从蒸馏罐看湖南桂阳桐木岭遗址炼锌技术.docx

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从蒸馏罐看湖南桂阳桐木岭遗址炼锌技术

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摘要：本文通过对蒸馏罐和炉渣的显微组织和化学成分的分析，结合考古发现和文献记载，详细复原桐木岭清代炼锌遗址的炼锌技术。分析发现，桐木岭蒸馏罐各个部位设计合理，冶炼罐可以重复使用；该遗址主要使用含铅的硫化锌矿，焙烧不彻底，也使用可以直接冶炼的氧化锌矿；蒸馏罐在炼锌炉中摆放规范，冶炼和冷凝温度控制较好.技术效率较高。该研究对更好地认识中国古代炼锌技术具有重要的意义。

关键词：炼锌；蒸馏罐；硫化锌矿；焙烧；蒸馏

锌是古代最重要的金属之一，由于沸点低（907℃），在冶炼时易挥发，需要使用蒸馏罐进行蒸馏法冶炼，工艺复杂。中国是世界上最早掌握炼锌技术的国家之一。明清时期锌称作“倭铅”、“白铅”，主要用于铸造黄铜钱币，也有少量锌出口，在国家经济活动中占据十分重要的地位。长期以来，由于缺乏炼锌考古的实物资料，极大地限制了我国古代炼锌技术史的研究。2001年以来，考古工作者在重庆丰都、石柱、忠县和酉阳调查、发掘了30余处明清炼锌遗址，在广西罗城、环江调查了5处清代炼锌遗址，并对部分遗址的冶炼遗物进行了科技分析，把炼锌史研究从文献和传统工艺调查推进到田野冶金考古的新阶段。

2015年下半年以來.湖南省文物考古研究所联合多家单位对桂阳炼锌遗址进行调查，共发现14处清代炼锌遗址.并对其中的桐木岭遗址进行主动性发掘.发现了国内迄今保存最为完整的清代炼锌作坊，及焙烧炉、炼锌炉、蒸馏罐、矿石、炉渣等一系列炼锌的遗迹遗物，是开展炼锌史研究不可多得的一批考古材料。桂阳是清代湖南重要的铸币原料产地，炼锌业繁盛于清乾隆年间，晚清传到北边的常宁水口山地区，并设有松柏等土法炼锌厂，相关史料记载十分丰富。

本文将通过对桐木岭蒸馏罐的各个部位和内部炉渣的显微组织观察和化学成分分析.重点考察桐木岭出土蒸馏罐的生产和使用情况，并结合文献记载，深入探讨桐木岭的炼锌技术。选取桐木岭遗址的13个冶炼罐、5个冷凝器和9个炉渣样品，与双霞岭遗址采集的1个冷凝兜样品，进行制样和分析，实验方法如下：用环氧树脂镶嵌，经过多道磨抛，用德国LeicaDM6000M金相显微镜观察：再用清华大学摩擦学国家重点实验室的荷兰FEIQuanta200FEG环境扫描电子显微镜及美国EDAXGenesis能谱仪（下文简称“扫描电镜”）进行显微组织观察和化学成分分析，所用加速电压15kV，工作距离11～12mm。在背散射模式下拍摄显微组织照片。在100倍下，对每个样品做3处面扫描，所得的平均成分作为其整体成分。用北京北达燕园微构分析测试中心的日本理学D/max-rBX射线衍射仪（下文简称“XRD”）对部分样品的矿物组成进行了分析。

一、罐的生产

桐木岭的蒸馏罐结构复杂，主体为冶炼罐，是冶炼锌矿石的反应区，上部加冷凝器、冷凝兜和冷凝盖，是冷凝锌蒸汽的冷凝区（图一）。蒸馏罐不同部位的形制、材质和制作工艺都对炼锌技术起着至关重要的作用，影响生产效率。

冶炼罐呈圆筒形，敛口、卷沿、圆唇、微鼓腹、平底，口径4～6厘米，底径6～8厘米，最大腹径8～9厘米，高度约32厘米。罐壁从底部到口部逐渐减薄，底部最厚，口部可薄至2毫米。冶炼罐含67～70%的Si02、19～23%的A1203、4～6%的FeO、约2%的K20和1%的Ti02及不到1%的其它氧化物（表一）。从较高的A1203含量及较低的熔剂组分含量来看，它们由较为耐火的粘土制成。冶炼罐中存在大量细小的石英颗粒，尺寸从20～50微米到100微米，周围部分熔入陶瓷基体，其中较大的石英颗粒内部存在裂纹（图四）。这些石英颗粒较为细小，应该不是有意掺入，而是来自于粘土本身，经过了粉碎、淘洗等处理。

桐木岭出土了少量未使用的冶炼罐，有的较为完整，如冶炼罐16GTF1：7（图二），口部局部残缺。从罐壁内外表面和罐底内侧明显的螺旋状纹理，判断冶炼罐为轮制而成。它们呈黄褐色和棕褐色，质地坚硬，可见用于冶炼前曾在氧化气氛下经过高温烧成。扫描电镜观察发现，它们的陶瓷基体呈充分到连续的玻璃化结构（图四），由此可推断曾在1100～1200℃的高温下烧成。

桐木岭和桂阳其它炼锌遗址均未发现制作冶炼罐的遗迹遗物。2016年12月在桂阳飞仙镇塘落虎村发现了一处生产日用陶器和冶炼罐的制陶作坊遗址，所出土冶炼罐与桐木岭大部分冶炼罐类似。塘落虎的冶炼罐为轮制而成，在长条形的陶窑里烧成。桐木岭使用的大量冶炼罐也是在类似塘落虎的制陶作坊生产，再运到炼锌作坊的。

冶炼罐的口沿上加有喇叭形的冷凝器，大部分使用过的冶炼罐上部所加冷凝器已残缺，只有少量完整的保留下来。桐木岭出土了两件较完整的冷凝器，一件（16GTL1：43）高15.2厘米，上部口径11.3厘米，外壁可见手工捏制痕迹，内壁有较多白色物质附着；另一件