我国汞和混汞术的起源

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:204

大约公元前2000年,在某些有的地方,人类就已认识与汞混溶的特性。在我国,砂的发现和利用远早于水。商周时代生活在汉江流域的濮系氏族,就具有采集丹砂“传统的特有技术”。两晋太康年间,从汲群战国魂安厘王(公元前276~242年)墓穴出土的《汲冢周书》中有“濮人以丹砂”向周成王(姬诵,约公元前11世纪)进贡的记载。

天然汞是地表氧化带硫化汞矿物经长时间自然氧化的产物,大多顺岩石裂隙中流失。据〔南宋〕周去非《岭外代答·金石门》载,广西右江大秀圩“有一丹穴,……穴中有一石壁,人先凿窍,方二三寸许,以一药涂之,有顷,真汞自然滴出,每取不过半两许”。古人所用的水银首先可能来自天然汞。

但在一些古笈中,常有帝王墓穴中灌注大量水银的记载。如春秋早期,齐桓公(死于公元前642年)葬于临淄城南,“晋永嘉人发之,初得版,次得水银池”{〔唐〕魏王李泰《括地志(下)》};吴王阖闾(公元前495年死),葬“……虎丘,冢池四周,水深丈余;槨三重,倾水银为池,池广六十步”(〔东汉〕赵哗《吴越春秋》)。秦代葬始皇于郦山,墓穴内“以水银为百川江河大海,机相灌输,上具天文,下具地理”(司马迁《史记·秦始皇本纪》)。在先秦时期和秦代,墓穴中用这么多水银,还有鎏金器生产用水银,若来自凿穴取天然汞是不可能有许多的。而这些墓穴中注入有水银和鎏金器的大量出土都是无疑的。这只能是在我国春秋(公元前770~前476年)初期或更早就发明了丹砂炼汞技术,而生产了较多的水银。由此推晓,我国丹砂升炼汞技术的发明应在公元前10世纪前后,已知文献的记载约比它晚800~1000年。

据已知文献,管于公元1世纪的《神农本草经》虽记载了“水银……杀金银……熔化还复为丹”的可逆化学反应,然丹砂升炼汞技术的详细记载则出自东汉末年孤刚子的《五金粉图诀》。该法是从非密封“低温氧化焙烧法”改进而来的密封“下火上凝法”。即用两只质或土质釜,上下相扣并用盐泥固封,当下釜中的丹砂经炭火加热后,升飞的汞即冷凝于上釜的内壁上。而早期发明的在空气中进行低温氧化焙烧的炼汞方法,可能早已散佚,现今仅见于〔唐〕《黄帝九鼎神丹经诀》中有简短描述。

至于金汞齐应用的最早记载也出自狐刚子,在他的《出金矿图录》中除记述了用砂金和脉金经冶炼后打成“薄(箔)、泥涂饰物(贴金、描金和鎏金)”外,还记述了用汞齐法制造药用金粉的方法。

狐刚子制造金粉的方法有二:一是加钟乳石研磨法,二是汞齐法。汞齐法被后世炼丹家和药学家奉为经典。该法是将金打成箔,剪细,约取“金一两,配水银六两,加麦饭半盏许,合水。于铁臼中捣千杵,候细好,倾注盆中,以水沙(淘)去石,详审存意,勿令金(汞齐)随石去。以帛两重,绞去半(液)汞。取残汞泥置瓷器(乳缽)中,以白盐末步少渐著,研令碎,著盐可至一盏许即止。研讫,筛粗物,更研令细,匆置土釜中,覆荐(盖)以盐末,飞之(蒸馏)半日许,飞去汞讫,沙(水洗)去盐,即自然成粉”。此法后来略有改进,并在〔隋〕苏元朗《太清石壁记》、〔唐〕《灵宝还魂丹法》、〔宋〕《诸家神品丹法》和〔明〕李时珍《本草纲目》中都有记载。

〔唐〕苏敬等《新修草本》中的“制银屑法”,显然也是继承狐刚子的汞齐法。他说:“方(医)家用银屑,当取见(现)成银箔,以水银消之为泥,合硝石及盐,研为粉。烧去水银,淘去盐石,为粉极细”。

从上可知,狐刚子的汞齐一直沿用到明末。此后由于医药学家忌服金、银粉,这一方法才从中医药书笈中消失。

鎏金术也是应用金汞齐的一种技术,大约起始于春秋末期至战国初期。它是在贴金和描金工艺的基础上发展起来的,是我国先秦时期金属加工工艺的一项重大发明,也为混汞提金术积累了经验。

