炼铜和铸铜
把带绿斑的矿石和木炭一起焙烧,烧到闪亮的金属珠子冒出来,再把熔化的铜浇进泥模里。
铜是人类从石头里炼出来的第一种金属,那是大约七千年前的事——现在轮到你重演这一刻了。铜在 1084°C 熔化,你的炉子够得着这个温度。诀窍不只在于热:木炭在缺氧的火里烧,会生出一种"饿"得很的气体,把矿石身上的氧夺走,只留下光溜溜的金属。炼一炉要花上整整一个长日;这一周的功夫,用来备料、熔炼,再浇出你的第一件铜器。
你需要
- 绿色的铜矿石(孔雀石),敲碎到豌豆大小——满满一筐,好几公斤。矿越富,出的金属越多。
- 木炭——要很多。按矿石重量的四到五倍来准备,熔炼很吃燃料。
- 你的炼炉,彻底晾干、试烧过,配上风箱和一根备用风嘴。
- 一只坩埚——拳头大的厚壁泥杯,在窑里烧得硬邦邦——再加一两个泥模,刻好或压好你想要的形状(斧头坯也好,铜条也好)。要提前好几天做出来,干透。
- 一把长长的青木火钳——两根新砍的、有弹性的树枝,一头绑在一起——用来夹坩埚。青木只会慢慢烧焦,不会一下子着起来。
- 一个帮手,跟你轮流拉风箱。
- 一桶水和一堆沙放在手边——是留给你自己和窜出来的小火用的,绝不能碰金属。
- 一个晴天,露天干活。绝不要在封闭的屋子里熔炼。
步骤
- 备矿:把矿石放在平石头上敲成豌豆大的碎块,把普通的石头挑出去。然后焙烧——摊在明火上烧一两个小时。焙烧把水分和气体赶跑;孔雀石会从绿色变成黑色,那就是氧化铜,可以下炉了。
- 预热炉子:往炉膛里填满木炭,从风嘴孔或炉顶点着,把前面的炉门堵上,轻轻鼓风一个小时左右,直到整根炭柱都烧得通红。
- 从炉顶一层一层地加料:一杯焙烧过的矿石,再一两杯木炭,如此往复。炉子要一直添满——料面绝不能落到一半以下。
- 稳稳地鼓风 2–4 小时。平稳均匀的节奏,胜过一阵猛拉猛推。胳膊撑不住之前就跟帮手换班;火可不等人。
- 看火色:从侧面快速瞄一眼风嘴孔,里面该是白里透黄的亮光。炉顶的火苗里若飘过一丝丝绿色——那是铜自己的颜色,好兆头。
- 让最后一批料烧透,然后打开前面的炉门,把里面的东西全耙到干燥的地面上:灰、烧红的木炭,还有炉渣——炉渣就是熔化了的石头废料,黑黑的,玻璃一样发亮。铜就窝在最底下,一颗颗珠子和小疙瘩,刮开一道就露出红色。
- 让这些东西在空气里凉透,再把炉渣敲碎,把每一颗铜珠都挑出来。一筐矿石能炼出拳头大的一把铜,头一炉能这样,就是实打实的成功。
- 浇铸:把铜珠堆进坩埚,放进还在发红的炉膛里,或放到用风箱吹旺的炭火上。等金属完全化开——表面亮得像镜子、像水一样微微发颤——就用火钳夹稳坩埚,一口气平稳地浇进干透的模子里。中途绝不能停。
- 耐心等。铸件几分钟后看着就暗下去了,可一个小时甚至更久,还烫得能把皮肤烧伤。让它在空气里彻底凉透,再敲开模子取出来,好好端详你的第一件金属物。
小心
- 一氧化碳。 炉子会呼出一种看不见、闻不着的毒气——正是下面"原理"里讲的、把你的金属解放出来的那种气。只能在露天干活,永远如此;人站上风口,加料的时候千万别趴在炉顶上吸那股烟气。加料就是最危险的那一下,因为它把你的脸凑到了炉子出气的地方:矿石倒进去,头马上退回来。在炉边觉得头疼、发晕,或者莫名其妙地发木,就是空气不对了——立刻走到干净空气里去,头没有彻底清醒之前别回来。这东西不像下面说的砷,它连个警示的气味都没有,你的鼻子永远不会告诉你它在。
- 水碰上熔化的金属会爆炸。 模子或坩埚只要有点潮,里头的水分会瞬间变成蒸汽,把液态铜溅得到处都是。多少炼铜人的手艺,就断送在这种伤上。模子要晾上好几天,浇铸前放在火边烘热,绝不在湿地上浇。
- 火里冒出大蒜味,就是砷——有些铜矿带着它,它的烟是毒。任何时候都站在上风口;大蒜味要是很浓,这批矿就别要了,另找干净的矿源。
- 只炼你在绿色矿斑底下找到的矿。 又重又亮的灰色矿石,可能是方铅矿——铅——它的烟毒人,又慢又无声无息。先炼铜,永远在露天,永远站在烟囱的上风口。
- 风箱一停,这炉就废了。 炉子一凉,所有东西都冻成一团半熔的烂摊子。从第一批料到最后一批,风不能断。
- 不发红了也照样烫。 炉渣、工具、铸件——先把手背悬在东西上方探一探热气,再决定碰不碰。拿不准,就让时间替你降温。
- 别盯着风嘴里的亮光看。 那光亮得能把眼睛看疼。只许从侧面快速瞄一眼。
原理
在炭堆深处,火烧得缺氧,就生成一氧化碳——这种气体对氧"饿"到什么程度呢?能直接从焙烧过的矿石身上把氧抢走。氧化铜丢了氧,就变回铜;剩下的石头熔成炉渣,流到一边去。金属比炉渣重,重力自会把宝贝沉到炉底,你只管把它耙出来。
炉子呼出来的气之所以是毒,也正是因为这同一股"饿"劲——这两件事其实是一件事,值得看清楚。你的血,一辈子的活儿就是运氧;一氧化碳会把那些座位一个个占掉,占了就不撒手。于是,那股能这么起劲地剥走矿石身上的氧的气,也会同样起劲地剥走你的——悄没声息,不出味不出气,而你只觉得有点累。奇观和警告,是同一股气。站上风口。