周文麗 羅勝?gòu)?qiáng) 莫林恒 陳建立

摘要：本文通過(guò)對(duì)蒸餾罐和爐渣的顯微組織和化學(xué)成分的分析，結(jié)合考古發(fā)現(xiàn)和文獻(xiàn)記載，詳細(xì)復(fù)原桐木嶺清代煉鋅遺址的煉鋅技術(shù)。分析發(fā)現(xiàn)，桐木嶺蒸餾罐各個(gè)部位設(shè)計(jì)合理，冶煉罐可以重復(fù)使用；該遺址主要使用含鉛的硫化鋅礦，焙燒不徹底，也使用可以直接冶煉的氧化鋅礦；蒸餾罐在煉鋅爐中擺放規(guī)范，冶煉和冷凝溫度控制較好.技術(shù)效率較高。該研究對(duì)更好地認(rèn)識(shí)中國(guó)古代煉鋅技術(shù)具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：煉鋅；蒸餾罐；硫化鋅礦；焙燒；蒸餾

鋅是古代最重要的金屬之一，由于沸點(diǎn)低（907℃），在冶煉時(shí)易揮發(fā)，需要使用蒸餾罐進(jìn)行蒸餾法冶煉，工藝復(fù)雜。中國(guó)是世界上最早掌握煉鋅技術(shù)的國(guó)家之一。明清時(shí)期鋅稱(chēng)作“倭鉛”、“白鉛”，主要用于鑄造黃銅錢(qián)幣，也有少量鋅出口，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中占據(jù)十分重要的地位。長(zhǎng)期以來(lái)，由于缺乏煉鋅考古的實(shí)物資料，極大地限制了我國(guó)古代煉鋅技術(shù)史的研究。2001年以來(lái)，考古工作者在重慶豐都、石柱、忠縣和酉陽(yáng)調(diào)查、發(fā)掘了30余處明清煉鋅遺址，在廣西羅城、環(huán)江調(diào)查了5處清代煉鋅遺址，并對(duì)部分遺址的冶煉遺物進(jìn)行了科技分析，把煉鋅史研究從文獻(xiàn)和傳統(tǒng)工藝調(diào)查推進(jìn)到田野冶金考古的新階段。

2015年下半年以來(lái).湖南省文物考古研究所聯(lián)合多家單位對(duì)桂陽(yáng)煉鋅遺址進(jìn)行調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)14處清代煉鋅遺址.并對(duì)其中的桐木嶺遺址進(jìn)行主動(dòng)性發(fā)掘.發(fā)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)迄今保存最為完整的清代煉鋅作坊，及焙燒爐、煉鋅爐、蒸餾罐、礦石、爐渣等一系列煉鋅的遺跡遺物，是開(kāi)展煉鋅史研究不可多得的一批考古材料。桂陽(yáng)是清代湖南重要的鑄幣原料產(chǎn)地，煉鋅業(yè)繁盛于清乾隆年間，晚清傳到北邊的常寧水口山地區(qū)，并設(shè)有松柏等土法煉鋅廠，相關(guān)史料記載十分豐富。

本文將通過(guò)對(duì)桐木嶺蒸餾罐的各個(gè)部位和內(nèi)部爐渣的顯微組織觀察和化學(xué)成分分析.重點(diǎn)考察桐木嶺出土蒸餾罐的生產(chǎn)和使用情況，并結(jié)合文獻(xiàn)記載，深入探討桐木嶺的煉鋅技術(shù)。選取桐木嶺遺址的13個(gè)冶煉罐、5個(gè)冷凝器和9個(gè)爐渣樣品，與雙霞嶺遺址采集的1個(gè)冷凝兜樣品，進(jìn)行制樣和分析，實(shí)驗(yàn)方法如下：用環(huán)氧樹(shù)脂鑲嵌，經(jīng)過(guò)多道磨拋，用德國(guó)Leica DM6000M金相顯微鏡觀察：再用清華大學(xué)摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的荷蘭FEI Quanta 200 FEG環(huán)境掃描電子顯微鏡及美國(guó)EDAX Genesis能譜儀（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“掃描電鏡”）進(jìn)行顯微組織觀察和化學(xué)成分分析，所用加速電壓15 kV，工作距離11～12mm。在背散射模式下拍攝顯微組織照片。在100倍下，對(duì)每個(gè)樣品做3處面掃描，所得的平均成分作為其整體成分。用北京北達(dá)燕園微構(gòu)分析測(cè)試中心的日本理學(xué)D/max-rB X射線衍射儀（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“XRD”）對(duì)部分樣品的礦物組成進(jìn)行了分析。

