礦產冶煉

非金屬礦產資源和人類生活關系極其密切，我們的祖先在幾千年的生產實踐中開發利用了大量非金屬礦產。尤其是對天然氣、石油、煤、鹽等的開發和利用，有多項技術屬于首創，當時在世界上處于領先地位，對人類的生存和發展發揮了巨大的作用。

我國古代生產生鐵的技術比較高，通過脫碳退火辦法得到的生鐵鑄件，是我國古代冶金技術上的一項重大發明。由生鐵催生的煉鋼技術，以及我國獨有的銅冶煉技術，它們都是具有劃時代意義的重大事件。

非金屬礦產資源的開發利用具有悠久的歷史，可以說，它對人類的生存、進化和繁衍起了不可取代的作用。中華民族在幾千年的生產實踐中開發利用了大量非金屬礦產。

我國非金屬礦產資源豐富，其中對天然氣、鹽、石油、煤的開發和利用，在當時世界上處于領先地位，極大地促進了人類社會的進展，改善了人類的生活條件。

北周武帝時期，突厥佗缽可汗率兵圍攻北周重鎮酒泉，大肆掠奪財物。

而北周時期剛經歷了滅北齊一仗，國力尚處在恢復期，但酒泉人以石油為燃料，奮力焚燒突厥攻城器具。

佗缽可汗從未見過這種燃燒物，馬上命令士兵用水撲火。但是，被潑上水的火不但不滅，反而越燒越旺。最后突厥軍大敗，北周軍民保衛了酒泉城。

這個戰例，在我國石油應用史上占有極其重要的地位，從此以后，石油逐漸成為火攻武器的重要原料。其實，我國古代在對石油認識加深的同時，對天然氣的開發利用也逐漸達到了新的高度。

我國是世界上最早開采和利用天然氣的國家，在秦代就有鑿井取氣煮鹽的情況。在歐洲，英國是最早使用天然氣的國家，時間為1668年，比我國晚了1000多年。

晉代的常璩寫在《華陽國志》里，描述秦漢時期應用天然氣有一段話：臨邛縣“有火井，夜時光映上昭。民欲其火，先以家火投之。頃許如雷聲，火焰出，通耀數十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行終日不滅也……取井火煮之，一斛水得五斗鹽。家火煮之，得無幾也。”

這段話向后人透露了兩條消息：早在2000多年前，人們就用竹筒裝著天然氣，當火把點火走夜路。用天然氣煮鹽，要比普通的家火燃燒得旺，出鹽也多。

“火井沉熒于幽泉，高煙飛煽于天垂”。這是晉代人對四川火井的詩意描寫。其實，比這更早些的西漢揚雄在《蜀都賦》中，已把火井列為四川的重要物產之一，可見火井由來已久。

從出土文物東漢畫像磚上刻畫的《煮鹽圖》中可以看到當時天然氣利用的實例。漢代就已克服了火井爆炸的困難，并且還用竹筒盛裝天然氣，類似今天的儲存天然氣的氣罐，創造利用天然氣的方法。

南宋時期，成都邛崍縣天臺山的一片山坡上，常常有一縷縷帶臭味的怪氣冒出來，熏得周圍的莊稼全都枯萎了。當地百姓不知是什么妖怪作祟，修了一座寶塔鎮住氣眼，從此再不冒氣影響莊稼了。這“怪氣”其實就是天然氣。

為了開發石油和天然氣，我國古代勞動人民在生產實踐中逐步發明創造了一整套鉆井技術。

遠在戰國時期，我們的祖先就已開鑿較深的井，自漢代以來，勞動人民進而推廣和改進了鉆井機械。

我國在公元前211年鉆了第一口天然氣氣井，據有關資料記載深度為150米。在今日重慶的西部，人們通過用竹竿不斷地撞擊來找到天然氣。天然氣用作燃料來干燥巖鹽。

宋代的深井鉆掘機械已形成一項相當復雜的機械組合。普遍廢棄了大口淺井，鑿成了筒井。

至明代，鉆井機械設備和技術有了更進一步的發展。據明代學者曹學佺的《蜀中廣記》記載，東漢時期，“蜀始開筒井，用環刃鑿如碗大，深者數十丈”。

我國古代的天然氣開采技術是比較先進的，比如小口深井鉆鑿法、套管固管法、筧管引氣法、試氣量法和裂縫性氣田的鉆鑿等技術，均為世界首創。

我國鉆井技術的起源和發展與制鹽業有著密切的聯系。第一座鹽井出現在古巴蜀地區，即現在的四川地區。

當時四川的運輸業極不發達，海鹽很難運到地處內地、道路艱險的四川。但古代巴蜀人發現自己的腳底下就蘊藏著豐富的巖鹽和含鹽分很高的鹵水，他們即因地制宜，開采地下鹽以食用。四川人稱食鹽為“鹽巴”。

