高,否则会很脆),而且再经锻打、淬火,锡青铜的硬度还可进一步提高,甚至比纯铁还坚硬。

《周礼·冬官·辀人》记述了中国古人用青铜铸造不同物件所采用的铜锡比例:“金有六齐(方剂),六分其金(铜)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(箭)之齐;金锡半,谓之鉴(镜子)燧(利用镜子聚光取火)之齐。”

青铜虽然叫青铜,但其实青铜器最初是金光闪闪的,只是长时间的氧化后才变成大家印象里的模样!它的熔点比红铜(1083℃)低,只在在700~900℃之间(锡含量越高,则青铜熔点越低)。

这其实是红铜,但青铜刚出炉的时候也差不多

青铜的使用让农业和手工业的生产力水平大幅度提高,对提高社会生产力起了划时代的作用,所以考古学家将使用青铜器作为人类物质文化发展的一个阶段,称其为青铜时代。

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