一、罐的生產(chǎn)

桐木嶺的蒸餾罐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主體為冶煉罐，是冶煉鋅礦石的反應(yīng)區(qū)，上部加冷凝器、冷凝兜和冷凝蓋，是冷凝鋅蒸汽的冷凝區(qū)（圖一）。蒸餾罐不同部位的形制、材質(zhì)和制作工藝都對(duì)煉鋅技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，影響生產(chǎn)效率。

冶煉罐呈圓筒形，斂口、卷沿、圓唇、微鼓腹、平底，口徑4～6厘米，底徑6～8厘米，最大腹徑8～9厘米，高度約32厘米。罐壁從底部到口部逐漸減薄，底部最厚，口部可薄至2毫米。冶煉罐含67～70%的Si02、19～23%的A1203、4～6%的FeO、約2%的K20和1%的Ti02及不到1%的其它氧化物（表一）。從較高的A1203含量及較低的熔劑組分含量來(lái)看，它們由較為耐火的粘土制成。冶煉罐中存在大量細(xì)小的石英顆粒，尺寸從20～50微米到100微米，周?chē)糠秩廴胩沾苫w，其中較大的石英顆粒內(nèi)部存在裂紋（圖四）。這些石英顆粒較為細(xì)小，應(yīng)該不是有意摻入，而是來(lái)自于粘土本身，經(jīng)過(guò)了粉碎、淘洗等處理。

桐木嶺出土了少量未使用的冶煉罐，有的較為完整，如冶煉罐16GTF1：7（圖二），口部局部殘缺。從罐壁內(nèi)外表面和罐底內(nèi)側(cè)明顯的螺旋狀紋理，判斷冶煉罐為輪制而成。它們呈黃褐色和棕褐色，質(zhì)地堅(jiān)硬，可見(jiàn)用于冶煉前曾在氧化氣氛下經(jīng)過(guò)高溫?zé)?。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，它們的陶瓷基體呈充分到連續(xù)的玻璃化結(jié)構(gòu)（圖四），由此可推斷曾在1100～1200℃的高溫下燒成。

桐木嶺和桂陽(yáng)其它煉鋅遺址均未發(fā)現(xiàn)制作冶煉罐的遺跡遺物。2016年12月在桂陽(yáng)飛仙鎮(zhèn)塘落虎村發(fā)現(xiàn)了一處生產(chǎn)日用陶器和冶煉罐的制陶作坊遺址，所出土冶煉罐與桐木嶺大部分冶煉罐類(lèi)似。塘落虎的冶煉罐為輪制而成，在長(zhǎng)條形的陶窯里燒成。桐木嶺使用的大量冶煉罐也是在類(lèi)似塘落虎的制陶作坊生產(chǎn)，再運(yùn)到煉鋅作坊的。

冶煉罐的口沿上加有喇叭形的冷凝器，大部分使用過(guò)的冶煉罐上部所加冷凝器已殘缺，只有少量完整的保留下來(lái)。桐木嶺出土了兩件較完整的冷凝器，一件（16GTL1：43）高15.2厘米，上部口徑11.3厘米，外壁可見(jiàn)手工捏制痕跡，內(nèi)壁有較多白色物質(zhì)附著；另一件（16GTL1：44）高14.4厘米，上部口徑12厘米，與冶煉罐口部接合在一起，外部敷泥（圖六），冷凝器內(nèi)壁有白色物質(zhì)附著，內(nèi)部有一塊粗鋅塊（16GTL1：45）。冷凝器也使用了較為耐火的粘土制成，但是含有較高的FeO和很高的ZnO（21-35%）（表一）。冷凝器燒結(jié)嚴(yán)重，存在大量的大小不一的孔洞，玻璃態(tài)中存在很多富鋅相，主要為硅酸鋅（zn2SiO4）和鋅尖晶石（zn2Al04）（圖七和圖八）。這說(shuō)明冷凝器容易與鋅蒸汽反應(yīng)，不能耐受鋅蒸汽的侵蝕，由此推測(cè)它們?cè)谑褂们拔唇?jīng)過(guò)高溫?zé)?。從冷凝器的喇叭形及手捏的痕跡，可以推測(cè)它們是在煉鋅作坊現(xiàn)場(chǎng)制作，直接加在冶煉罐口沿上部，制作比較粗糙；由于冷凝器的需要量大，也可能為模制法成型。

