在自然界中銅主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦、黃銅礦和斑銅礦，此外還有孔雀石。

對于這些銅礦的冶煉，我國先民摸索出了一套技術。我國早期的銅礦冶煉技術，從單一的硫化銅冶煉逐漸向加錫、鉛、砷等的共生硫化礦冶煉過渡，期間在煉爐設計、原礦氧化規律的認識等方面有許多創建。

我國是世界上發現和利用銅礦最早的國家之一，早在奴隸社會，湖北銅綠山就能煉銅并大量開采。

相傳自從女媧創造了人類，她就一心為人類著想。

一天，天空突然塌下了一大塊，露出一個黑黑的大窟窿在噴火。人們都身處危機，救命要緊！

女媧連忙將人們從火海里拖出來，從洪水中拉出來。

人們得救了，可天上的大窟窿還在噴火，女媧決定冒險補天。她拎著一個布袋，來到中凰山上尋找五彩石。歷盡千辛萬苦，終于將五彩石找到了。

五彩石找齊了，女媧拿著大鏟子，在地上挖了一個大大的圓坑，將布袋里的五彩石倒進圓坑里，用神火進行冶煉。

當時已是午夜，女媧的上下眼皮都打架了，她也不肯睡覺，她只想著盡早補好天空，于是，就守著大圓坑，原地打了一個盹兒，又繼續冶煉了。

就這樣，女媧在中凰山里經過七七四十九天，五彩石終于化成了稠稠的液體，最后變成了一塊五彩斑斕的石頭。

女媧把五彩石帶到天邊，對準那個大黑窟窿，奮力填補進去。只見金光四射，天空中馬上出現了星星、月亮和彩虹。

塌下的天空補好了，從此，大地上到處歡歌笑語，人們過上了快樂幸福的生活。

女媧補天雖是神話，但它和金屬冶煉確實能產生共鳴。在這里把女媧譽為冶金女神也不為過，因為我國古代冶金技術就是從冶煉石頭開始的。

古代冶金技術始于煉銅。銅礦冶煉工藝一般至少要分兩步走，首先得通過氧化焙燒，除去其中的一部分硫和鐵，在此過程中會生成冰銅；第二步則是冰銅冶煉，在豎爐中以木炭焙燒，而得到金屬粗銅。

在古代的技術條件下，用硫化銅所冶煉出的金屬銅中，往往會含有明顯量的鐵和硫，還有由共生礦物引入的砷、鉛、錫、鋅、銀、銻，以及殘余的冰銅和氧化焙燒的中間產物等元素。

冶煉硫化礦大約在春秋時期，當時個別地區的冶煉技術已經進步到這個階段。如對內蒙古自治區昭烏達盟赤峰市林西縣大井古礦冶遺址的發掘和研究表明，它屬于夏家店上層文化，相當于春秋早期。

在該遺址，當年的工匠曾用石質工具較大規模地開采了銅、錫、砷共生硫化礦石，礦石經焙燒后直接還原熔煉出了含錫、砷的金屬銅合金。

該遺址在赤峰市林西縣官地鄉，銅礦區的礦石主要類型為含錫石、毒砂的黃鐵礦黃銅礦，少量為黃錫礦。遺址發掘中出土了多座煉爐以及爐渣、爐壁、礦石，對當時的冶煉技術提供了相當豐富的實物資料。

