硫銅礦的冶煉
孔雀石由於顏色醒目，容易識別，又屬於氧化型礦，冶煉簡便，所以很早就被利用。但這種礦物在地殼中儲量較少，因為它是含銅硫化物經空氣氧化所產生的易溶硫酸銅與碳酸鹽礦物（如方解石）相互作用的產物，所以一般隻存在於含銅硫化物礦床的氧化帶中，雖處於地表，容易采掘，但礦層一般較淺，采集難以持久。
在自然界中銅主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦、黃銅礦和斑銅礦。輝銅礦的主要成分是Cu2S，呈鉛灰色；斑銅礦的主要成分為Cu5FeS4，呈暗銅紅色，常與黃銅礦、輝銅礦共生，實際成分變動很大；黃銅礦主要成分為CuFeS2，呈黃銅的黃色，常與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、輝銅礦、方解石、石英共生。這些銅礦的冶煉，較孔雀石、藍銅礦要複雜，難度也較大，因此實現冶煉相對要晚很多。在古代，其冶煉工藝一般至少要分兩步走，首先得通過氧化焙燒，除去其中的一部分硫和鐵（生成FeO，SiO2煉渣和SO2），使硫化銅大部分轉化成Cu2S及一些Cu2O，即在此過程中會生成冰銅，也就是工XCu2S-yFeS的燒結物，反應大致如下：
2CuFeS2=Cu2S+2FeS+S
Cu2O+FeS=Cu2S+FeO
2FeS+3O2+SiO2=2FeO2+2SO2
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2
第二步則是冰銅吹煉，在豎爐中以木炭熱還原上述氧化焙燒料，而得到金屬粗銅。反應大致如下：
2C+O2=2CO
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑
2Cu2O+2CO=4Cu+2CO2↑
Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2↑
2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑
2FeO+SiO2=2FeO，SiO2（煉渣）↑
在古代的技術條件下，用硫化銅所冶煉出的金屬銅中，往往會含有明顯量的鐵和硫，及由共生礦物引入的砷、鉛、錫、鋅、銀、銻等以及殘餘的冰銅和氧化焙燒的中間產物。另外在焙燒爐的燒渣中還會檢驗到冰銅殘渣及以上共生元素。因此，目前就是通過對古煉銅遺址出土的銅錠、煉渣和遺址附近的殘剩礦石，來判斷該遺址當年所采用的礦石及冶煉工藝。
我國古代的冶銅技術究竟在什麼時候已進步到能冶煉硫化礦，至今還沒有明確的定論，隨著冶煉遺址的考古發掘工作不斷取得新進展，這個時期也逐步在提前。從迄今取得的資料看，我國大約在距今2700多年的春秋時代，個別地區的冶煉技術已經進步到這個階段。
1987年，李延祥等對內蒙古昭烏達盟赤峰市林西縣大井古礦冶遺址的發掘和研究表明，它屬於夏家店上層文化，相當於春秋早期。在該遺址，當年的工匠曾用石質工具較大規模地開采了銅、錫、砷共生硫化礦石，礦石經焙燒後直接還原熔煉出了含錫、砷的金屬銅合金。該遺址在赤峰市林西縣官地鄉，銅礦區的礦石主要類型為含錫石、毒砂（FeAsS）的黃鐵礦黃銅礦，少量為黃錫礦。遺址發掘中出土了多座煉爐以及爐渣（煉渣）、爐壁、礦石，對當時的冶煉技術提供了相當豐富的實物資料。在8個煉區中，發現4座多孔窯式煉爐和8座橢圓形煉爐。
前一種當是焙燒爐，距采礦坑很近。采集到的爐渣中發現有白冰銅Cu2S的顆粒，推測焙燒的過程是這樣的：首先在山坡較平坦處挖一個直徑約為2米的爐坑，坑內先鋪一層木炭，其上堆放礦石，再以草拌泥將礦石堆封起來（目的是減少熱量損失）。在封泥上留有若幹圓形排煙（SO2）孔和鼓風口。點燃木炭並鼓風入內後，焙燒反應即開始進行。由於焙燒反應是放熱反應，因此當礦石熱到起火溫度後就無需再補充燃料，焙燒反應便可持續下去。