桐木嶺僅出土一件較為完整的冷凝兜（16GTF2：25），淺灰黑色，泥質(zhì)，呈扁圓形，下部?jī)?nèi)凹，直徑為4～4.6厘米、厚1.2厘米，應(yīng)該曾放置在冶煉罐口沿內(nèi)部，邊緣部位有一長(zhǎng)2.2、寬0.6厘米的缺口（圖九）。因樣品珍貴，本次未對(duì)該冷凝兜做檢測(cè)分析。2015年9月陳建立等在雙霞嶺遺址調(diào)查，曾采集了一件冷凝兜殘塊（圖一〇），一側(cè)有少量缺失，一側(cè)似存在缺口。該樣品有較低的A1203和Si02含量，較高的FeO（38.3%）、PbO（12.1%）、ZnO（11.4%）和S03（3.2%）（表一）。該冷凝兜為泥質(zhì)，夾雜有大量細(xì)小的煤炭碎屑，推測(cè)是用煤粉和泥捏制而成；冷凝兜中還存在一些硫酸鉛顆粒（圖一一），原因不明。雙霞嶺冷凝兜應(yīng)該是用煤粉和泥捏制而成.在冶煉罐加好冷凝器、裝好爐料后，直接加在冶煉罐的口沿部位，并在一側(cè)留有缺口以供鋅蒸汽上升到冷凝器內(nèi)。桐木嶺冷凝兜是否使用了類(lèi)似的材質(zhì)，有待進(jìn)一步研究。

桐木嶺出土的冷凝蓋均為鐵質(zhì)（16GTF4：10、16GTLX2：10），圓形，邊緣一側(cè)有一缺口，直徑11～12厘米，厚0.1～0.15厘米，銹蝕嚴(yán)重，上表面附著黃泥，下表面有白色附著物（圖一二）。類(lèi)似的鐵蓋在重慶和廣西的煉鋅遺址也有發(fā)現(xiàn)。

二、罐的使用

桐木嶺使用過(guò)的冶煉罐一般表面有少量燒結(jié)物，口沿部分殘留有部分冷凝器（圖三）。冶煉罐外部通體糊泥，這樣可將小的裂縫蓋住。有的冶煉罐底部破裂，罐底外側(cè)有一層糊泥（圖一三）；有的冶煉罐的口沿套接另一口沿，這可能是由于冶煉罐口沿局部破損，為了能夠繼續(xù)使用它們，故從廢棄的冶煉罐上選取口沿部位套接上去，并用泥封固（圖一四）。通過(guò)糊泥、口沿套接等方法修補(bǔ)后，冶煉罐可以重復(fù)使用。另外，有的冶煉罐外表面粘有燃燒后的煤餅和煤塊，說(shuō)明煉鋅所用燃料為煤餅和煤塊。

使用過(guò)的冶煉罐與未使用過(guò)的冶煉罐類(lèi)似，存在大量的細(xì)小的石英顆粒和燒結(jié)孔洞，說(shuō)明它們經(jīng)歷的冶煉溫度類(lèi)似于燒成溫度，約為1200℃；而部分底部樣品的孔洞較大，孔洞沿著罐壁有拉長(zhǎng)的現(xiàn)象（圖五），說(shuō)明冶煉溫度高于其燒成溫度，略高于1200℃。使用過(guò)的冶煉罐含有平均1.1%的ZnO，說(shuō)明它們燒結(jié)致密的結(jié)構(gòu)可以有效地抵抗?fàn)t渣和鋅蒸汽的侵蝕，便于重復(fù)使用。

