六千多年前可以生产黄铜吗

    铜合金是人类最早认识并使用的金属合金材料，成分不同可分为青铜、黄铜、白铜等。其中黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳、阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等，另外，黄铜敲起来声音独特，东方的锣、钹、铃、号等乐器，还有西方的铜管乐器都是用黄铜制作的。因此，黄铜成为当今使用最广泛的一种铜合金。

    根据文献记载，黄铜从明代嘉靖年间开始代替了青铜，成为铸造钱币的主要材料，这是我国铸币史上一个划时代的转折，也表明到明朝中叶铜锌合金技术才发展成熟。为什么黄铜的优点这么多，但是这么晚才被广泛利用呢？

    原来，黄铜是铜和锌的合金，铜的冶炼早在三四千年前的青铜时代便被古人掌握，而金属锌的冶炼并不是一件容易的事。氧化锌在950℃~1000℃的高温时才能较快地被还原成金属锌，而液态锌在906℃时已经沸腾，所以还原得到的金属锌以蒸气状存在。在冷却时反应逆转，蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌，因此要得到金属锌必须有特殊的冷凝装置。这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因，也是黄铜铸币出现较晚的原因之一。

    但是，在距今五六千年的几处黄河流域新石器时代遗址中，考古学家发现了中国最早的黄铜器，这些也是目前中国发现最早的人工冶炼金属。比如，陕西临潼姜寨仰韶文化遗址发现了一块半圆形黄铜片和一块黄铜管状物，距今6700~6000年；陕西渭南北刘仰韶文化晚期遗址发现长条形铜笄，为黄铜热锻组织，含锌30%左右，距今5000年左右；山东胶县三里河遗址发现龙山文化时期的黄铜锥，距今4300~3800年；山西绛县周家庄遗址发现了龙山文化时期的铜镍锌三元合金铜片，距今4300～3800多年。

    这一系列的惊人发现使我们不禁要问，新石器时代的古人就已经掌握黄铜生产技术了吗？

    有学者利用孔雀石和菱锌矿混合，进行模拟实验，最终得到锌含量20%以上的黄铜产物，这项工作从技术上解释了早期黄铜的产生。但是模拟实验使用的是湖北大冶铜绿山和云南会泽者海菱锌矿，这种铜锌共生矿是否在黄河流域容易获取值得商榷。

    还有学者提供另外一种方案，即先冶炼铜矿石得到红铜，然后再和菱锌矿混合冶炼得到黄铜。然而这不仅在工艺上远比冶炼孔雀石与菱锌矿的混合矿复杂，而且难以解释，何以在发明冶炼红铜后，要选择外观普通的菱锌矿，而不是锡矿石或者具有金属光泽的方铅矿作为冶炼合金的矿料。从孔雀石冶炼红铜，不仅要求保持还原气氛工艺条件，而且要求更高的炉温。在仰韶文化陶器技术条件下，能否试行，需要更深入的研究。

    上述方案都建立在使用两种以上的矿物混合冶炼得到黄铜产物，冶炼过程复杂，技术要求高。在金属冶炼技术刚刚出现的时期，古人如果能掌握如此复杂的冶炼程序，为何在将近两千年的时间里，黄铜生产技术没有发展下去？这是一个值得深思的问题。

    那么有没有一种矿物直接可以被冶炼成黄铜呢？有学者提出了早期黄铜很可能是采用锌孔雀石一类矿物冶炼而成，这种矿物颜色翠绿，具针状或纤维状结晶，十分有特色，易引起古人关注，它的铜锌比例在2∶3~1∶2的范围，理论上可以冶炼出锌含量在20%以上的黄铜。但这需要未来用实验证实。

    早期黄铜器是我国人工冶炼金属最早的例证，在人类发展史上具有重要的意义。但是，我们也要充分认识到早期铜器极有可能是古人在生产生活过程中偶然得到的，新石器时代的古人并没有充分掌握黄铜合金的冶炼方法。