後一種則是還原熔煉爐，有拱形爐門，以排放銅液和煉渣。煉爐周圍發現有煉渣、木炭，表明木炭是作為燃料和還原劑的。煉渣中SiO2、FeO和CaO的含量總和占到80%～90%，可以推斷出這種煉渣的熔點在1100～1200℃，煉渣裏夾有石灰石顆粒，表明冶銅時可能已利用了石灰石做助熔劑。在煉渣中殘餘的金屬顆粒已形成合金，一些有代表性的合金顆粒經化學分析，含銅約70%，錫約20%，砷約5%。這是我國迄今發現的最早的開采、冶煉硫銅礦的遺址。
迄今發現的另一個先秦冶煉硫化銅礦石的地區是春秋時的楚地，今安徽銅陵地區。自20世紀70年代以來，曾在該地區的貴池縣徽家衝、銅陵市木魚山和鳳凰山、繁昌縣孫村鄉犁山、南陵縣江木衝等處的古銅礦冶遺址出土過數量相當多的銅錠以及一些煉爐和煉渣，冶煉時間都在西周到春秋晚期。銅錠皆棱形，表麵粗糙，多呈鐵鏽色。最近陳榮等對其中銅陵、繁昌出土的銅錠進行了檢測，它們都含有冰銅白硫體（2Cu2S·FeS）、氧化焙燒的中間產物（CUl93S）O2以及Sn、CuFeO2等；對一些煉渣也進行了檢測，發現其含有20%～30%的鐵及10%～20%錫，並含明顯量的銀和鉍，可初步證明這些銅錠是用冰銅冶煉的，即早在春秋時期那裏已開采冶煉硫化銅礦。
再者，據悉考古與冶金史學者還發現了新疆地區戰國銅礦冶煉遺址、山西中條山戰國冶銅遺址。從這兩處遺址中采集到了爐渣，經研究初步判定，都使用了硫化礦冶銅技術。但詳細的研究報告尚未見發表。此外，從安徽貴池戰國青銅器窖藏所出的板狀銅錠，經檢驗，其中含鐵量達30%以上，含硫量約為2%，估計那時硫化銅礦在該地區也已經開始冶煉。但是以目前所掌握的資料，做全麵的考察，在春秋戰國時代已能冶煉硫銅礦的地區還不多，而普遍開采、冶煉，當在漢代。
古籍中關於開采、冶煉硫銅礦的記載出現得很晚，而且非常有限。明代人陸容（1436～1494）所撰《菽園雜記》（卷十四）有一段有關當時煉銅的記述，是一份很難得的資料。原文如下：
每火平銅一料，用礦二百五十籮（每三十餘斤為一小籮。雖礦之出銅多少不等，大率一籮可得銅一斤），炭七百擔，柴一千七百段，雇工八百餘。用柴炭裝疊燒兩次，共六日六夜。烈火亙天夜，則山穀如晝，銅在礦中既經烈火，皆成茱萸頭，出於礦麵。火愈熾，則熔液成駝（砣）。候冷，以鐵錘擊碎，入大旋風爐，連烹三日三夜，方見成銅，名日生烹。有生烹虧銅者，必碓磨為末，淘去龍濁，留精英，團成大塊，再用前項烈火，名日“燒窖”。次將碎[塊]連燒五火，計七日七夜。又依前動大旋風爐，連烹一晝夜，是謂成“瓜”（原注：原嘲）。瓜者，粗濁既出，漸見銅體矣。次將瓜碎，用柴炭連燒八日八夜，依前再入大旋風爐，連烹兩日兩夜，方見生銅。次將生銅擊碎，依前入旋風爐烀煉，如烀銀之法。以鉛為母，除滓浮於麵外，淨銅入爐底如水，即於爐前逼近爐口鋪細砂，以木印雕字，作處州（按：處州相當於今浙江麗水、青田、龍泉一帶）某處銅，印於砂上，旋以砂壅印，刺銅汁入砂匣，即是銅磚，上各有印文。
這是作者在浙江任參政時的實錄，所記當為處州的銅冶情況。文中名曰“生烹”及“釩”者，皆為焙燒產物，其中當包含冰銅。將它們擊碎，連柴炭一起入大旋風爐，即進行還原冶煉，初所成“生銅”當是粗銅，再數次入旋風爐冶煉，才得到成品銅，再鑄為銅磚。所以陸氏說：“得銅之艱，視銀蓋數倍雲。”我國古代有所謂“三十煉銅”、“百煉銅”之說，看來就是反複精煉的過程。
銅砂冶煉宋應星在其《天工開物》中也述及銅的開采與冶煉，雖較簡略，但著重提到銅鉛、銅銀共生礦的冶煉，並附有精美插圖，今亦摘錄如下：