使用過(guò)的冶煉罐底部多殘留爐渣，呈紅褐色，非玻璃態(tài)，多孔（圖一三）。通過(guò)對(duì)煉鋅渣的分析，可以判斷蒸餾罐的使用情況，即所加的礦石和還原劑及冶煉反應(yīng)等情況。在3個(gè)爐渣中（TML02-7，11，4）發(fā)現(xiàn)了煤炭殘留物，說(shuō)明煉鋅所用的還原劑為煤炭。從化學(xué)成分和顯微組織上看，煉鋅渣可以分為兩類(lèi)：

I類(lèi)渣，包括TML02-3、4、6、7、9和10共6個(gè)樣品，為低鐵，高鉛、鋅和硫渣，含6～13%的FeO，3～16%的PbO、11～15%的ZnO和10～15%的SO3（表二、圖一五和圖一六）。掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)這類(lèi)渣存在較多硫化鋅和富鉛相（圖一七），越靠近罐底的爐渣中富鉛相越多，呈不規(guī)則聚集形狀，通常為三層組織，最中間為金屬鉛，金屬鉛外圍有鉛的氧化物，最外面鉛的硫酸鹽。XRA9分析發(fā)現(xiàn)含有纖鋅礦（ZnS）和鉛礬（PbSO4）。這類(lèi)渣應(yīng)該是冶煉焙燒過(guò)的含鉛的硫化鋅礦產(chǎn)生的爐渣，焙燒過(guò)程中未完全去除硫。硫化鋅礦即閃鋅礦（ZnS），通常含有少量方鉛礦（PbS），需要先焙燒成氧化物才能冶煉。根據(jù)冶金物理化學(xué)原理，在焙燒過(guò)程中，硫化鉛比硫化鋅更易氧化，硫化鋅較難焙燒徹底，最后焙燒產(chǎn)物中存在少量硫化鋅；硫化鋅在冶煉過(guò)程中無(wú)法被還原，同時(shí)還原劑煤炭也含有少量的硫，容易與金屬鋅結(jié)合成硫化鋅，最后爐渣中會(huì)殘留有少量硫化鋅。另外，在冶煉過(guò)程中，氧化鉛比氧化鋅更容易還原，煉鋅需要更強(qiáng)的還原氣氛和過(guò)量的還原劑，因此氧化鉛和氧化鋅全部被還原成金屬，金屬鋅成為蒸汽上升到冷凝器中，而金屬鉛會(huì)留在爐渣中。這類(lèi)渣中存在的氧化鉛和硫酸鉛不是煉鋅的產(chǎn)物，可能是冶煉生成的金屬鉛在埋藏過(guò)程中形成的。

II類(lèi)渣，包括TML02-2、11和12共3個(gè)樣品，為高鐵，低鉛、鋅和硫渣，含約40%的FeO，有較低含量的SO3（1～2%）、PbO（<1%）和ZnO（3～6%）（表二、圖一五和圖一六）。這類(lèi)渣中存在大量的鐵的氧化物，少量的硫化鋅和金屬鐵（圖一八）。另外，TML02-1罐底內(nèi)存在疏松的爐渣團(tuán)塊.易與罐底分離。由于該爐渣團(tuán)塊較疏松，未做電鏡。XRD分析發(fā)現(xiàn)它含有大量石英、方石英、尖晶石，微量赤鐵礦、磁鐵礦、纖鐵礦，也屬于這類(lèi)渣。這類(lèi)渣與豐都廟背后的煉鋅渣成分和物相組成均較為接近（圖一五和圖一六），都是直接冶煉含鐵較高的氧化鋅礦石，如菱鋅礦（znco3）和異極礦{zn4（H2O）[si2O2]（OH）2}，產(chǎn)生的爐渣。

三、從蒸餾罐看桐木嶺煉鋅技術(shù)

