史前人類在地上挖個坑就能從礦石裡冶煉出銅！簡單卻有用的技能

文明6銅礦怎麼採集

今天的這篇文章，小編將為大家詳細介紹古人冶煉純銅和青銅器的幾種技術！有難有易，最簡單的冶銅術只需要在地上挖一個淺坑就可以冶銅！

在之前的文章裡，我介紹過人類在青銅時代之前的“銅石並用時代”使用無需冶煉的“自然銅”製作各種器物——早期人類使用的紅銅器製作極為簡單，但卻引導人類進入青銅時代！

但自然銅相對於銅礦石來講還是比較稀少，很多地區都沒有那麼豐富的自然銅（北美五大湖區除外），根本不夠日常使用，所以很多地方的人們轉而使用銅礦石來冶煉純銅和銅合金！今天的這篇文章，我就來介紹幾種古人使用的冶煉技術。

自然銅

首先教大家最簡單的冶銅術，只需要在地上挖一個淺坑就可以冶銅。

一、冶銅和冶鐵一樣，都需要先準備原材料——孔雀石（或其他銅礦石，如矽孔雀石、赤銅礦等）和木炭，雖然木柴最高也能達到1400攝氏度，而自然銅的熔點為1083攝氏度，但用木炭冶銅並不是直接用熱量融化礦石，而是用木炭產生的一氧化碳來還原氧化銅！

當然，也有的地方直接用木炭高溫加熱銅礦石粉，使其分解、融化成銅。

總之，冶煉用木炭更好，使用簡單技術燒製木炭的技術我也寫成文章了→木炭不僅可以燒烤，還推動人類文明前進，快來學一下，穿越能用到。

孔雀石是自然界存在的銅礦石，學名鹼式碳酸銅（Cu（OH）CO），產於銅的硫化物礦床氧化帶，常與其它含銅礦物共生（如藍銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅等）。它雖然是寶石的一種，但含銅量較高，含銅品位可達10—20%或更高，是早期人類文明最先接觸使用的銅礦石。

顏色碧綠、豔麗，紋理像孔雀的羽毛

很多的古銅礦遺址都分佈在火成岩與大理岩的破裂接觸帶上，因大氣降水和淋濾作用，地表面的銅元素在接觸帶中相對集中，出現了銅品位自上而下逐漸富集的現象，形成氧化礦富集帶！每當大雨過後，表面就暴露出許多孔雀石和其他銅礦石碎塊，俯拾皆是。

而當地面礦石不多時，古人還會順著礦脈向地下延伸挖掘。當然，在礦區附近的河流裡也能淘洗出銅礦。

當時下坑道採掘礦石是非常危險的事情，因為工程技術不發達，坑道很容易坍塌，而且對礦工的健康也有損害，所以等到人類進入奴隸社會時，很多戰俘就被關進礦洞內沒日沒夜的開採，死亡率極高！

早期人類在進行開採銅礦遇到大塊石頭時，會用生起火堆燒灼岩石壁，然後澆上冷水，使其快速降溫、開裂，以將銅礦取出。

採集到銅礦石後，就要對銅礦石進行粉碎處理，這樣能增大礦石粉接觸一氧化碳的面積，有利於還原。

二、準備好第一步後，就可以製作“熔爐”了，其實根本不能說是熔爐，因為所謂的冶銅熔爐僅僅是硬泥地上的一個小淺坑。

隨便找個木棒，然後在乾土地上挖掘出一個淺坑就可以了，二三十釐米深就好了。

淺坑的邊緣還要挖出一道淺槽，用來放通風管，以輸送空氣，這是很重要的一個操作。

三、挖好“熔爐”後，就要準備風箱了，使用最簡單的夾帶式風箱就可以了。

夾帶式風箱，能有效提供風力

而就算沒有風箱、沒有通風管，也還是可以冶銅的，因為這個簡易熔爐體積很小，只要找幾個人不間斷的用“陶風嘴吹管”往坑內吹幾個小時的氣就行！

找一根蘆葦或竹子，打通內部，然後在吹管的一端用黏土包裹上，使其防火就行，這樣一根陶風嘴吹管就做好了。

四、當前期準備都做好後，就可以在坑內用木材生火了，然後加入木炭，並供應氧氣，使其燃燒起來。

當坑內的木炭燃燒起來後，就要往熱炭上撒入銅礦粉，然後再加入更多的木炭。

五、上述的這些步驟完成後，就要把風管（或陶風嘴）插入坑內了，為“熔爐”提供必要的氧氣，最後再給火坑蓋上一塊大小合適的草皮（草皮能承受高溫，是很好的耐火隔熱材料），這樣能提高坑內的溫度，使之變成一個簡易的熔爐。

