2.3 银和铅
铅和银主要通过冶炼方铅矿(硫化铅)获得,方铅矿一般都含有少量的银。古代近东地区(第Ⅰ卷,边码584)为得到银和铅而发展起来的焙烧和还原技术,在迈锡尼时代从小亚细亚向西传播到克里特岛、爱琴海和希腊本土。位于某些岛上(比如撒索斯岛)的大多数小方铅矿,在古典时期就已经被开采殆尽,或者像锡夫诺斯岛那样被海水淹没[11]。它们完全被公元前6世纪(边码2)在雅典附近的劳里昂发现的大型方铅矿的光芒所掩盖了,这些矿山成了雅典经济的主要支柱。在色雷斯和马其顿,更多的矿被挖掘出来。同时,在匈牙利、蒂罗尔、哈尔茨山、不列颠和法兰西等地也发现了方铅矿和银矿——拉登时期,近东的冶炼技术被以上这些地区的人们广泛应用,并取代了晚期青铜时代当地较原始的冶炼技术。撒丁岛的银矿以及最重要的西班牙银矿,都在罗马经济中扮演了极其重要的角色。汉尼拔(Hannibal)从西班牙南部城市卡塔赫纳的丰富银矿中敛集资金来入侵意大利(公元前218—前203),《马加比书》(约公元前100年)第一卷的作者则毫不怀疑“罗马人在西班牙所做的一切就是为了获得金和银”。在古典时期,矿产已经成为世界政治中的重要因素。
在劳里昂,一种含银的铅可以用焙烧和熔炼相结合的方法从方铅矿中提取[4],得到的铅银合金能够进一步提炼。焙烧过程中,一部分方铅矿变成氧化铅,一部分变成硫酸铅,然后进行熔炼,当温度升高至能脱硫时就生成了铅。这个过程在用黏土和石头建成的原始熔炉中进行,当炉子损坏时(这种炉子相对来说寿命不长),黏土和石头可以再用。在罗马帝国统治的很多地方(例如不列颠),炉子建在山坡上,依靠经常刮起的自然风来通风。每吨粗铅[12]含有45—180盎司甚至更多的银。
古人好像对盛于19世纪的帕廷森工艺的原理略知一二。如果含银量高的铅被熔化,冷却过程中最初形成的晶体几乎由纯铅组成。剩下的液体含有更多的银。这个过程不断重复,直到银的含量达到1%—2%时才会中止,然后通过灰吹法从合金中得到银,形成的氧化铅可被带回熔炉中。现代研究证明,在劳里昂就是用这种工艺进行冶炼的。据证实,古希腊人能从铅里非常有效地脱银,最后在铅里剩下的银含量仅为0.02%。罗马的冶金工匠们水平甚至更高,能将铅中的银含量降至约0.01%。这到16世纪时还是一个极限,直到阿格里科拉引述了与之相当的数字0.008%。现代冶炼工艺所得的铅中,银含量一般不超过0.0002%。
这种冶炼工艺固然不错,但在它的初步阶段有很大的损失。一种汇集焙烧、熔炼、熔析和灰吹的复杂技术,还不能用测温和化学分析来控制。虽然古代的冶金工匠能够十分有效地脱去粗铅中的银,从矿石中提炼时却非常浪费,而且银在焙烧和熔炼的初期会随铅一起在炉渣中大量流失。例如,在劳里昂,为了得到高纯度的铅,必须用高温使杂质完全进入炉渣中,这些炉渣中含有锌和铁,也留下了10%以上的铅和33%以上的银[5]。
罗马人对这种损失有着充分的认识,拥有更多使熔炼更有效的经验。斯特拉博说:“阿蒂卡的银矿(在劳里昂)原先颇具价值,可是它们没被好好利用。更有甚者,那些在这里工作的人在矿石已经很贫瘠的时候,又将残留的废物或浮渣重新熔炼,仍能从中提炼出纯银来,因为早些时候的冶炼工匠不能充分掌握在炉中加热矿石的技术。”[13]到了2世纪(罗马人已经提炼了更多的银后),劳里昂矿就停止生产了,200多万吨炉渣中,含银量仍然达0.005%—0.01%。1864年,最终的提炼由一家熔炼公司完成。
我们对当时采用的熔炉结构知之甚少。劳里昂的冶炼炉好像很高,上部用来熔炼,下面用于灰吹前的氧化处理。据说,西班牙的炼铅炉有烟囱,“以便于将矿石中生成的气体(二氧化硫)带到高处后排入空中,因为它很重且有毒”,这种炉子的典型样本曾在撒丁岛发现过[14]。罗马人经常使用就地挖掘的碗状炉子,它有风口,以使风吹到表面来氧化铅并带走浮渣。然而,灰吹法通常在小坩埚中进行,内衬的骨灰有助于吸收部分浮渣。
试金石[6](图27)可以用于对银做初次分析,或者在专家的指导下小心加热,也能得到大量有关杂质的信息[15]。也许,一种仔细的化验过程还包括重量灰吹法,它事实上是一种有效的小规模的提炼方法。

图27 用在试金石上摩擦的一系列不同的针。
把留下的印痕的颜色跟试样比较,就能知道银的含量是多少。阿格里科拉给出了冗长的叙述。阿格里科拉,1556年。
银不仅对制作珠宝非常重要,对铸造钱币来说也极其重要,因为钱币通常都是银币。这些银币通常约含10%的铜,数值正好跟普林尼引用的古罗马护民官德鲁苏斯(Livius Drusus,公元前91年)的话相吻合——“在银币里,银与1/8的青铜融合”[16]。这种银币总是放在两个印模间冲压制成,很容易与古代的仿造品区别开来。那些赝品通常含有太多的铜和锌,一般是浇铸成的(边码485)。
铅和氧化铅被大量生产,薄铅皮和厚铅板大量用于建筑中。甚至在迈锡尼时代,石墙就用铅制的夹具紧固,薄铅皮则最常用于盖房顶。当机械性能要求不那么高,而且又需要较低的铸造温度时,铅也曾用于制造廉价的青铜,用来代替青铜中的锡。在希腊和罗马的供水系统中,铅管的作用十分突出(第19章),铅焊料也很普遍。普林尼给出的由锡和铅组成的焊料的配方,与今天用的差不多。罗马人知道可以用铅在羊皮纸上画黑线,“铅笔”一词即源于此,虽然现在的铅笔只含石墨而不含铅了。