《湖南省例成案》記載了清乾隆年間桂陽(yáng)煉鋅爐戶(hù)對(duì)煉鋅的原料、原理、流程、產(chǎn)量等的口頭描述：“小的們燒煉白鉛，砂性堅(jiān)硬，比煉黑鉛費(fèi)煤炭甚多，瓦罐鐵蓋都要錢(qián)買(mǎi)，又要煅砂、搥砂、整罐、裝爐，比黑鉛費(fèi)的人工加倍。到三五日后，爐座燒裂，還要停煉修爐，人工飯食都是白費(fèi)。……白鉛用罐裝砂，每罐一個(gè)如茶杯大，罐口才長(zhǎng)七寸，每罐正好裝砂二三斤，就已塞滿(mǎn)。自早上燒起，直到夜里才得透出氣來(lái)，從旁眼里沖到鐵蓋，復(fù)番跌入土窩，然后揭蓋，忙用鐵匙撇取.每罐不過(guò)撇得二三匙子.其余砂渣都已成灰。每罐不過(guò)出毛鉛二兩五六錢(qián)。每燒罐一百個(gè)，每月約抽稅五十斤?！边@是目前發(fā)現(xiàn)中國(guó)古代最明確的蒸餾法煉鋅的文獻(xiàn)。桐木嶺遺址所采用的煉鋅技術(shù)與該記載十分相符，結(jié)合考古、分析和史料，可以從蒸餾罐、原料、冶煉三方面更全面揭示桐木嶺煉鋅技術(shù)的特征：

1.蒸餾罐

桐木嶺蒸餾罐由冶煉罐、冷凝器、冷凝兜和冷凝蓋四個(gè)部分組成，每個(gè)部位從形制和材質(zhì)上看都較好地滿(mǎn)足了使用性能上的要求，設(shè)計(jì)較為合理。

冶煉罐是在制陶作坊制成后，運(yùn)到煉鋅作坊的，即“要錢(qián)買(mǎi)”。它們?yōu)槠降?、略鼓腹的圓筒形，相對(duì)于豐都冶煉罐（高25～30厘米，腹徑11～16厘米，容積約2升），較為瘦高，壁較薄，且容積較小，只有1升多。桐木嶺遺址煉鋅爐L1旁發(fā)現(xiàn)了一堆煤炭和礦石碎塊，疑似配制好的原料，現(xiàn)場(chǎng)將該原料裝入冶煉罐內(nèi)，可以裝約2斤，與史料中“每罐一個(gè)如茶杯大……正好裝砂二三斤”的記載基本相符。這種相對(duì)瘦高、壁薄的冶煉罐，可以更好控制冶煉罐和冷凝器的溫度梯度，有更好的導(dǎo)熱性，便于熱量的吸收。另外，冶煉罐采用較為耐火的粘土、輪制而成，經(jīng)過(guò)高溫?zé)?，能耐受鋅蒸汽的侵蝕，可以重復(fù)使用，來(lái)降低成本。它們采用了與豐都冶煉罐類(lèi)似的耐火粘土，但未摻入大的石英顆粒，這樣不如豐都冶煉罐那樣有好的強(qiáng)度、韌性和抗熱震性，較容易在使用過(guò)程中破裂。桐木嶺工匠巧妙地通過(guò)糊泥、口沿套接等方法修補(bǔ)蒸餾罐，即史料中的“整罐”，以便重復(fù)使用。

冶煉罐上部所加的冷凝器及口沿內(nèi)部的冷凝兜，均為現(xiàn)場(chǎng)捏制，陰干后使用。冷凝器為喇叭形，相對(duì)直簡(jiǎn)形的豐都冷凝器（高約5厘米），開(kāi)口較大，較高，有利于控制冷凝器的溫度，提高冷凝效率。

冷凝蓋為鐵質(zhì)，也需“要錢(qián)買(mǎi)”，也可以重復(fù)使用。由于鐵有較好的導(dǎo)熱性能，鐵質(zhì)冷凝蓋可以將熱量快速傳到空氣中，保持冷凝區(qū)有合適的溫度，利于鋅蒸汽的冷凝。

2.原料

根據(jù)對(duì)桐木嶺煉鋅渣的分析，蒸餾罐內(nèi)所裝原料為鋅礦石和煤炭。桐木嶺采用的鋅礦石有兩類(lèi)，一類(lèi)為硫化鋅礦，需要先焙燒，一類(lèi)為氧化鋅礦，可以直接冶煉。

