正文 第11章 銅的冶煉技術(3 / 3)

現將北宋年間三個規模較大的膽銅場的基本情況略作說明:

信州鉛山場據清·顧祖禹《讀史方輿紀要》(卷八十三)記載:“信州鉛山縣銅寶山……縣治西南,石竅中膽泉湧出,浸鐵成銅。天久晴有礬可拾。一名七寶山,宋建隆三年(962)置銅場。”但該銅場還不是膽水浸銅場。北宋時的著名科學家沈括在其所著《夢溪筆談》(撰於1086~1093)中已記載:“信州鉛山縣有苦泉,流以為澗。挹其水熬之,則成膽礬,烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅。”所以至遲在元佑年間那裏已經試行浸銅法生產,大概已有了小型的作坊了。而在“紹聖元年,其利漸興”(《讀史方輿紀要》卷八十五)。在紹聖三年(1096年)或四年正式建成膽水浸銅場(《皇宋中興兩朝聖政》卷十二:“紹聖三年又置信州鉛山場。”《讀史方輿紀要》卷八十五:“廣信府鉛山縣鎖山門……宋時為浸銅之所,有溝漕七十七處,興於紹聖四年。”)。據《宋會要輯稿·食貨三四之二五》記載:“崇寧元年(1102)戶部言:遊經申,白興置信州鉛山場膽銅以來,收及八十九萬八千八十九斤八兩。”於是在次年規定其歲額為三十八萬斤。

(2)饒州興利場。在今江西東北,景德鎮與上饒之間。《讀史方輿紀要》(卷八十五)謂:“饒州府德興縣大茅山……銅山在縣北三十裏,唐置銅場處。山麓有膽泉,土人汲以浸鐵,數日輒類朽木,刮取其屑,煆煉成銅。”據《浸銅要略序》對當時興利場的情況有過一些介紹,謂:“蓋元祐元年(1086)或言取膽泉浸鐵,取礦烹銅。其泉三十有二,五日一舉洗者一,七日一舉洗者十有四,十日一舉洗者十有七。”說明了興利場的泉數及各泉所含膽礬濃度的相對差異。據《皇宋中興兩朝聖政》(卷十二)記載:“元祐(1086~1094)中始置饒州興利場,歲額五萬餘斤。”它大概是興建最早的膽水浸銅場。

韶州岑水場據《讀史方輿紀要》(卷一百)記載:“翁源縣,岑水在縣北,源出羊逕,一名銅水,可浸鐵為銅,水極腥惡,兩旁石色皆赭,不生魚鱉、禾稼之屬,與曲江縣膽礬水同源異流。”故知岑水場在今翁源縣。如前文所說,岑水場也是在張甲建議下,並依其父張潛推薦的浸銅法興建的。建場亦當在元祐至紹聖年間,崇寧中歲產膽銅額為八十萬斤。

關於宋代的浸銅工藝,也有一些記載,表明各銅場因地製宜,各有創新,並不斷在改進。明代談遷所撰《棗林雜俎》(中集)記載了鉛山場在初時所采用的方法,謂:

鉛山縣西七裏銅寶山,有貌平坑,石竅中膽泉流出,浸鐵可為銅。又鵝湖鄉,去縣治七十裏,有溝漕七十所,取本地水積為池,隨地開溝,碎鐵鋪之,浸染色變,鍛則為銅。

《讀史方輿紀要》的記載則更為翔實些,謂:

有溝漕七十七處,各積水為池,隨地形高下深淺,用木板閘之,以茅席鋪底,取生鐵擊碎,入溝排砌,引入通流浸染,候其色變,鍛之則為銅,餘水不可再用。用這種方法讓還原出的銅沉積在茅席上,將席取出,即可收集“銅煤”,似乎很方便。但實際不然,因為必然有殘餘碎鐵與“銅煤”混在一起,“鍛之為銅”時,鐵將混入銅中,影響了銅的質量,而且從草席上刮取下“銅煤”也並不省事。《宋會要輯稿·食貨一一之三》則介紹了另一種工藝。

