我国古代冶金技术中的一项杰作

赵匡华

白铜的发明是我国古代冶金技术中的杰出成就。唐代时规定，只有为一品朝臣拉车的小牛身上，才能用白铜作为装饰品，可见其是很珍贵的。

现在一般人所知道的白铜是指铜镍合金，称镍白铜。当把镍熔入红铜里，含量超过16%以上时，色泽变得洁白如银。我国云南一带是镍白铜的故乡。那里所产白铜也最有名，人们就像称呼湖笔、端砚、徽墨一样，而称云南白铜为“云白铜”。至迟在公元4世纪时，云南就生产白铜了。而据《汉书》记载：“犍为郡西南朱提山出银”，且有“朱提银八两为一流（王莽时所订的银两单位）”之说。但据现代矿藏考察，朱提山（今四川宜宾西南）产铜、镍而不产银，因此“朱提银”可能就是镍白铜。唐、宋时，中国镍白铜已运销到今阿拉伯海一带，当时波斯人称白铜叫“中国石”。大约16世纪以后，中国白铜运销到世界各地，博得了广泛的赞扬。直到16世纪以后，欧洲的一些化学家、冶金学家才开始研究和仿造中国白铜。法国的耶稣会教士杜霍尔德在其1735年出版的《中华帝国全志》中写到：“最特殊的铜是白铜，其色泽和银一样，只有中国才有，也只见于云南省。”1775年英国刊物《年纪》中提到要从事实验和仿造东印度公司从广州买去的中国白铜。但直到1823年德国人仿制中国白铜才取得成功。

除了镍白铜以外，我国古代还有一种砷白铜，它是砷铜合金。这种砷白铜的发现则是中国古代炼丹家的突出贡献。不过当时不称它为白铜，而叫“药银”，意思是用丹药点化而成的白银。点化这种“药银”比冶炼镍白铜要更困难些，而且很容易砷中毒。因此炼丹家们为取得这项成就曾付出了很大的代价。

砷白铜是用砷矿石（砒石、雄黄等）或砒霜（As2O3）点化赤铜而得到的。铜中合砷小于10%时，呈金黄色，炼丹家称之为“药金”；当含砷量等于或大于10%时，就变得洁白如雪，灿烂如银了。冶炼砷白铜的历史可以追溯到西汉初期，据宋人撰《席上腐谈》记载：汉景帝时在茅山修炼的3位炼丹大师三茅君因丹阳（今安徽、宣城一带）遭天灾欠收，于是以煅砒粉点化丹阳所产之铜为银，以救饥民。所以后来炼丹家们就称这种“药银”为“丹阳银”。晋代著名炼丹大师葛洪在其名著《抱朴子·金丹篇》中明确记载了用雄黄点化铜为“黄金”，南朝齐梁时期的医药大师陶弘景在其《名医别录》中也提到“雄黄得铜可作金”“炼服之法皆在仙经中”。葛洪、陶弘景所得到的大概都是含砷量较低，易于点化的砷黄铜，过去炼丹家们所说的“雄黄金”可能就是指它。这时期的《神仙养生秘术》《太古土兑经》中还提到了点铜为“白”（银）的丹药配方，但用药比较复杂。隋代开皇年间（公元581～600年）有位炼丹家，名叫苏元朗，号青霞子，曾学道于句曲（茅山），自称得到过司命大茅君的真秘。他曾撰《宝藏论》一书，其中记载了用砒霜可以“点铜成银”。这是砷白铜冶炼技术的重大进步。

唐肃宗乾元年间（公元758～760年），有位炼丹家，道号金陵子，他撰写了一部炼丹书《龙虎还丹诀》，其中有一篇《点丹阳方》，详尽介绍了点化砷白铜的方法。他是先将雄黄升炼成砒霜，然后把后者做成小丸，逐个投到熔化的铜汁中，以炭不断搅拌，直到铜汁变白为止。在此过程中，As2O3先被炭还原成单质砷，立即溶入铜中，于是逐步生成了砷白铜（Cu3As）。这说明在唐代中期，我国炼丹家点化砷白铜的技术已经达到了相当成熟的阶段。但它长时期为炼丹家的真秘，师徒相传，对外绝密。所以直到北宋末年，有人在所撰《春渚纪闻》中谈到兰陵人薛驼以煅砒粉化铜为白银时，还说这是一种奇闻绝技。

元、明以后，这种“药银”便逐渐为常人所知了。所以在元人著作《格物粗谈》、明代李时珍所著《本草纲目》及明末宋应星所著《天工开物》中都有“砒石炼为白铜”“以砒霜等药制炼白铜”的记载。

那么为什么至今还没有找到古代炼丹家所制出的砷白铜文物呢？这大概一是因为这种“药银”冶炼技术只有少数人掌握，生产极少，年久失传；二是易变质（其中砷质会逐步挥发掉，而变为棕赤色），又有毒性；三是在市场上冒充白银是违禁的，只能在暗中少量炼制；四是炼制困难，耗资多、价钱昂贵。

过去有人不知道砷铜合金也是一种白铜，以为白铜只有镍白铜一种，因此把“砒石炼为白铜”解释为以白色砒镍矿点化赤铜而成镍白铜，显然这是一种误解。现在已经证明我国自古就有两个独立发展起来的白铜体系。砷白铜更为我国所特有，这一冶炼技术堪称我国一项宝贵的文化遗产。

人教版化学九年级下册第八单元《金属和金属材料》课外阅读延伸