温州“矾都”炼矾历史和工艺考略

2015-02-13 05:28陈亦人
台州学院学报 2015年6期
关键词:矾石明矾风化

陈亦人

(台州学院 教师教育学院,浙江 临海 317000)

1 “矾都”炼矾的历史

处于浙闽交界的温州苍南县矾山矾矿储量丰富。1956年至1983年,华东地质局等4个地质部门经过11年的勘探,表明矾山明矾石矿是一个大型矿床,分布面广,形状较规则,品位较高。含矿面积达10平方公里,矿区共有6个矿体,12个分层,矿体平均总厚度44.56米。矿石总储量16742.09万吨[1],占中国70%以上世界60%以上,特别是钾明矾年产量为全国之冠,被誉为中国和世界的“矾都”。然而随着经济、科技的发展,明矾被许多新材料替代,加之矾矿提炼利用率不高,资源浪费严重,矾矿正面临企业老化、产生污染、高耗低能、连年亏损的窘境。面对矾矿的衰落和沉重负荷,“矾都”何去何从?2005年当地提出建设世界“矾都”矿山公园的愿景,近几年来当地相关部门加强科学论证和遗址维护,迈出了申报“世界工业文化遗产”的步子,期待“矾都”有朝一日实现由污染区向旅游区的“转身”。

明矾即十二水硫酸钾铝,古称白矾。梁代陶弘景在其《本草经集》中说:“矾石,色青白,生者名马齿矾,炼成绝白,名白矾”。[2]古代明矾主要是药用、净水以及布匹染色时的触染剂。明史有载:永乐九年三月温州府民言:“岁输白矾数十引赴京,阻隔山路负运实艰,乞附载海运舟输纳为便。”帝问工部臣:“矾欲何用”,对曰:“以染色布”。帝曰:“特染布耳!而劳民于数千里之外,可罢其岁征,自今制布衣不必染色。”[3]于是后来《明史·食货志》有“永乐初,以温州输矾困民,罢染色布”之说[4]。

由此史料可知,一是早在明代初期的永乐年间温州地区已经能炼制明矾;二是明矾当时官方主要用于染布;三是温州“岁输白矾数十引赴京”,即每年交纳的明矾仅数百斤而已。远不及当时的安徽庐州等地,“庐州府黄墩昆山及安庆府桐城县皆产矾。岁入官者二十二万七百斤,每三十斤为一引,共七千三百五十八引”[3]。直到200年后的明末,《天工开物》一书提到的仍是“最盛者山西晋、南直无为(安徽庐江)等州”[5]239,未提及温州,可见明代温州产矾规模并不大,产量并不多,清代以后才逐渐兴盛起来。

明代初期温州地区已能炼制明矾这是毋庸置疑的。那么,这些明矾的产地到底是在温州何处?大多数人认为就是现在的矾山。持此说法主要是依据于民国时期的《平阳县志》:“洪武八年,平阳民杨伯存造伪钞矾山(《苏平仲集》)”[6]522,从里面有“矾山”两字得出明矾产于洪武八年(1375年)的矾山的推论。笔者认为这个结论值得商榷。

首先,它与明代弘治《温州府志》记载的炼矾起源于宋洋山有悖。弘治年间王瓒所撰的《温州府志》卷之七·土产中明确记载着:“礬,平阳县宋洋山有之,素无人採,居民近得其法。取石细捣,淘炼而成。清者为明礬,浊者为白礬”[7]。可以说这是明确了宋洋是温州地区最早开始炼矾的重要文字史料。也曾有不少资料误认为“平阳县宋洋山”就是现今的矾山赤垟山。这种误解后来得到澄清,那是因为1990年矾矿矿史编写者在引用《温州府志》“平阳县宋洋山有之,素无人采,近民得其法……”时,在矾山当地找不到宋洋山这个地方,便揣测附会地将宋洋山改为矾山赤垟山,以讹传讹数十年[8]。