多數(shù)蒸餾罐內(nèi)所加鋅礦石是經(jīng)過(guò)焙燒的含少量鉛的硫化鋅礦。采用硫化礦煉鋅需要先焙燒礦石，即“煅砂”。桐木嶺遺址共發(fā)現(xiàn)6條焙燒臺(tái)，每個(gè)焙燒臺(tái)由4或8個(gè)圓形焙燒爐一線排開(kāi)，每個(gè)焙燒爐前開(kāi)有爐門(mén)，爐壁有受熱痕跡，部分爐內(nèi)可見(jiàn)擺放整齊的燃燒后的煤餅堆積；焙燒區(qū)還出土廢棄的鉛鋅礦石，XRD分析發(fā)現(xiàn)其主要含有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、石英等。焙燒過(guò)程中，硫化鋅氧化成氧化鋅（zns+O2=ZnO+SO2），可以起到脫硫的作用，也因熱脹冷縮的原理，利于進(jìn)一步地破碎成顆粒狀。據(jù)松柏土法煉鋅廠的記載，焙燒時(shí)“爐內(nèi)下裝木炭，上鋪煤及鋅砂，疊互約八層，然后封閉爐門(mén)，留氣孔，燃燒約七日，取出捶碎，再如前法烘之，共烘三次，約二十日”。這說(shuō)明焙燒共需三次，每次焙燒后要“槌砂”。桐木嶺遺址發(fā)現(xiàn)一個(gè)鐵錘（BT3：3），應(yīng)該是碎礦工具；煉鋅爐L2旁的坑K11底部有一塊巖石，中間有人工捶擊的凹陷痕跡，應(yīng)該是用于碎礦的石砧。硫化鋅礦的焙燒十分困難，即使經(jīng)過(guò)約二十天的焙燒也無(wú)法完全脫硫，少量的硫最后會(huì)進(jìn)入煉鋅渣中。

少數(shù)蒸餾罐內(nèi)的爐渣與豐都的煉鋅渣相似.使用了含鐵量較高的氧化鋅礦石。這種礦石無(wú)需焙燒，只要進(jìn)行破碎和手選，即可入罐冶煉。桐木嶺遺址煉鋅爐L2旁的一個(gè)坑K11內(nèi)灰色的剝落物中存在大量異極礦和少量菱鋅礦，也說(shuō)明使用了氧化鋅礦。

3.冶煉

冶煉開(kāi)始的第一步就是“裝爐”。桐木嶺遺址的煉鋅爐為長(zhǎng)條形，爐室建在爐床上，爐室由爐柵、側(cè)墻、端墻組成。先在爐柵之間放入煤餅，煤餅之間加入散煤，并在上面加入托墊。將裝好原料的蒸餾罐放置于煉鋅爐的爐柵之上，蒸餾罐之間也加入煤餅碎塊和煤塊，在冷凝蓋周?chē)竽S泥，起到隔熱和控制溫度的作用。從爐柵的長(zhǎng)度和爐柵上放置冶煉罐的痕跡可知，每個(gè)爐柵上可放置3個(gè)蒸餾罐，煉鋅爐通常有40條爐柵，可放置120個(gè)蒸餾罐；有的煉鋅爐分兩節(jié)，每節(jié)放置120個(gè)蒸餾罐，兩節(jié)爐可交替使用。清代桂陽(yáng)煉鋅“每燒罐一百個(gè)，每月約抽稅五十斤”，說(shuō)明政府為了更好地對(duì)桂陽(yáng)煉鋅進(jìn)行抽稅和管理，對(duì)煉鋅爐的規(guī)格進(jìn)行了統(tǒng)一。松柏土法煉鋅廠也使用這樣的雙節(jié)煉鋅爐，“每格置煉罐三，每爐共置百二十雙”。

煉鋅爐點(diǎn)火后，冶煉罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，煤炭不完全氧化形成的一氧化碳，氧化鋅與一氧化碳反應(yīng)生成金屬鋅（ZnO+CO=Zn+CO2），冶煉需要較高的還原氣氛和約1200℃的高溫。冶煉需要一天，“自早上燒起，直到夜里，才得透出氣來(lái)”，還原而成的鋅呈蒸汽，上升到溫度低于900℃的冷凝器中冷凝成液態(tài)鋅，即“從旁眼（即冷凝兜的缺口）里沖到鐵蓋（即冷凝蓋），復(fù)番跌入土窩（即冷凝兜）”。冶煉結(jié)束后，打開(kāi)鐵蓋，“忙用鐵匙撇取，每罐不過(guò)撇得二三匙子”的液態(tài)鋅，精煉后澆鑄成鋅錠。桐木嶺遺址也發(fā)現(xiàn)了鐵勺、精煉灶和精煉鐵鍋。冶煉結(jié)束后，取出蒸餾罐，取出內(nèi)部的爐渣，經(jīng)過(guò)修補(bǔ)后可再次使用。煉鋅爐經(jīng)過(guò)“修爐”，修補(bǔ)或替換爐柵和爐壁，可反復(fù)使用。

