我國(guó)古代冶金技術(shù)中的一項(xiàng)杰作

趙匡華

白銅的發(fā)明是我國(guó)古代冶金技術(shù)中的杰出成就。唐代時(shí)規(guī)定，只有為一品朝臣拉車的小牛身上，才能用白銅作為裝飾品，可見(jiàn)其是很珍貴的。

現(xiàn)在一般人所知道的白銅是指銅鎳合金，稱鎳白銅。當(dāng)把鎳熔入紅銅里，含量超過(guò)16%以上時(shí)，色澤變得潔白如銀。我國(guó)云南一帶是鎳白銅的故鄉(xiāng)。那里所產(chǎn)白銅也最有名，人們就像稱呼湖筆、端硯、徽墨一樣，而稱云南白銅為“云白銅”。至遲在公元4世紀(jì)時(shí)，云南就生產(chǎn)白銅了。而據(jù)《漢書(shū)》記載：“犍為郡西南朱提山出銀”，且有“朱提銀八兩為一流（王莽時(shí)所訂的銀兩單位）”之說(shuō)。但據(jù)現(xiàn)代礦藏考察，朱提山（今四川宜賓西南）產(chǎn)銅、鎳而不產(chǎn)銀，因此“朱提銀”可能就是鎳白銅。唐、宋時(shí)，中國(guó)鎳白銅已運(yùn)銷到今阿拉伯海一帶，當(dāng)時(shí)波斯人稱白銅叫“中國(guó)石”。大約16世紀(jì)以后，中國(guó)白銅運(yùn)銷到世界各地，博得了廣泛的贊揚(yáng)。直到16世紀(jì)以后，歐洲的一些化學(xué)家、冶金學(xué)家才開(kāi)始研究和仿造中國(guó)白銅。法國(guó)的耶穌會(huì)教士杜霍爾德在其1735年出版的《中華帝國(guó)全志》中寫(xiě)到：“最特殊的銅是白銅，其色澤和銀一樣，只有中國(guó)才有，也只見(jiàn)于云南省?！?775年英國(guó)刊物《年紀(jì)》中提到要從事實(shí)驗(yàn)和仿造東印度公司從廣州買去的中國(guó)白銅。但直到1823年德國(guó)人仿制中國(guó)白銅才取得成功。

除了鎳白銅以外，我國(guó)古代還有一種砷白銅，它是砷銅合金。這種砷白銅的發(fā)現(xiàn)則是中國(guó)古代煉丹家的突出貢獻(xiàn)。不過(guò)當(dāng)時(shí)不稱它為白銅，而叫“藥銀”，意思是用丹藥點(diǎn)化而成的白銀。點(diǎn)化這種“藥銀”比冶煉鎳白銅要更困難些，而且很容易砷中毒。因此煉丹家們?yōu)槿〉眠@項(xiàng)成就曾付出了很大的代價(jià)。

砷白銅是用砷礦石（砒石、雄黃等）或砒霜（As2O3）點(diǎn)化赤銅而得到的。銅中合砷小于10%時(shí)，呈金黃色，煉丹家稱之為“藥金”；當(dāng)含砷量等于或大于10%時(shí)，就變得潔白如雪，燦爛如銀了。冶煉砷白銅的歷史可以追溯到西漢初期，據(jù)宋人撰《席上腐談》記載：漢景帝時(shí)在茅山修煉的3位煉丹大師三茅君因丹陽(yáng)（今安徽、宣城一帶）遭天災(zāi)欠收，于是以煅砒粉點(diǎn)化丹陽(yáng)所產(chǎn)之銅為銀，以救饑民。所以后來(lái)煉丹家們就稱這種“藥銀”為“丹陽(yáng)銀”。晉代著名煉丹大師葛洪在其名著《抱樸子·金丹篇》中明確記載了用雄黃點(diǎn)化銅為“黃金”，南朝齊梁時(shí)期的醫(yī)藥大師陶弘景在其《名醫(yī)別錄》中也提到“雄黃得銅可作金”“煉服之法皆在仙經(jīng)中”。葛洪、陶弘景所得到的大概都是含砷量較低，易于點(diǎn)化的砷黃銅，過(guò)去煉丹家們所說(shuō)的“雄黃金”可能就是指它。這時(shí)期的《神仙養(yǎng)生秘術(shù)》《太古土兌經(jīng)》中還提到了點(diǎn)銅為“白”（銀）的丹藥配方，但用藥比較復(fù)雜。隋代開(kāi)皇年間（公元581～600年）有位煉丹家，名叫蘇元朗，號(hào)青霞子，曾學(xué)道于句曲（茅山），自稱得到過(guò)司命大茅君的真秘。他曾撰《寶藏論》一書(shū)，其中記載了用砒霜可以“點(diǎn)銅成銀”。這是砷白銅冶煉技術(shù)的重大進(jìn)步。

唐肅宗乾元年間（公元758～760年），有位煉丹家，道號(hào)金陵子，他撰寫(xiě)了一部煉丹書(shū)《龍虎還丹訣》，其中有一篇《點(diǎn)丹陽(yáng)方》，詳盡介紹了點(diǎn)化砷白銅的方法。他是先將雄黃升煉成砒霜，然后把后者做成小丸，逐個(gè)投到熔化的銅汁中，以炭不斷攪拌，直到銅汁變白為止。在此過(guò)程中，As2O3先被炭還原成單質(zhì)砷，立即溶入銅中，于是逐步生成了砷白銅（Cu3As）。這說(shuō)明在唐代中期，我國(guó)煉丹家點(diǎn)化砷白銅的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)成熟的階段。但它長(zhǎng)時(shí)期為煉丹家的真秘，師徒相傳，對(duì)外絕密。所以直到北宋末年，有人在所撰《春渚紀(jì)聞》中談到蘭陵人薛駝以煅砒粉化銅為白銀時(shí)，還說(shuō)這是一種奇聞絕技。

元、明以后，這種“藥銀”便逐漸為常人所知了。所以在元人著作《格物粗談》、明代李時(shí)珍所著《本草綱目》及明末宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中都有“砒石煉為白銅”“以砒霜等藥制煉白銅”的記載。

那么為什么至今還沒(méi)有找到古代煉丹家所制出的砷白銅文物呢？這大概一是因?yàn)檫@種“藥銀”冶煉技術(shù)只有少數(shù)人掌握，生產(chǎn)極少，年久失傳；二是易變質(zhì)（其中砷質(zhì)會(huì)逐步揮發(fā)掉，而變?yōu)樽爻嗌?，又有毒性；三是在市?chǎng)上冒充白銀是違禁的，只能在暗中少量煉制；四是煉制困難，耗資多、價(jià)錢昂貴。

過(guò)去有人不知道砷銅合金也是一種白銅，以為白銅只有鎳白銅一種，因此把“砒石煉為白銅”解釋為以白色砒鎳礦點(diǎn)化赤銅而成鎳白銅，顯然這是一種誤解。現(xiàn)在已經(jīng)證明我國(guó)自古就有兩個(gè)獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的白銅體系。砷白銅更為我國(guó)所特有，這一冶煉技術(shù)堪稱我國(guó)一項(xiàng)寶貴的文化遺產(chǎn)。

人教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第八單元《金屬和金屬材料》課外閱讀延伸