可以从众多的文物、遗迹和历史文献记载的分析考证,弘治《温州府志》中记载的宋洋山是泛指的宋洋一带的山上。而宋洋就是今日的矾山南宋(2012年南宋镇改为矾山镇的南宋社区),明代隶属于温州平阳县卅一都。有关明代之前平阳建制的史料可谓鳞毛凤角,宋代《太平寰宇记》仅讲到平阳县有11乡;元代大德年间《平阳县治记》只记有:“平阳为乡十,都五十四”,也无具体的乡名。现存最早的《平阳县志》是明代隆庆《平阳县志》,记述了当时的建制按乡、都、村分列,平阳县共分为10乡,可以查到在亲仁乡三十一都名下唯独有“宋洋”地名[6]。南宋千年古樟附近有一块清道光乙未年(1835年)立的墓碑,上刻有“平邑卅一都宋垟”等字,平邑即平阳县,宋垟是卅一都下的村。其它史料也证实宋洋在建制沿革历史上曾用过多个名字如:宋洋、宋阳、宋垟、蘭宋阳、兰松垟、南宋垟、南宋等[9]。

那么,明代初期是否有过矾山?答案是否定的。矾山原名赤垟,又作赤阳或赤洋。后期因矾成名,因矿成镇,才称做矾山。矾山福德湾村的亭仔脚宫重修碑志述:“矾山镇亭仔脚宫历史悠久,自赤垟有岭脚街就有亭仔脚宫”。矾山溪滨大桥重修碑志也刻着:“矾山古镇,赤垟旧称,通衢浙闽”,都说明矾山前身叫赤垟。更有康熙年间,民间为炼矾污水纠纷诉至朝廷,康熙下旨:“赤垟山炼矾,恩准……”[10]11,无疑康熙年间也称赤垟。最近矾山尖加坑发现清咸丰二年(1852年)一李姓墓碑,上刻“三十一都赤洋十八家”,说明矾山在清末时期仍称赤洋,而且属于平阳三十一都。这一切都说明今日的矾山是从赤垟改过来的,随着矾业兴盛改名为矾山,还没有任何依据表明赤垟是从矾山改过来的。

肇始于明代,历经明清两代数百年,源于宋洋山后来扩展到整个三十一都的炼矾一直在延续。今仍立于甘岐村新岭脚的清咸丰七年(1851年)的《奉道宪严禁碑》就是一个有力的证据:“切平邑三十一都山多田少,不宜稼穑。惟山高出产明矾,居民向以煎矾为业,运销觅利,事极辛苦。凡无田产者,藉此为业……[11]249”。毋庸置疑,三十一都(宋洋为主)一带居民“向以煎矾为业”,作为家庭主业或副业。所得明矾,先是生产者在临近集市零星自销,尔后逐渐转由商人向外地销售。南宋境内的石门岭、矾坑、鸡角岭等处盛产矾石,大龙尾明矾矿区,矿石储量丰富。新中国成立初期曾建有溪光炼矾厂、矾坑炼矾厂,鸡角岭炼矾厂。有着几百年采矿历史的石门洞仍保留着比较完好的古代采矿炼矾遗址,当年采矿后留下的巨大的矿洞。这些采矿炼矾遗址将为“矾都”的“申遗”提供充分的史料依据,南宋在“矾都”发展史中的地位是不可缺或的。

至于炼矾何时从宋洋逐渐向矾山发展,其脉络走向如何,这些问题还有待进一步的探索。矾窑最初应建于宋洋一带露头矿石较多的山溪下游,清代以后才逐渐向矾山发展。到清代顺治年间赤垟山的炼矾已具一定规模,因为炼矾带来严重的污染,排放的矾浆顺水流淌,损害沿途稻禾,受害农民向官府控告炼矾者。康熙二年(1663年)皇帝下诏:“赤垟山炼矾,恩准孤贫渡食,矾浆水必汇入海。”有了康熙皇帝的特许,明矾生产得以延续。