在四川，產鹽的地區主要集中在自貢地區，井架林立的自貢因此有“鹽都”之稱。

采鹽的需要促進了深井鉆探技術的發展。鉆井深度越來越深，鉆透鹽層再往下便是天然氣層，鹵水制鹽需要熬制，使用當地天然氣作燃料既方便又經濟。

由此可見，天然氣就是在深井制鹽業的促進下開發的，兩者的發明基本上是同時出現。

由于天然氣層較深，要開鑿氣井必須有優良的鉆井設備。我國當時已有先進的鐵制業，為鉆井提供了鑄鐵造的鉆頭。動力則用人力。人先跳到杠桿的一端把鉆頭抬高，再跳下來使鉆頭砸下去。

鉆井用的竹纜是由竹條制成的。竹纜具有很強的抗拉強度，與一些鋼纜的抗拉強度相當。而且竹纜有極好的撓性，容易繞在鉆頭提升鼓上，而且遇水后強度增加，恰好用來沖擊巖石。

在不斷的勞動實踐中，古巴蜀人民發明了一系列專用的鉆井工具，總結出一整套鉆井技術，開鑿出一大批很深的天然氣井。這些深井鉆探技術迅速傳播開來，被世界各國仿效采用。

鹽的生產在我國歷史悠久。據研究考證，夏代時已產鹽，主要為海水煮鹽，主產于福建沿岸等地。

殷商時期，規模擴大，不僅有海水制鹽，而且有湖水制鹽，不僅有制鹽工人，而且有管鹽的“鹽人”。戰國時，有池水制鹽，也有井鹵煮鹽。表明我國是世界最早的產鹽國。

據《華陽國文·蜀志》記載，四川省臨邛即現在的邛崍縣制井鹽，“井有二水，取井火煮之，一封水得五織鹽”。“二水”即鹵水，“井火”就是天然氣。這里是世界最早制井鹽的地方。

我國古人很早就能分辨出石油露出地表的有油苗、氣苗和瀝青3種形態。其中的油苗是地殼內的石油在地面上的顯露的痕跡，是尋找石油礦的重要標志。

石油的出現時間并不清楚，最早記載于東漢班固《漢書·地理志》，提及上郡高奴縣的洧水。北魏酈道元在其《水經注》中作了詳細的記述：“高奴縣有洧水肥可燃。水水有肥可接取用之。”有肥可以燃燒，其實是水面上漂浮著原油或石蠟、瀝青的東西。據此推算，最遲在西漢時就發現了石油。

石油的名稱首見于北宋科學家沈括的《夢溪筆談》，之前多稱為“石漆”，可能由于一些油苗含瀝青質高、顏色像漆一般黑。

也有人叫石油為“水肥”，主要由于浮在水面的一層油像肥肉一樣，一點即燃。沈括發明了用石油做“炭黑”，再用炭黑來制墨。

石油在古代的開發并不普遍，只有小規模的開采。古人發現石油有不同的功用。

北周武帝時期，石油曾經被酒泉人作為燃料，燒毀來犯的突厥人的攻城器具，突厥軍大敗。這是石油在我國軍事史上的首次利用。

北魏酈道元《水經注》中說酒泉延壽縣河里有一層肥如肉汁的東西，可以涂在車和水碓的軸承上，效果非常好。

石油一點就燃，十分明亮，但燃燒時煙很大，要經過提煉才能使用。古人把石油澆灌成燭，亮度是普通蠟燭的3倍。

我國是世界上最早利用煤的國家。據考古學家考查發現，遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制品，河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。

在我國漢代的冶鐵遺址里，有冶煉時使用的各種燃料，其中就有煤餅即蜂窩煤。這一重要發現，說明在西漢時期，煤已經不僅用于工業，而且那時的人已經會把開采出來的煤制成煤餅。

在史籍記載中，《山海經》中曾寫道“女床之山其陰多石涅。”這里的石涅就是煤。可見煤作為一種礦物質，最遲在戰國時期，就被我國古代的勞動人民所發現和利用。

據史料記載，三國時期曹操在修筑銅雀臺時，在室井內儲存了煤，以備打仗時燃用。

后魏時期酈道元的《水經注》上，有這樣一段話：“鄴縣西三臺，中曰銅雀臺，上有冰室。室有數井，藏冰及石墨。石墨可書，又燃之難盡，亦謂之石炭。”

至隋代，煤在民間已經開始通用。歷代王朝都把煤作為政府的專賣品，為的是增加財政收入。元代，人們把“石炭”開始稱為“煤炭”。明代的煤業生產在當時已經是一個大的生產行業，煤的開采與使用也已經十分廣泛。

明末清初，我國的煤業已經達到當時世界上最高的水平，而且已經能煉出焦炭。

拓展閱讀

曹操建銅雀臺，至十六國時期，后趙國君石虎又加擴建。《鄴中記》的描述透露了一些關鍵信息，其中就有儲藏煤、鹽等戰略物資的描述。

銅雀臺的冰井臺是在臺頂建冰室，冰室內挖有深度達15丈的大井多口。這個大窖雖名為“冰室”，其實卻是儲存各種生存基本物資的倉庫，深井里分別貯存著最重要的幾種生活資料：有的井里藏冰，有的井里藏煤，有的井里藏粟米，有的井里藏鹽。

從銅雀臺室井儲存煤的史實，可見我國古代對煤的利用很早。