 丰都县铺子河冶炼遗址2号冶炼炉（明）  锌反应罐流程示意  丰都县秦家院子冶锌遗址出土的反应罐和冷凝盖（明） 近年来，陆续在重庆市的丰都县、石柱县、忠县和酉阳县等地区发现了古代炼锌遗址几十处。同时，围绕炼锌遗址开展了一系列考古调查发掘，发现了一批炼锌炉、炼锌配套设施、炼锌工具等，初步了解了古代炼锌的工艺流程及相关技术，对炼锌的起源时间也有了一定的认识。 重庆的古代炼锌业遗存主要是在明清时期形成的。目前对这一时期的炼锌工艺流程已经有了相当的了解。自然界的锌一般为氧化锌，它的还原温度为904摄氏度，而单质锌的沸点为906摄氏度，由于还原温度与沸点非常接近，所以通常还原后获得的是气态锌，如果没有快速冷凝的回收装置，气态锌会逃逸或迅速氧化为氧化锌，所以气态锌的捕获是炼锌工艺的难点所在，故炼锌技术是古代各类冶金技术出现和成熟最晚的也就不难理解了。 明代宋应星《天工开物?五金》记载了用炉甘石（菱锌矿）炼锌的过程：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固，以渐砑乾，勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出，每十耗去其二，即倭铅也。”这就为我们复原古代炼锌遗址的炼锌工艺提供了重要的文献参考。 众多炼锌遗址目前出土的与炼锌工艺流程有关的遗物有：反应罐、煤渣、煤饼、锌矿、锌锭、冷凝盖等，其中，反应罐内一般尚存炼渣，罐口外侧多敷泥，口部封口仅留小孔等。而炼锌的核心遗址——炼炉，平面均呈长条形，由炉床、窑室两部分组成，炉床多建于生土上，床面上用条形砖砌置墩砖，个别可见墩砖上横向的过桥砖。墩砖与过桥砖共同构成炉栅；窑室呈马槽形，两端墙体用土坯或砖直接在炉床上垒砌，两侧墙体建在炉栅上，用条形砖错缝平砌，上部构成一个“马槽”形的窑室。 根据上述遗存情况，结合《天工开物》的记载和一些现代传统炼锌工艺，对明代炼锌工艺流程可作如下复原推测： 首先是配料装料。将锌矿石和煤敲碎、过筛、再混合、拌匀，将其填装于反应罐内，并盛入适量的水，以使装料保持疏松，水蒸发后形成的孔洞便于锌蒸汽通行。 接下来是封口。先在罐口一侧预置小圆棍，再将罐口用黄泥封闭压紧，然后用力下压形成凹陷的冷凝窝，最后抽出小圆棍，使冷凝窝一侧形成圆形通气孔。 第三步是制作冷凝区。从反应罐的肩部用泥条往上盘筑，形成10厘米左右高的空腔，然后加冷凝盖形成冷凝区。冷凝盖有铁质和石质两种，一侧留缺口，在加盖时，小缺口处与冷凝窝通气孔位置相反的一侧，用于冶炼过程中调节气压，避免反应罐爆裂。 第四步是制作包裹体。反应罐入炉前，将反应罐器身外壁包裹一层黄泥或泥浆，防止高温冶炼过程中罐体发生爆裂。 第五步是装炉。将装好料的反应罐成排置于炼炉的炉栅之间，罐周堆放煤饼、炉渣，炉栅下投放柴薪、木炭等燃料。同时，可能还要在煤饼、炉渣上覆盖一层稀泥，高度大约是反应区与冷凝区分界处，以便控制反应罐上下端的温度。 第六步是蒸馏。用火点燃柴薪，然后引燃煤饼，当反应罐内温度达到还原程度的时候，锌矿与煤（炭）发生化学反应（ZnO＋CO→Zn＋CO2），还原出气态锌，锌蒸汽通过冷凝窝的通气孔上升，至冷凝区冷却，便可制得纯净的金属锌结晶。 最后是取锌。锌炼好后，打破反应罐，取出锌块。 通过上述方式得到的锌是粗锌。现代传统炼锌工艺田野调查表明，一般还要通过炒锌进行精炼，才能得到比较纯净的锌。在考古发现中，在九道拐遗址发现有明代的圆形窑炉，庙背后遗址1号炉也是圆炉，广西罗城县发现有碗型炉，而丰都石地坝遗址发现有圆形敛口圜底深腹大坩埚，这些可能是当时精炼用的炒锌炉及锅。 清代炼锌工艺的流程与明代大体一致，但在部分环节上有重大改进：一是冷凝区利用的是反应罐自身的空间，不需在上部单独再塑空间，即将罐身加长，用细炉灰、耐火泥将反应罐上下隔开，上部空间自动形成冷凝区，下部为反应区。二是反应罐变为斜直腹敞口形状，冶炼完成后提取锌块时无需毁罐取锌，从而提高了反应罐的使用率。三是减少了环节，去掉了冷凝区的塑形工作，只需制作冷凝窝。四是从民族调查材料看，流程的顺序上可能出现了一些变化，装炉的过程提前到配料前，装料、制作冷凝窝、封口都在炉上进行，大大提高了效率。 （作者单位：重庆市文化遗产研究院） （《中国文物报》2014年7月4日6版） (责任编辑：admin) |