“矾都”矾业发展标志性转折是乾隆九年(1744年),苏州商人在矾山西南约两公里处九担岭建立第一座炼矾厂,日产九担明矾,又名九担窑。当地百姓开采的矿石,作为商品出售给矾窑。由于明矾用途越来越广,外埠的需求量日益增多,这一带陆续办起炼矾厂。民国五至七年,矾山和南宋一带矾窑最多时达到40余家。1930年叶良辅等人经过近半年的实地考察,写出考察报告《浙江平阳之明矾石》。报告界定了矾山区“指矾山街、水尾、北山街、蘭宋阳等全区而言”,并记述矾窑:“民国七八年时,多至30余家,现在较为衰落;但仍继续未辍者,矾山尚有老大丘园……新窑子等13家,水尾尚有5所,蘭松阳尚有3所,麂角岭尚有1所,仙人交椅尚有1所,四洲佛尚有1所,共24窑。”[12]38。后矾窑有所减少,至民国二十三年仅剩18家。

南宋和矾山一带遗存的挑矾古道亦是当年矾业发达、明矾运销的见证。以人工肩挑这种原始运载方式,翻山越岭将明矾送达可通水路的埠头。以矾山为起点的有三条古道:矾山至藻溪、矾山至赤溪和矾山至前岐。其中矾山至藻溪最长,全程约20公里,经水尾—尖家坑—坪棚岭—昌禅—华岭头—华岭脚—三条溪—洞桥—险口—吴家园—藻溪九堡宫。出产的明矾先挑运到藻溪,藻溪有船可通横阳支江,再转运到鳌江出海。

南宋有两条挑矾古道,一条起点是在南宋的溪光,经溪光矴步—南宋北山街—棋杆内—鸡鸣岭—半垟宫—柴林脚,在三条溪与矾山到藻溪古道汇合成一路,终点亦抵藻溪九堡宫,古道途中歇息的半垟宫五间亭至今尚存。另一条是南宋至福鼎前岐,经浙闽交界的龟岭头。这条古道除了将明矾运输外销外,还有运送矿石到矾窑的功能。叶良辅文中所说“水尾山北至大西坡所产之矾石,由北山街(即蘭松阳)之窑家提制[12]39”就经过这条通道。

现在的矾山是从清代初期开始随着炼矾的兴起而发展起来的,鸡笼山脚的福德湾街区更晚,它始建于清末民初,与炼矾旧址相辅相成,见证了近代矾矿的发展和矿工生产生活的历程,那些“工业遗址”炉窑和矿硐大多是20世纪50年代以后的产物。

1949年9月,浙江省政府成立平阳明矾管理处,派出专人管理矿厂。1949年10月解放后,制矾业迅速发展,体制也几经更迭。1956年以前矾矿均由商人经营。1956年公私合营后,矿山改组为国有矿山企业,规模迅速扩大。1957年4月矾山矿区与灵溪的公路通汽车后,陆续建立学校、工人俱乐部、医院、发电厂,矿区面积达到12平方公里。主矿区出现几次产矾的高峰期,1958年创造了年产明矾4.2万吨的历史最高纪录,在世界相关行业中地位显赫。同年《祖国的矾都》一书出版,“矾都”知名度空前提高。鼎盛时期的矾矿最多曾拥有76个采矿点、221个采矿班组,5个炼矾车间和4个采矿区,进人国家18家重点化学矿山的行列。目前尽管鸡笼山一带的矿区已被采空,但矾山的整体储量依然丰富,在世界和中国的明矾石矿藏占有率并未改变。被国务院列人“全国同行业最大50家企业”及“全国500家最大工业企业排序”。1998年正式命名为“温州矾矿”。

综上所述,明代的宋洋山(即今日的南宋一带)是温州地区最早的且有文字记载的炼矾发源地,清代以后逐步扩扩展到矾山。尽管历史变迁,古镇南宋在建制合并时已成为矾山镇的一个社区,但南宋在整个“矾都”发展过程中所起的作用不可低估,今天在申报世界工业文化遗产时有必要也应当将“矾都”的范围扩大到南宋一带的地域,发掘和维护南宋一带的炼矾遗址和挑矾古道,以体现工业遗产空间分布的完整性和历史的延续性。

2 炼矾工艺的演进

矾矿矿洞、炼矾遗址、制矾设备和传统工艺等都是申报世界工业文化物质遗产以及非物质遗产的重要内容[13],故应当对温州“矾都”从矿石的采掘到明矾的结晶整个传统工艺过程做一个梳理和考察。