中間開一個

六、接下來就要連續幾個小時為熔爐供風了。

木炭在熔爐內燃燒會產生一氧化碳，而因為熔爐內部比較封閉，所以坑內就會形成“還原氣氛”，而孔雀石受熱會分解出氧化銅，接著一氧化碳會和氧化銅內的氧結合，生成二氧化碳和金屬銅，正是這個化學反應把礦石變成金屬銅，而不只是熔爐內的溫度。

七、冶煉的時候要注意從坑裡冒出的火焰顏色，它的顏色變化指示著冶煉的進展程度。

八、冶煉幾個小時後，冶銅就完成了，這時候就可以把草皮拿掉，對熔爐進行挖掘。

九、把坑內所有的灰燼都挖出來放入水盆內冷卻、淘洗，金屬銅因為較重，所以會沉入水底，而灰燼、木炭等則會浮在水面，這些要倒掉。

十、冶煉出來的金屬銅（純銅或銅合金）呈赭黃色，有時會聚整合大號銅疙瘩，有時也會分散成砂礫大小的碎銅，並且這時練出來的銅還含有一定的雜質，形狀也不規範，但已經可以用石錘鍛打，使其變成自己想要的形狀或銅器了。

當然紅銅（純銅）只能用來製作斧頭、標槍、箭頭等小型武器，因為它太軟了，鍛打雖然能提高硬度，但提高的也有限。

雖然看起來很簡單，但這種將礦石轉變成金屬的過程就叫做冶練！

Ps：到這一步為止，冶煉出來的銅還只是紅銅（赤銅、純銅），離青銅還有一大段距離，所以如果不急著使用，還可以把這次冶煉得到的銅疙瘩融化成“銅水”，進行提純和去雜質，之後就可以澆鑄成自己想要的形狀，或者新增一些錫直接做成青銅（具體做法在下方）。

現在我來教大家第二種冶銅術，我稱之為“坩堝練法”。

一、除了要準備好孔雀石礦粉和木炭外，還要選用合適的陶土捏出幾個拳頭大小的中空半圓土球，然後等土球風乾後把其燒成球形坩堝。

二、往坩堝內倒入四分之三銅礦粉和四分之一的木炭粉。

三、用新的黏土把球形坩堝的孔給封上，但要在蓋子上開一個小小的透氣孔，這樣能隔絕掉不少不必要的氧氣。

四、把球形坩堝放進木炭堆或柴火堆裡冶煉（注意，要讓透氣孔朝上），然後要人工為木炭堆提供更多的空氣，保持上千度的爐溫。

五、當坩堝在火堆里加熱加熱幾小時後，就可以把坩堝夾出來了。然後把坩堝投入水中冷卻或等其自然冷卻。

六、等坩堝冷卻後，就可以把坩堝內的東西倒出來了，就可以獲得純銅或銅合金了。

Ps：使用這種方法冶煉得到的銅都比較小，而且還是紅銅，也需要後期收集碎銅進行融化。

接下來是第三種冶銅法，我稱之為“熔爐冶銅法”。

使用這種方法冶銅之前，先要建造一整套熔爐、風管、風箱，具體建造方法大家可以參考這篇文章（黑人跨入鐵器時代的關鍵！揭秘兩千年前的黑人冶鐵術，包教不包會），這種冶銅方法雖然也比較簡單、粗糙，但能得到大量的銅。

將銅礦石直接扔進熔爐裡的熱炭上，不斷地進行加熱燃燒，使其還原出銅。

經過幾個小時的不間斷加熱後，就可以把熔爐掀開了，而銅就聚集在熔爐的底部。

下圖是聚集在熔爐底部的銅，還含有很多的雜質，後期等它冷卻後，要進行分解、挑撿等操作，選出純銅塊，然後把銅塊裝在坩堝裡進行融化、去雜質等操作，最後才能得到可以使用的大塊紅銅。

