一、早期阶段（新石器时代晚期至夏商之际）
1. 自然铜利用与初步冶金：
最早利用的是自然铜，通过锤打（冷锻）制成简单的工具饰品。
逐渐认识到氧化铜矿石（如孔雀石、蓝铜矿），因其颜色鲜艳（绿、蓝）易于识别。
最早的冶炼方法：使用了原始的地炉或陶质坩埚炉。
冶炼步骤：
选矿： 人工挑选富含铜的矿石（主要是氧化矿）。
破碎： 将矿石砸碎。
混合燃料： 将矿石碎块与木炭混合放入炉内。
低温还原（约700-800°C）： 在木炭燃烧产生的一氧化碳气氛下，氧化铜被还原成金属铜（还原反应：`2CuO + C -> 2Cu + CO₂`）。这个温度不足以使铜完全熔化，得到的是含有大量气泡、杂质和未反应矿石的海绵状铜块。
热锻成型： 将这种海绵铜块加热后反复锤打，挤出杂质，锻造成型。
2. 原始红铜时代：
这个阶段炼出的主要是纯铜（红铜），质地较软。
代表遗址：甘肃东乡林家马家窑文化遗址（约公元前3000年）出土了中国迄今最早的青铜刀（含少量锡），但仍以红铜制品为主。山西襄汾陶寺遗址也有红铜制品发现。
二、青铜时代的辉煌（商周时期）
这是中国古代青铜冶金技术的巅峰期，以大规模、高质量的青铜器生产和复杂的合金技术为标志。
1. 矿石来源：
仍然主要依赖氧化铜矿（孔雀石等），部分开始使用混合矿。
重要铜矿产地：湖北大冶铜绿山、江西瑞昌铜岭、安徽铜陵、山西中条山等。考古发掘（尤其是铜绿山）揭示了当时大型、先进的采矿和冶炼体系。
2. 冶炼技术的关键进步：
高温液态冶炼普及：
发明和改进鼓风设备（早期为皮橐/皮囊鼓风），显著提高了炉温（可达1100-1200°C）。
炉型演进：从地坑式、小型陶炉/坩埚炉发展到更为高效的竖炉（如铜绿山发现的春秋时期竖炉）。
高温使还原出的铜处于液态，可以顺利流出炉外，并与炉渣良好分离。这是技术上的巨大飞跃。
硫化矿冶炼技术的萌芽与应用（尤其西周晚期以后）：
随着浅层氧化矿减少，开始利用更丰富的硫化铜矿（如黄铜矿）。
冶炼原理（火法炼铜）：
死焙烧： 先将硫化铜矿石（CuFeS₂等）在空气中焙烧，部分去除硫（转化为SO₂气体），生成氧化亚铜（Cu₂O）和氧化铁等。
还原熔炼： 将焙烧后的矿石与木炭混合熔炼。氧化亚铜被碳还原成铜，同时氧化铁等形成炉渣。更先进的方法是形成中间产物冰铜（硫化亚铜Cu₂S和硫化亚铁FeS的共熔体），再通过吹炼等步骤获得粗铜。
证据： 铜绿山遗址发现了大量炼渣，渣型表明经历了冰铜冶炼阶段。遗址也出土了含铁较高的冰铜锭。
炉渣技术：
人工添加熔剂（如铁矿石、石灰石）帮助造渣。
形成的炉渣流动性好，含铜量低（铜绿山古渣含铜量多在0.7%以下），表明当时已有很高的冶炼水平和对炉渣性能的良好控制。
3. 青铜合金化技术：
核心成就： 掌握了在纯铜中加入锡和/或铅来制造青铜合金的技术。
优点：
显著降低熔点（纯铜1083°C，加锡25%熔点约800°C）。
大大提高硬度、强度和铸造性能。
合金化方法：
先炼后合： 分别冶炼出铜锭和锡锭（或铅锭），在铸造前按一定比例在熔炉中混合熔化。
共生矿混合冶炼： 有时也利用铜锡/铅共生矿直接冶炼得到青铜合金（但成分不易控制）。
配比知识： 《周礼·考工记》记载了著名的“六齐”规则，总结了不同用途青铜器（钟鼎、斧斤、戈戟、大刃、削杀矢、鉴燧）的铜锡比例，体现了当时对合金成分与性能关系的深刻认识和标准化意识。
三、技术成熟与规模化（春秋战国至汉唐）
1. 硫化矿冶炼技术的成熟：
冰铜冶炼-吹炼工艺成为处理硫化铜矿的主流方法。
鼓风持续改进： 从人力鼓风（多橐并联）发展到利用水力鼓风的水排（东汉杜诗发明，或更早），极大提高了鼓风效率、风压和风量，支持更大规模的冶炼。
竖炉技术的发展： 炉型更大、更高，炉缸结构优化，热效率更高。
2. 规模化生产： 铜矿开采和冶炼规模不断扩大，以满足铸造货币（秦半两、汉五铢等）、日用器皿、大型佛像（唐宋）等巨大需求。
四、宋元明清时期
1. 技术的精细化与
湿法炼铜（胆铜法）的大规模应用是中国古代炼铜的重要补充和特色（尤其在北宋）。
原理： 利用铁置换硫酸铜溶液中的铜（`Fe + CuSO₄ -> FeSO₄ + Cu`）。
原料： 天然的胆水（含硫酸铜的泉水）或用人工方法（浸渍、堆淋）处理低品位氧化矿或硫化矿（需先焙烧氧化）得到胆水。
优势： 节省燃料、能处理贫矿和尾矿、工艺相对简单。在江西铅山、广东韶关等地盛极一时。
火法炼铜技术继续完善，尤其是在大型鼓风炉的设计操作和炉渣控制方面。
2. 文献记载：
北宋沈括《梦溪笔谈》详细记载了信州铅山湿法炼铜（胆铜法）。
明代宋应星《天工开物》卷下《五金·铜》篇系统总结了当时火法炼铜（包括采矿、选矿、焙烧、冶炼、精炼）和湿法炼铜的技术流程，并配有详细插图，是研究古代炼铜技术的珍贵史料。
总结中国古代炼铜的技术要点
矿石类型： 早期以氧化矿为主，商周后硫化矿冶炼技术发展并成为主干（辅以湿法炼铜）。
核心冶炼方法： 火法冶炼（还原熔炼、冰铜熔炼-吹炼）是主流。
特色技术： 青铜合金化（举世闻名）和湿法炼铜（胆铜法）（大规模应用早于西方）。
关键设备： 竖炉与鼓风设备（皮橐、水排）的不断改进是提高效率和规模的核心。
燃料： 主要使用木炭（焦炭在明代以后才少量用于炼铁，炼铜仍多用木炭）。
技术特点： 实践经验丰富，工匠技艺高超，对矿石识别、造渣、鼓风、合金配比等有深刻理解和良好控制，整体技术长期处于世界领先地位。
驱动因素： 礼器、兵器、货币、日用器具的巨大需求是技术发展的根本驱动力。
中国古代的炼铜技术，从最初的原始摸索，到商周时期登峰造极的青铜文明，再到后来持续发展与创新，不仅满足了社会经济发展的物质需求，也创造了璀璨的中华青铜文化，在世界冶金史上写下了辉煌的篇章。
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