我国鎏金术的发明应早于春秋中晚期。已出上的鎏金器最早属春秋末期也多有称战国中期和战国中晚期或稍早的。至汉代,鎏金器的制造已很兴盛,出土文物几乎遍及全国。仅河北定县汉代中山穆王刘畅墓中就出土鎏金器物五百余件。在湖北、河南、湖南、山西、安徽、浙江等省出土的众多先秦鎏金器中,如山西长治分水岭战国墓的鎏金车马饰、河南信阳长台关楚墓的鎏金带钩等,经现代光谱定性分析和电子探针测定,确认为鎏金制品。而信阳长台关楚墓的鎏金铜削、长沙楚墓的鎏金青铜带钩和襄阳蔡坡4号楚墓的鎏金器樽,因金层脱落,有人认为可能是贴金器。鎏金术的文献记载,已知最早出自〔晋〕葛洪(公元283~363年)的《神仙金汋经》即用“上(等)黄金二两,水镊十二两。取金鑢(打磨)作屑,投水银中令和合。恐鑢屑难煅〔断〕铁质,煅(锻)金成薄如绢,铰翦之,令如韭菜许,以投水银中。此是世(民)间以涂杖(杖子即赤铜的隐语)法。金得水银须臾皆化为泥,其金(汞齐)白,不复黄也”。他的记载说明民间早用此法鎏金,它比鎏金术的发明时间至少晚700年。

鎏金术和汞齐法生产金粉,与混汞提金术其实质是相同的。虽在先秦和秦汉时代水银的产量还很少,那时能用那么多水银注入墓穴中和用来生产鎏金器、金粉(丹药),因它是帝王和权贵们受用的。尚不可能用较多的水银来进行混汞生产金。虽如此,但先民们总会有人运用这一技术生产金。故可以推断:混汞法在中国的最早使用应该在鎏金术发明的同一时期或稍晚。1987年从战国早期曾侯乙墓(约葬于公元前433年)出上的“郢爰”金币,经武汉大学分析测验中心检测的两块中,有一块含汞7.3%,另一块不含汞。且墓穴中也没有汞。这块金币的金有可能为春秋时期用混汞法生产的少量金之一。混汞所产汞金中,汞的沸点比金低很多,是较易蒸馏除去的。但由于金、汞互为固熔体,即使采用现代蒸馏技术,产出的海绵金中残汞量常高达1%~18%,再经熔炼铸锭,金锭中残汞量仍在0.01%~0.1%以上,个别超过2%。在古代简陋的技术条件下,汞金蒸馏后的残汞量当会更高。当然也不能排除该块金币是用鎏金器生产时剩余的汞齐铸造的。这都有待进一步考证。

炼丹术作为化学实验的先躯,在众多丹经著作中记录了不少金银冶金技术,但已见文献尚未发现混汞提金术早期应用的确切记载。尽管先民们和方士们早就知道金能溶于水银而生成汞齐,并能用淘洗的方法除去杂质矿物而获得纯的金汞齐和升飞除汞,但混汞法能较广泛地用于黄金生产,只有在能采用密闭升华炼汞技术,从丹砂中升炼更多的汞以后才有可能。

混汞法这一回收黄金的古老方法,在近代冶金中,从某种程度上来说,虽已被氰化法和浮选法所代替,但从回收解离的单体自然金(特别是粗粒金),仍有它独到之处,故至今仍为国内外回收黄金的重要方法之一。在通常情况下,用混汞法处理适于混汞的脉金矿石,金的回收率约为60%~80%,尾矿中含金仍很高。为此,除砂矿床外,现代混汞法很少成为单独作业,它往往与其他方法组成联合流程,以提高金的回收率。故在多数情况下,混汞法只作为脉金矿山的一种辅助方法。实践证明,在脉金矿选金流程中运用混汞法优先提取部分金(最主要的是粗粒金),能大大降低金在尾矿中的损失。

由于金在脉金矿石中多呈单体自然金和银-金矿产出,仅少数以化合物的形式存在,故混汞法用于处理各类含金矿石都可以回收其中部分金。在我国,混泵法长期以来就作为砂金矿山的重要提金手段,在脉金矿山则多用于磨矿循环中和从重选精矿中回收部分金。

混汞法通常分为内混汞和外混汞两类。前者主要是向捣矿机和磨矿机等碎矿设备中加汞,在碎矿的同时进行混汞作业。后者是在碎矿设备以外的设备中进行混汞。

向混汞作业中通电,将电路的阴极连接于汞表面,它能降低汞的表面张力,活化汞的性能,强化汞对金的润湿能力。故电混汞法已应用于国外工业生产中。

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