2.1 矾矿与采掘

从“矾都”矿产地质分布勘察资料看,矾矿带沿火山盆地呈半弧形分布,绵延长达10余公里。矿脉主要分布在坪棚岭、大岗山、水尾山、鸡笼山、马鼻山等山岭之中,从南宋到矾山以及周边都有矾矿。早期宋洋一带百姓炼矾的矿石取自溪滩上俗称“黄土头”或“路头石”的露头矿石,沿途就地筑灶烧炼。直到上世纪初,水尾山一带还有不少露天开采的矾石,而鸡笼山一带已由露天采矿转为地下采矿了。早期打洞采矿相对困难,当地大多采用火烧裂石的方法,俗称“烧火龙”。凭经验辨识矾矿岩石节理,选取合适的位置,架柴燃烧。利用热胀冷缩的原理,火力入石烧裂岩壁后,再用钢钎采挖。老矿工凭经验找矿看矿脉,凭肉眼分辨矾石品位的高低。因火烧石裂以及矿洞内使用煤油灯照明,至今仍能在红褐色的岩壁见到烟熏火燎的痕迹。几百年的矾石采掘后留下许多采空区,如鸡笼山上的清代“雪花窟”矾矿洞,水尾大坑头山出产优质矾石的的“水洞”以及南宋石门岭矿洞等[10]55。

建国后鸡笼山列为重点开采矿区,特别是上世纪60年代初机械化作业开始后,采矿由原来铁锤打眼改用气、风、电钻“湿式打眼”工艺,进场前先用水喷湿,大大降低粉尘,减少矿工矽肺发生率。矾矿的运输由原来的人力抬挑改用铁轨矿车。采矿形成大量的矿硐,几乎整个鸡笼山山体已经被采空。矿硐是对矿山进行采掘时,直接与地面相通的水平巷道,为了提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室,也称井巷。“矾都”采矿经历了从“火烧采石”到“手工凿岩黑药爆破”,再到“机械凿岩炸药爆破”的变化。从简单挖掘地表采矿到开掘巷道土法采矿,再到科学设计,规范布局,有序开采,积累了丰富的矿石开采技术和井下作业经验,“矾都”还被誉为“中国井巷之乡”。

2.2 矾窑和煅烧

明矾在成矿过程中与其它一些成分结合,生成不溶性的矿石,只有经过煅烧才能将其中不溶的硫酸铝钾成分变成可溶的硫酸铝钾。煅烧矾石的矾窑,从古至今大致经历了原始窑、传统窑、现代窑三代。

古老的制矾工艺相对简单,第一代原始窑十分简易,垒石成灶或垒石成窑,温州矾矿博物馆和苍南博物馆将其描述成“馒头形”。因年代久远,寻找这类遗存的古窑比较困难。这种矾窑应如《天工开物》记述的那样“凡矾燔石而成……凡白矾,掘土取磊块石,层叠煤炭饼锻炼,如烧石灰样。[5]240”

第二代是立式矾窑,也称大窑或竖窑。由土石累叠,矾窑与砖窑相似,没有烟囱。窑分两部分,下为灶,上为溶解池。“矾窑高一丈四尺,深如之,阔二丈六尺,以石筑成,厚六七尺。上置大锅,以为蒸发之用。前有洞口,六尺见方,装卸矿石及燃料处也。(窑内)矿石垒置两旁成壁状,矿石与窑壁之间,先放大木头,以助烧烙而增高热度之用。其中部直当口处,则为燃烧之地,左右两方之矾石隔日轮流装卸。各方每次约需矾石三万余斤,烧二十四小时”[12]38。旧时矾厂大体是:建一高大的草寮作为煅烧炉房,明矾石的煅烧和溶解在这里进行;草棚数间称大桶间,是结晶池、浸出桶安放之处;另有露天柴草场、风化砂场和矿场各一个。二代窑以木头、柴草作为燃料。烧窑温度全凭经验掌控,其中一法就是视柴草烧得干不干净。

