追寻古代火药发展的足迹

近日，有媒体报道称，重庆市黔江区石家镇石家社区居民在贺家洞寻找地下水抗旱救灾时，在洞中发现了一处大型“火药工坊遗址群”，其炼硝场所、设施均未受损。考古专家表示，该“火药工坊遗址群”从形态看始于清朝，因为在溶洞内，保存比较完好，属国内少见，对研究明清时期的矿冶开采具有较高价值。

　　硝石与火药

　　贺家洞是重庆市黔江区石家镇石家社区附近的一处溶洞，洞长约2公里，洞内宽二三十米，高数十米。报道中所说的“火药工坊遗址群”距洞口约五六百米，有灶台、硝池20多个。灶台和硝池均呈圆形，块石砌成，跟土家族煮饭的灶台一样，灶台口径在60厘米至150厘米之间，硝池口径在30厘米至50厘米之间。整个洞内都有采挖硝土的痕迹。

　　“从报道来看，重庆发现的遗址并非‘火药工坊’，而是大型‘硝洞’，是开采、加工硝石的场所，为火药工场提供原料。”中国科学院自然科学史研究所助理研究员郑诚告诉《中国科学报》记者，“在西南地区，云贵川多地曾发现此类硝洞。”

　　硝石，即硝酸钾，是火药中最重要的成分。郑诚介绍说，天然硝石受风土气候影响，在世界范围内分布极不平衡。古代中国，硝石产地相对广泛，西南地区尚有不少天然硝洞。

　　从硝土中有效分离杂质进而获得高纯度的硝酸钾，是决定火药品质的关键。于是，在漫长的历史发展过程中，也形成了各种提纯硝石的方法。

　　据唐宋间文献记载，用作医药或丹药的硝石，是通过煎炼硝土水溶液，再结晶而获得的。万历二十六年（1598），赵士桢在《神器谱》中较为详细地记载了火药用硝提纯法，可用现代化学知识解释：萝卜与硝水同煮，可清除吸潮性很强的镁盐，防止火药变质；加入鸡卵清，可使硝水中的泥沙类杂质凝聚沉降；煮沸后冷却再结晶，可将硝石与氯化钠分离。此外，用草木灰水提纯硝石也是常见的方法。草木灰水可与硝水中的各种钙盐、镁盐、铁盐反应，形成碳酸盐或氢氧化物，沉淀析出。煮沸后静置冷却结晶。

　　“这种提硝法更为简单方便，便于批量生产，或许是当时北方边军的惯例。”郑诚说。