浸銅之法:先取生鐵打成薄片,目為鍋鐵,入膽水槽,排次如魚鱗,浸漬數日,鐵片為膽水所薄,上生赤煤,取出刮洗,錢(赤)煤入爐烹煉,凡三煉方成銅。其未化鐵,卻添新鐵片,再下槽排浸。這種方法較少地使碎鐵引入赤煤,有益於膽銅質量的提高,當是對前法的改進。《宋史·食貨誌》(卷一三三)說:采用這種方法,在紹興十三年(1143)時“大率用鐵二斤四兩得銅一斤”,並指出是根據饒州興利場和信州鉛山場的記錄,表明這是鉛山場後期(南宋時)采用的工藝。

據南宋人張端義的《貴耳集》(下卷)記載,乾道年間韶州岑水場每年用百萬斤鐵,浸得二十萬斤銅,即每斤銅需耗鐵五斤,與饒州、信州相比,要超出一倍了。不過這時岑水場已是采用下文所說的“淋銅法”了。

除了浸銅法以外,遊經還在崇寧元年提出(見《宋會要輯稿·食貨三四之二五》)利用膽土的煎銅法:

古礦有水處為膽水,無水處為膽土。膽水浸銅工少利多,其水有限;膽土煎銅,工多利少,其土無窮……膽水浸銅,斤以錢五十為本;膽土煎銅,斤以錢八十為本,比之礦銅(采掘銅礦石,以火法冶煉),其利已厚。

由於浸銅法需依賴膽泉,在天旱之年無法生產,所以才發展出煎銅法,即所謂“水有限,土無窮”。膽土當是開采銅礦時的碎礦渣及硫銅貧礦經風化氧化後而變成的硫酸銅與土質的混合物,即金陵子所說的“土綠”之類。因此,為取得膽土,則先開采硫銅貧礦,堆積起來,使之風化氧化,然後再置於盆中,用水浸出膽水,再浸漬鐵片。當然,在經開采過的老銅礦區,想必也常可直接掘到這類膽土。宋人洪谘夔曾作《大冶賦》,對此法也有所描述。據《宋會要輯稿·食貨三四之二八》記載,“韶州岑水場措置創興是法”,始於政和五年,到了乾道八年(1172年)時,那裏“增置淋銅盆槽四十所,得銅兩萬斤”。可估算出每所盆槽平均年產銅500斤左右。

在金人南侵,趙宋偏安江南以後,銅坑冶從此一蹶不振,到了紹興末年(1162)南宋所領江南十州歲產銅僅263000餘斤,才及元豐元年1.8%,即使與崇寧初年江南地區產銅額比較,也隻有3.7%。而乾道元年膽銅產量為212770.3斤(見《宋會要輯稿·職官四三》),也隻及崇寧初年的11.4%,但若相對地看,它卻占到當時南宋銅產量的80.8%,可見膽銅生產在南宋時期具有至關重要的意義。

膽銅在南宋時期主要用來鑄幣。從南宋錢幣的檢測來看,其中含鐵量高達1%以上,較北宋銅錢中含鐵高出一二十倍,說明膽銅質量是不高的。《宋史·食貨誌》也說:“[端平]元年(1234)以膽銅所鑄之錢不耐久,舊錢之精致者泄於海舶。申嚴下海之禁。”

到了南宋後期,膽水浸銅便完全沒落了。在元代時,據《元史·順帝本紀》記載,至正十二年曾恢複饒州德興三處的膽銅生產,但此後的膽銅生產始終規模不大,浸銅之所,逐漸廢棄,淋銅生產法也漸趨終結。及至明代,膽銅生產又曾一度有所恢複,《明史·地理誌》說:“[江西]德興縣北有銅山,山麓有膽泉,浸鐵可以為銅;鉛山縣西南有銅寶山,湧泉浸鐵,可以為銅;[浙江]上杭縣有金山,上有膽泉,浸鐵能為銅。”又據《明史·食貨誌》記載:“宣德三年九月,免江西德興、鉛山浸銅丁夫雜役。二縣銅產歲浸銅五十餘斤。”但總的來看,明代膽銅生產在銅冶中仍不占重要地位,所以《天工開物》對此法已不再介紹。膽銅業衰退,究其原因,有資源枯竭的問題,但含鐵過多,質地虛脆,精煉又費時費工,在經濟上也不大合算,這恐怕也是重要的原因。所以我們對宋代的膽銅生產也當有一個全麵的評價。