后来矿区集中到矾山,原有的二代竖窑倒塌毁损较多,南宋及矾山一带留存的残窑已不多见。根据叶良辅等有关南宋(蘭松阳)矾窑的记载线索:“水尾山北至大岗山西坡所产之矾石,由北山街之窑家提制。窑设夏高桥,前有六家,现只存二三家”[12]39。笔者在村民帮助下寻访到南宋溪光村的夏高桥(当地叫夏顾桥),就在溪光溪溪畔发现了一处炼矾遗址,坍塌的残窑约2米多高,由石块伴砂石垒砌,已湮没在草木之中,一旁有矾渣及烧柴的炭层。不远的山脚下还有解放后建的几座矾窑,烟囱现已倒塌。夏高桥附近有乾隆年间李氏四合院古宅、石拱桥及运送明矾和矾石的古道,印证了《浙江平阳之明矾石》中矾窑的位置和运输出口的路线。此外在南宋东南方向约3公里的高山上笔者发现成堆的矿渣,葱茏草木掩盖之中遗有半爿矾窑及一些烧结物。残窑高约2—3米,两层砖砌的复式窑墙,窑壁厚度约0.6米。估计南宋区域还应该存有一些散落的早期矾窑,有待于进一步的查寻和保护。

第三代矾窑在原有基础上改建,始于1958年,去掉窑顶的蒸发大锅,建有烟囱。开始时矾窑只有一个熟料出口,属于不连续生产的间断窑。烧好的熟石待冷却转入风化池后再新重加矾石煅烧。这些窑一般紧靠山体建造,利用傍山的条件,加料时可从高处往窑内投料,省时省力。1966年又将间断窑改为连续窑,用煤作燃料,一层矿石一层煤叠加,电力鼓风排风。窑的熟料出口由原来一个改为4个,一边扒出熟石一边继续加料,为连续生产。在水尾、福德湾等地目前尚有十几座这样的矾窑,已作为工业遗产加以保护。另有一些“窑仔”,窑体很小,适于小厂经营,通常是利用大窑废弃矾碴中的砂核和小矿石作为原料。

90年代以后为进一步提高煅烧效率改建的炉窑,即为现有的十余座煅烧炉窑,通高约20多米,由基座、窑体、烟囱组成。基座呈方形,用块石错缝砌筑,窑身为圆柱体,烟囱和窑体均系砖砌。窑体上端设有投料口,通过电动绞车将矿石和燃料从投料口送入窑中,窑体下端开双门出料口。窑体与烟囱之间部位建有环绕窑体一周的操作间。还增加了废气排出装置,由风机将矾烟抽出,通过大口径管道排放至数里外的废弃矿硐中,减少对大气的污染。

2.3 风化、溶解和结晶

风化。是熟矾石与空气及水分接触产生物理、化学变化而形成松散堆积物的过程。不断加水于熟石表层,让其自行析出硫酸铝钾细小晶粒,使熟石膨胀而疏松。在传统手工制矾早期,风化前还有一道浸出工序,即将熟矿石放入盛有稀矾液或清水中,浸渍三昼夜,矾液排出后,再加清水或稀矾液再浸,如此反复几次后才被运至风化场堆积,每日浇泼稀矾液或清水使其继续风化。现在则是矿石煅烧后直接运进风化房堆放,浇以清水或稀矾液,令其自然风化100天左右,将浸出和风化两工艺合二为一,使之更趋科学化。

溶解。过去煅烧炉窑顶放置的大锅作为溶解池,利用矾窑煅烧矿石的热量加热。后来革除窑上所置大锅,另砌“万能灶”供应热水。用螺旋洗砂机洗砂,用皮带运输机代替人工挑运风化矾砂。除少量风化矾砂需人工挖掘和短距离挑运外,溶解工序基本实现了半机械化。炼矾厂建成矾窑投产的同时建成风化房、结晶房,液料输送和排放都采用水泵。

结晶。早期的结晶池主要有大桶结晶池和田片结晶池两种。圆形大桶结晶池主要生产高等级的大明珠明矾。田片池比大桶略大,呈椭圆形。将草绳或蔑片打结,悬于田片结晶池上,少部分浸入矾液,结晶而成吊珠,其质量与大明珠相仿。结晶池原为无底木桶,后来改为用竖石条拼砌,挖坑低于地面安放,底部用红土夯实。溶液进入结晶池后,在上面加放5-10厘米厚的母液作为覆盖水。结晶池内上下两液之间热交换,溶液中的泥灰向池底沉降,结晶周期一般为20-24天,在池壁口边母液中析结出明矾晶体。明矾依等级高低可分为:大明珠、吊珠、田片、矾脚和矾末。明矾结晶后掏干结晶池中的母液,取出四壁结晶,削去矾脚,田片池底上部结晶为碎珠,池底下部为矾末。