桐木嶺冶煉氧化鋅礦石的爐渣中ZnO含量較低（平均3.6%），說(shuō)明有較高的鋅的回收率。而冶煉焙燒過(guò)的硫化鋅礦的爐渣中ZnO含量較高（平均14.6%），這是由于焙燒后的硫化礦還含有少量硫和鉛，硫會(huì)以硫化鋅的形式存在爐渣中，降低鋅的回收率；而鉛部分形成金屬鉛，部分會(huì)進(jìn)入爐渣基體，易造成爐渣玻璃化，不利于鋅蒸汽的逸出。這類(lèi)爐渣需要在蒸餾罐未冷卻時(shí)，即將內(nèi)部的爐渣倒出或用工具取出，清理不及時(shí)就會(huì)出現(xiàn)廢罐現(xiàn)象。

四、結(jié)語(yǔ)

本文從蒸餾罐的生產(chǎn)和使用的角度，結(jié)合考古、分析和史料，復(fù)原了桐木嶺的煉鋅技術(shù)，不僅印證了乾隆年間桂陽(yáng)煉鋅技術(shù)的記載，還進(jìn)一步揭示了史料中未記載的技術(shù)特征。研究發(fā)現(xiàn)：（1）桐木嶺蒸餾罐有四部分組成，各個(gè)部位設(shè)計(jì)較為合理：冶煉罐采用較為耐火的粘土、輪制而成，經(jīng)過(guò)高溫?zé)?，但由于壁薄、未加摻和料，較容易破裂，桐木嶺工匠通過(guò)糊泥、口沿套接方式以重復(fù)使用它們；冶煉罐上部的冷凝器呈喇叭形、較大，與冷凝兜和冷凝蓋形成冷凝區(qū)，有較高的冷凝效率。（2）從蒸餾罐內(nèi)的爐渣分析可見(jiàn)，桐木嶺主要使用含鉛的硫化鋅礦，先焙燒、后冶煉，焙燒不徹底，降低了冶煉效率；桐木嶺也使用氧化鋅礦，這種礦石不需要焙燒，可以直接冶煉。（3）蒸餾罐在煉鋅爐擺放規(guī)范，以煤炭和煤餅為外加熱的燃料，冶煉罐內(nèi)加入鋅礦石和煤炭，冶煉溫度高達(dá)1200℃，反應(yīng)生成的鋅蒸汽上升到溫度低于900℃的冷凝器內(nèi)（圖一），冷凝成液態(tài)鋅，用鐵勺舀出后精煉。

桂陽(yáng)的硫化鋅煉鋅技術(shù)繁盛于乾隆年間，晚清傳到常寧水口山，直至20世紀(jì)30年水口山還在使用。在桐木嶺及桂陽(yáng)其他煉鋅遺址還發(fā)現(xiàn)一種矮胖的冶煉罐，與明末宋應(yīng)星《天工開(kāi)物》中“升煉倭鉛”圖中蒸餾罐和重慶明代冶煉罐相似，其年代或可早到明代晚期?！短旃ら_(kāi)物》也曾提到“凡倭鉛……其質(zhì)用爐甘石熬煉而成，繁產(chǎn)山西太行山一帶，而荊、衡為次之”，這里的“衡”為衡州府，明代桂陽(yáng)屬于衡州府，很可能明末桂陽(yáng)存在煉鋅活動(dòng)。因此，湘南地區(qū)的煉鋅技術(shù)可能從明清到20世紀(jì)有著延續(xù)和傳承，在中國(guó)古代煉鋅史上有著重要地位。未來(lái)將深入開(kāi)展對(duì)湘南地區(qū)煉鋅遺址群的調(diào)查和研究，結(jié)合相關(guān)史料，考察鋅礦、煤礦和制罐粘土的產(chǎn)地、制罐作坊、原料和產(chǎn)品的運(yùn)輸、生產(chǎn)組織和管理等多個(gè)方面，以期復(fù)原湘南明清至民國(guó)時(shí)期的煉鋅業(yè)的整體面貌。