中国古代炼锌工艺高:清沉船曾现纯度98.99%锌锭
明清冶锌反应罐示意图
重庆临江二队明代炼锌遗址1号冶炼炉(重庆市文化遗产研究院供图)
在古代,锌又被称作白铅、水锡、白水铅、倭铅等,由于在高温下易挥发、难捕获,故其冶炼技术的出现和成熟的时间较晚。2013年6月至8月,重庆市文化遗产研究院在对忠县洋渡临江二队冶炼遗址的考古发掘中,发现了两座保存较完好的冶锌炉,终于揭开明代炼锌工艺的神秘面纱。
我国是世界上较早发现和炼制锌的国家。在古代,锌又被称作白铅、水锡、白水铅、倭铅等,由于在高温下易挥发、难捕获,故其冶炼技术的出现和成熟比铜、铁、锡、铅等金属晚得多。炼锌史的文献研究、民族学调查过去虽有一些开展,但从考古角度研究炼锌问题却是最近10多年才有的。而今,随着炼锌遗址的发掘和田野考古工作的深入,古人炼锌过程及细节也被逐渐还原。
据悉,我国已确认的古代炼锌遗址有36处,重庆市是分布数量最多的地区,共有20余处,主要分布在丰都、石柱、酉阳、忠县等地。其中,位于忠县洋渡镇的临江二队冶炼遗址,是迄今为止三峡地区发掘的规模最大、保存最完好的明代冶锌遗址。
最完整的冶炼窑炉出土
忠县洋渡临江二队冶炼遗址是三峡消落区的规划保护项目之一,距今已有500多年历史。该遗址东西长约300米,南北宽40至60米,埋藏面积约1.5万平方米。2013年6月至8月,重庆市文化遗产研究院对该遗址实施了2100多平方米的考古发掘,共清理出与冶炼相关的各类遗迹125个,出土陶、瓷、铁器、铜器等遗物700余件,其中发现了两座保存较完好的冶炼炉,是三峡地区乃至全国目前所发现保存最完好、结构最清晰的明代冶锌炉。
学界普遍认为,中国关于炼锌技术的最早记载出现在明末宋应星所著的《天工开物》一书中。以往,明代炼锌炉究竟长什么样,考古学家们只能根据发掘出土的残存炉窑和史料推断。而现在,通过对出土冶炼炉进行科学分析,结合《天工开物》中所记载的冶炼程序,明代炼锌工艺的场景得以被再现还原。重庆市文化遗产研究院副院长白九江介绍,这一发现对于复原明代炼锌炉的形制、了解炼锌工艺流程、研究炼炉形制发展变化等提供了宝贵的实物资料。
据介绍,炼炉平面为长条形,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,结构颇为精巧。
此外,白九江还介绍,冶炼遗址往往成群分布,每个遗址由若干个冶炼场构成。单个冶炼场主要由工作区、生活区和废弃堆积区三部分构成。工作区内由炼炉、堆煤坑、堆矿坑、蓄水池等系列设施构成;生活区是作坊工人起居生活的场所,同时也是产品的存放地;废弃堆积区是倾倒煤渣、残破反应罐等冶炼废弃物和生活垃圾的场所。遗址往往位于临江低地或冲沟,便于运输、用水、倾倒废弃物等。