在煉區發現有4座多孔窯式煉爐和8座橢圓形煉爐。多孔窯式煉爐是焙燒爐，距采礦坑很近。采集到的爐渣中發現有白冰銅的顆粒，由此可以推測焙燒過程。

首先在山坡較平坦處挖一個直徑約為2米的爐坑，坑內先鋪一層木炭，其上堆放礦石，再以草拌泥將礦石堆封起來，目的是減少熱量損失。在封泥上留有若干圓形排煙孔和鼓風口。

點燃木炭并鼓風入內后，焙燒反應即開始進行。由于焙燒反應是放熱反應，因此當礦石熱到起火溫度后就無需再補充燃料，焙燒反應便可持續下去。

橢圓形煉爐是還原熔煉爐，有拱形爐門，以排放銅液和煉渣。煉爐周圍發現有煉渣、木炭，表明木炭是作為燃料和還原劑的。這是我國迄今發現的最早的開采、冶煉硫銅礦的遺址。

在所有的硫化銅礦藏中，孔雀石由于顏色醒目，容易識別，又屬于氧化型礦，冶煉簡便，它被碳還原只需800度左右，所以很早就被利用。

但孔雀石這種礦物在地殼中儲量較少，因為它是易溶硫酸銅與碳酸鹽礦物相互作用的產物，所以一般只存在于含銅硫化物礦床的氧化帶中，雖處于地表，容易采掘，但礦層一般較淺，采集難以持久。

隨著人們對錫石或鉛礦石的識別，冶煉銅的技術逐漸向加錫石或方鉛礦的方向演進。

在夏代、商代早期及中期，青銅器的化學組成是雜亂無章的，鉛、錫的含量也較低，這表明當時很可能是以紅銅或孔雀石與錫礦砂或方鉛礦合煉青銅。

雖然在新石器時期晚期和夏代，黃河流域的許多地區開始推廣冶銅工藝，但是那時只能生產錐、環、管、鏃等小件銅器，它們顯然不能對生產有多大的促進作用。

至商代，青銅冶鑄技術有長足的進步，并開始鑄造較大型的青銅器件，首先是鑄造代表權力象征的禮器。

在對已出土的青銅文化鼎盛時期的商代青銅器進行化學分析，將它們分為兩類。一類是銅錫二元合金，其中含鉛小于2%；另一類是銅錫鉛三元合金，即含鉛大于2%。

在銅錫二元合金中，銅和錫的比例大都接近4比1。而在銅錫鉛三元合金中，銅與錫鉛含量和之比也維系在4比1。錫與鉛之間似乎沒有明顯的比例關系。

由此可以推測，當時的青銅冶煉已有一定的配方，但是工匠們對銅錫或銅錫鉛之比與青銅性能的關系僅有膚淺的經驗認識，即認識到青銅比紅銅實用，因而自覺地冶煉青銅。

同時，銅錫之比與銅錫鉛之比基本相同，表明當時的人們尚不能區分錫與鉛，它們都是銀白色的金屬。至戰國末年，人們已經能夠清楚地認識到銅和錫的性質在冶煉前后所發生的變化。

最能反映戰國末年人們對青銅之中銅與錫鉛之間合理配比的認識的文獻，當數《周禮·考工記》的“六齊”規律。所謂“六齊”即配制青銅的6種方劑。

“六齊”規律是位于黃河下游的齊國的冶金工匠們關于冶鑄青銅合金時銅錫配比的經驗總結。比如在冶煉熔鑄過程中，對不同火候的辨認與掌握，《考工記》有詳細記載：

凡鑄金之狀，金與錫黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也。

這段記錄是說在銅和錫熔化過程中，先產生黑濁的氣體，隨著溫度升高，先后產生黃白、青白和青色氣體，到此即可澆鑄了。

這一記錄是符合科學的，因為在物質加熱時，由于蒸發、分解、化合等作用而生成不同顏色的氣體。開始加熱時，銅料附著的碳氫化合物燃燒而產生黑濁之氣。

《考工記》中的“六齊”規律，記錄了當時青銅冶鑄的實踐經驗，這是我國也是世界上最早、最有歷史價值的關于合金配比的科學文獻。

拓展閱讀

春秋戰國時期齊國冶金業發達。《國語·齊語》記載著管仲向齊桓公提出的以甲兵贖罪的建議：“美金以鑄劍戟，試諸狗馬；惡金以鑄鉏、夷、斤，試諸壤土。”

意思是說，用青銅鑄造兵器，試在狗馬身上；用鐵鑄造生產工具，用來耕種土地。

“美金”是指青銅，“惡金”是指鐵。管仲認為，鐵在未能鍛成鋼之前，品質趕不上青銅，故有美惡之分。他的這個建議施行后，齊國生產了大批銅和鐵，國力日盛，為最終位列春秋霸主和戰國七雄奠定了基礎。