簡介
所謂膽銅法又稱濕法煉銅,就是把鐵放在膽礬(硫酸銅)溶液里,人們把這種溶液稱為膽水,以膽礬中的銅離子被金屬鐵所置換而成為單質銅沉積下來的一種產銅方法。有關膽水取銅的最早描述見於西漢成書的《淮南萬畢術》,其中就有“曾青得鐵則化為銅”的話,曾青又名空青、白青、石膽和膽礬等,指天然硫酸銅或其他可溶性銅礦物。這說明我國在西漢時期已觀察到並記載了“曾青化鐵為銅”的現象。到了宋代,我國已把膽銅法套用於生產上,並使之成為大量生產銅的主要方法之一了。
相關化學方程式：Fe+CuSO═FeSO+Cu 等
生產過程
膽銅的生產過程包括兩個方面:一是浸銅,二是收取沉積的銅。具體做法有三種:一種是在膽水產地就近隨地形高低,挖掘溝槽,用茅席鋪底,把生鐵擊碎,排砌在溝槽里,把膽水引入溝槽浸泡,分節用木板閘斷,看上去呈階梯狀。利用銅和鐵顏色不一,浸泡後待顏色改變,說明膽水中的銅離子已被鐵置換,把浸泡過的水放走,取出茅席,收取沉積在茅席上的銅。再引入新的膽水,周而復始地進行生產。第二種作法見於《宋史·食貨志》的記載:“以生鐵鍛成薄片,排置膽水槽中,浸漬數日,鐵片乃為膽水所薄,上生赤煤,取括赤煤入爐,三煉成銅。大率用鐵二斤四兩,得銅一斤。饒州興利場、信州鉛山場各有歲額,所謂膽銅也”。第三種是煎熬法,把膽水引入用鐵做的容器里煎熬。煎熬一定時間,就在鐵容器上得到銅。煎熬法的長處在於加強和煎熬過程中膽水由稀變濃,都可加速鐵和膽水中銅的置換反應,但這種方法需用燃料和專人操作,成本高,工多而利少。這種方法的套用不如前兩種普遍。在膽銅的生產中,浸銅時間隨膽水濃度不同而有長有短。要浸得一定數量的銅,膽水越濃,含銅離子越多,浸銅時間可短些;膽水稀,含銅離子少,浸銅時間就要長一些。在我國的宋代,已經把水法煉銅的膽銅法發展成為一套比較完善的工藝了。
優點
膽銅法有很多優點,它可以就地取材,在膽水多的地方設定銅場,設備比較簡單,成本低,操作容易,只要把鐵薄片和碎塊放入膽水槽中,浸漬幾天,就能得到金屬銅的粉末。和火法煉銅相比,它可以在常溫下提取銅,既節省大量燃料,又不必使用鼓風、熔煉等設備。還有一個優點,那就是貧礦和富礦都能套用。在北宋末年,我們的祖先還把膽銅法進一步發展為以膽土為原料的淋銅法,膽土是指品位較低的硫化銅礦與泥土的混合物,經過雨水浸漬後形成膽水。開始時用水煎膽土,溶出膽水浸銅,名為煎銅。後來發展為有意識地開採貧礦,堆積起來,改水煎為水淋,從而形成大規模的淋銅生產。具體操作是先取膽土(採礦),土質堅而黃,固知其中含銗(硫化銅),用車搬運堆積於淋銅盆槽處;盆槽即所謂抄盆,是用陶甓築成,用竹籠過濾,注水淋之,下漬之銗液即膽水,然後將鈱葉即鐵片鋪置其中,即可浸出銅來。
產生
在歐洲,水法煉銅出現比較晚,17世紀後期,西班牙的里奧廷托銅礦最早採用水法取銅,並於1752年創造了與淋銅法相似的堆積收銅法。膽銅法是中國對世界冶金技術的一項偉大貢獻,在冶金史上、化學發展史上都占有重要的地位。