南宋大岗山炼矾遗址留有不少结晶池,近年因改造平整土地有所损毁。笔者在坪棚岭旧窑附近发现遗留的大小结晶池共计18口,大的3-4米口径,小的2-3米。旧窑用砖砌成,初步判断此处为上世纪60年代后的炼矾遗址。

明矾在无风环境中结晶更快,晶体更大。利用在采矿后的矿洞内修建结晶池是很科学的,无需再盖草房避风遮雨,这种对自然资源的综合利用,形成了南宋石门岭上的溪光炼矾遗址的一大奇观,其中一个矿洞中就有明矾结晶池17口。

2.4 传统炼矾工艺流程及其演进

关于明矾炼制的工艺,宋代初期苏颂在其《图经本草》中就指出:“矾石初生皆矾石也,采得烧碎煎炼,乃成矾也[2]56”。“烧”“煎”二字说明通过水和火来加工是炼矾的主要手段。考察“矾都”炼矾历史,工艺的演进大致经历了三个阶段。

第一阶段是粗放炼矾的初始阶段。《温州府志》记载宋洋当地百姓“近得其法,取石细捣,淘炼而成。”聊聊几字揭示了传统炼矾采矿和炼制两个过程。虽然没有更具体的工艺记述,但“淘”和“炼”,显然是对水火兼用制取明矾的概括。当地有关炼矾的几个民间传说,如“明矾师祖”秦福的故事[10]6-8,朱、郑两姓“叠石为灶,石受烧烙,偶因泼水其上,见结晶体出露”的传说,原理都与此相吻。

初始时期炼矾的设备和工艺相对都比较简单。用石块砌一火灶,将矿石和柴薪混杂叠入灶膛,点火煅烧。煅烧后熟矿石放入加水的陶缸或木桶中,以木棒拌搅,令其自然沉降,再将溶液过滤到另一容器内静置数日即得明矾结晶。整个工艺流程可归结为煅烧矾石、入水浸出、浓缩结晶三步。但因熟矿石未经充分风化,得矾率较低。

第二阶段是经典的传统手工炼矾阶段,从清末民初直到20世纪50年代,采用的是被称为“水浸法”的工艺,这种工艺是在原有工艺基础上加入风化和多次浸出,主要工艺流程为煅烧、入水浸出、矾砂风化保养、再入水溶解、砂洗、结晶等步骤,从矾矿石煅烧到明矾结晶整个过程大约需要60-90天时间[14]。

叶良辅等曾对当地炼矾工艺作了记述:(1)取烧烙过性之矾石浸入水中(仅数分钟),(2)取出捣碎之,(3)搬放桶内浸以水,时常抽出浓液,加入清水,如是者三日,乃倾其渣滓余一处,以备第二次之用,(4)大窑顶之大锅内蒸发溶液,使其浓度增大,(5)取浓厚溶液放于圆形土坑内,任其结晶,(6)经十余日,结晶成,锯开取出,每块重六七十斤,在上层结成者最佳,名清矾,下层结成者夹泥质,谓土矾。又将(3)之渣滓倾堆于一处,时泼水其上,使其自行起化学作用,待过数月之后,取而煎之,吸取其溶液,照前法行之,使其结晶,亦可得明矾[12]38。这是记录了上世纪三十年代炼矾的工艺流程。

