冶金冶煉 3.
首創的膽水煉銅法
在我國的冶銅史上，除了用火煉銅的方法以外，還有一種獨創的“膽水煉銅法”，曾經盛行於兩宋時期。
這種方法的原理就是利用化學性質較活潑的金屬鐵從含銅離子的溶液中將銅置換出來，再經冶煉，製得銅錠。所利用的原料是天然的膽水。
宋哲宗元祐時期，有一位商人毛遂自薦，向朝廷獻出他認為的秘法膽銅法。當時，蘇轍任戶部侍郎，聽說一個商人能以膽礬點鐵為銅，就接見了他。
蘇轍對他說：“你說你能用秘法煉銅，現在如果試之於官，必然為大家所知道，你不能自己煉銅，就會求他人幫助。這樣一來，人人知之，就不再是什麼秘密，這正是朝廷所禁止的。我身為戶部侍郎，假如以身亂法，顯然是不可以的。”
商人不太情願地走了，隨即又到地方都省去說這件事。結果都省也不認可。
這個故事說明，膽銅法最初還不被北宋朝廷認可。當時膽銅生產還被稱為“秘法”，仍舊是民間私下進行的小範圍生產。至北宋末年，這一方法被認可和推行，成為生產銅的重要途徑之一。
事實上，膽銅法從最初發明到被認可，經曆了一個很長的時間。
自然界中的硫化銅礦物有一種奇怪的現象：它經大氣中氧氣的風化氧化，會慢慢生成硫酸銅，古代稱為“膽礬”或“石膽”，因為它色藍如膽。
石膽經雨水的澆淋、溶解後便彙集到泉水中，這種泉水就是所謂的“膽水”。當泉水中的硫酸銅濃度足夠大時，便可取來，投入鐵片，取得金屬銅，所以也叫“浸銅法”。
這種方法的采用以我國為最早，在世界化學史上是一項重大的發明，可謂現代水法冶金的先聲。
對於這一化學變化的觀察和認識，早在西漢淮南王劉安所主撰的《淮南萬畢術》中，就提到了“白青得鐵，即化為銅”。“白青”就是孔雀石類礦物，化學組成是堿式碳酸銅。
至東漢時期編纂成書的《神農本草經》也記載：“石膽……能化鐵為銅。”這一“奇特”現象此後便受到曆代金丹家的注意。
東晉時期煉丹家葛洪在其所著《抱樸子·內篇·黃白》中提到：“以曾青塗鐵，鐵赤色如銅……而皆外變而內不化也。”“曾青”大概是藍銅礦石，也有人認為就是石膽。葛洪對這個化學變化的觀察便又深入了一步。
南北朝時期陶弘景在其《本草經集注》中又指出：“雞屎鞏……投苦酒中塗鐵，皆做銅色。”
但當時人們對這個化學反應普遍有一個錯覺，誤以為是鐵接觸到這些含銅物質後會轉變為金屬銅，因此在金丹家們的心目中，這些物質就成了“點鐵成金”的點化藥劑了。
唐代金丹家們把這種“點化”的銅美其名曰“紅銀”，在煉丹術中正式出現了浸銅法。唐明皇時的內丹家劉知古曾上《日月玄樞論》，其中便說道：“或以諸青、諸礬、諸綠、諸灰結水銀以為紅銀。”
這種“以諸青結水銀以為紅銀”的方法在唐代後期煉丹家金陵子所撰煉丹術專著《龍虎還丹訣》中有翔實的記載，他曾利用了15種不同的含銅物質煉製“紅銀”，其中“結石膽砂子法”的操作要領如下：
將水銀及少量水放在鐵製平底鍋中加熱，至水微沸，投入膽礬，於是鐵鍋底便將硫酸銅中的銅取代出來，而在攪拌下生成的銅便與水銀生成銅汞齊，而使鐵鍋底重新裸露出鐵表麵，得以使置換反應持續進行下去。當生成的銅足夠多時，銅汞齊便會凝固而成砂粒狀，被稱為“紅銀砂子”。將“砂子”取出，置於煉丹爐中加熱，蒸出水銀，就得到紅銀了。