第四種冶銅法，這種冶銅法也非常簡單粗暴，但需要用到坩堝。

首先，要在坩堝內放入銅礦粉。

然後把裝了銅礦粉的坩堝放進熔爐內加熱，並往坩堝內加一些木炭，並不斷的為熔爐鼓風。

ps：也有不在坩堝內加木炭，直接將銅礦粉融化成銅水的，冶錫的時候也能用這種方法。

經過幾個小時的燒灼，銅礦被融化成了銅水（銅水裡有木炭等雜質也沒事），然後把銅水倒入準備好的模具內。

等到銅水冷卻成紅銅後就可以把成型的銅塊取出來，進行打磨、配柄等操作後，就變成了一把早期人類使用的“工具”。

打磨後

而且，使用不同的模具能得到不同形狀的工具，就算坩堝裡有木炭等雜質也沒事兒，用木棒稍微阻攔一下就行~

這裡必須要說明一點，以上四種方法冶煉出來的“銅”，其實都是純銅（赤銅、紅銅、紫銅等）或銅合金（使用銅鋅礦能冶煉出黃銅），純銅經過捶打就能製成各種工具和裝飾品，被稱為“紅銅器”。這些紅銅器都很軟，雖然鍛打、淬火、熱處理能提高其硬度，但硬度還是有限，比青銅差遠了，所以這一時期的人類雖然冶煉出了金屬銅，但並沒有淘汰石器。

以上就是我總結的四種早期人類使用的冶銅術和它們產出的紅銅器，下面我來介紹錫、錫青銅，及其製造方法。

金屬錫是銀白色的，而且有延展性、化學性質穩定，抗腐蝕、易熔，摩擦係數小，冶煉青銅必須要有錫。

使用我上面介紹的第四種冶銅法就可以把錫礦石冶練成金屬錫，而且比冶銅簡單的多，因為錫的熔只有231。89℃，用木柴都能融化它。

ps：有些銅礦石自帶其他金屬元素，如銅鋅礦，所以古人在很早以前就無意識的製作出銅合金了。

使用第四種冶銅法，也能冶煉錫礦。左側是銅塊，右側為錫塊。

那麼，當人類有了純銅和錫後，是如何製作出的青銅呢？配礦！

明代著作——《天工開物·銅》上記載：“凡銅供世用，出山與出爐，止有赤銅，以爐甘石或倭鉛參和，轉色為黃銅；以砒霜等藥制煉為白銅；礬、硝等藥制煉為青銅；廣錫參和為響銅；倭鉛和瀉為鑄銅，初質則一味紅銅而已。”

就是需要往純銅水裡面加入一些錫、鉛、磷等元素，使其從純銅（紅銅）變成了銅合金。

具體做法：收集銅碎塊、小塊自然銅，然後把其放入陶土做成的坩堝裡，接著把坩堝放在熱炭上加熱。

小塊自然銅

等到銅料都融化為銅水後，要把無用的雜質濾掉，讓銅水更純淨，接著往坩堝內加入少量的錫、鉛，最後把銅水澆入模範內就可以得到青銅器了（模範是啥樣，得到的青銅器就是啥樣）！

經測定紅銅（自然銅）的硬度為布氏硬計35度，加錫5%，其硬度就提高為68度，加錫10%，即提高為88度，加錫越多，則硬度越大（也不能太高，否則會很脆），而且再經鍛打、淬火，錫青銅的硬度還可進一步提高，甚至比純鐵還堅硬。

《周禮·冬官·輈人》記述了中國古人用青銅鑄造不同物件所採用的銅錫比例：“金有六齊（方劑），六分其金（銅）而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢（箭）之齊；金錫半，謂之鑑（鏡子）燧（利用鏡子聚光取火）之齊。”

青銅雖然叫青銅，但其實青銅器最初是金光閃閃的，只是長時間的氧化後才變成大家印象裡的模樣，它的熔點比紅銅（1083℃）低，只在在700～900℃之間（錫含量越高，則青銅熔點越低）。

青銅的使用讓農業和手工業的生產力水平大幅度提高，對提高社會生產力起了劃時代的作用，所以考古學家將使用青銅器作為人類物質文化發展的一個階段，稱其為青銅時代。

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