温州矾矿70多岁老矿工孔令雄自小就亲历炼矾,他说古法炼矾是一门传统的工艺,1958年时随着炼矾工艺改进就淡出了历史舞台,许多人都不曾接触过手工炼矾。他根据回忆,绘出从叠石到起矾的十几道工序图,40多种炼矾工具,形象生动,还原了上世纪四、五十年代炼矾的情景,弥补了一些资料记载的不足。(1)叠石。煅烧之前几人合用长约5米的桨状挑棒,将矿石和木柴块送入窑腹,大在下,小在上,堆叠如墙状。(2)煅烧。司火工持浸过水的长竹叉,不断向窑内添加柴草,通宵达旦。(3)清灰扒石。经过一昼夜的煅烧结束后,清理矾石周围草灰,剔去炭烬,将熟矾石从窑口扒出。(4)下汤。将扒出的熟矾石抬出倾倒在大桶内,加水过夜。(5)担汁水。次日把浸出的汁水,挑到窑顶大鼎加热。(6)扒桶。挖出沉降在大桶底的熟石。(7)风化。将熟石堆放进行自然风化,大块的熟石还要破碎。(8)保养淋砂。用田片池中的矾水浇淋矾砂。(9)铲砂翻砂。数日后把风化矾砂堆铲开,剔除其中未风化的或未熟透的砂头子,将细砂粉加水翻搅成泥状。(10)翻鼎捞砂。泥状砂粉下鼎,加热搅拌,使明矾进一步浸出。捞出粗砂另放小锅继续加水翻洗,洗出液回流合并到大鼎,废沙弃置。(11)浓缩结晶。加热使汁水浓度进一步加大,温度控制在80℃左右,放入结晶池。当时没有温度计全凭经验,如看稻草上有无出现结晶,亦称为候水温。(12)起矾。经过半月,结晶大桶或田片池晶体生成即可起矾,也叫起大桶。又有锯矾、掘桶墙、起桶底、削矾、洗矾末、掏干浆水等细节工序。传统炼矾整个过程基本都是手工。所谓水浸法,即反复用水,让煅烧后的熟石中硫酸钾和硫酸铝溶入溶液,再从浓液中结晶明矾。

第三阶段是半机械化生产阶段。1957年以后炼矾从手工逐渐过渡到半机械化,开始使用风钻采矿,用煤炭替代木柴,间断式混窑取代原来的老窑,后来又采用较先进的连续窑,并配备选矿、风化、结晶等生产车间。在工艺上合并为煅烧、入水浸出风化、分解与溶解、结晶四个步骤,结晶时间缩短为20多天。熟料出窑后先经过3个月的风化,风化后硫酸铝钾与大量的硅及杂质夹杂在一起的熟石,用水将可溶的硫酸铝钾与硅及杂质分离,制得混浊的硫酸铝乳浊液。借重力作用除去泥砂。沉降后的硫酸铝钾溶液用蒸汽加热到100℃左右,并在适时调节浓度送去结晶。1960年还曾改为多锅连续逆流洗砂(石门岭炼矾遗址还留有连炒工艺的多个锅台的遗迹),搅拌成糊状浆液,流至加温灶水洗,分离沉渣。工艺流程为煅烧→风化→浸取→砂洗→分离→加热→结晶。在上述工艺中有几次技术上的改进:如浸出过程中将已经溶解了部分的清液送去结晶,余下的熟石再继续堆放风化;熟石的风化从原先的露天后来改为室内风化;风化后的矾砂在锅里进一步加热溶解除去杂质成为乳浊液,最后到大锅加热蒸发浓缩。

到了20世纪七八十年代又出现了几次重大的工艺技术改革。一是采用加硫酸或硫酸铝来抑制水解或缩短生产周期[15]。1978年的酸浸法,即用稀硫酸将熟料中的不溶氧化铝提取,同时在浸出液中加硫酸可以抑制水解反应。1982-1988年的补加法,即在风化渣中补加硫酸铝,加热溶出,可增收明矾产量;在浸出液中补加硫酸铝,使硫酸钾和硫酸铝比例协调。二是用锅炉蒸汽取代万能灶加热,用滚筒洗砂机代替螺旋洗砂机。三是1989年的压滤静止结晶法即压滤法,使明矾的结晶周期从16-18天缩短为12天。

[1]苍南县志编纂委员会.苍南县志[M].杭州:浙江人民出版社,1997:399.

[2]赵匡华.中国古代的矾化学[J].化学通报.1983(12).

[3]万斯同.明史.卷一百四志七十七.中国基本古籍库(电子版).黄山书社,2007:2069.

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