從您提供的《Illustrated history of the United States mint》文本中,我們能一窺19世紀美國鑄幣廠內,那些將金屬從混沌帶向純淨的精巧工藝與科學。這本由喬治·G·伊凡斯(George G. Evans)編輯的《美國鑄幣廠圖說史》,並非一位作者的個人敘事,而是一份集結了歷史記錄、技術細節與人物傳記的珍貴檔案。它像是一扇窗,讓我們得以穿越時光,窺視那個年代鑄幣廠繁忙而精密的日常。
書中詳細描述了金屬從驗收、熔煉、化驗到軋製、切割、壓印的每一個環節,也記錄了那些在其中默默奉獻的官員與工匠們。在這些身影中,負責將金屬從礦渣與雜質中解放、賦予其純淨新生的熔煉師與提純師(Melter and Refiner)顯得尤為神秘。他們的工作,就像是現代工業中的煉金術士,掌握著火焰與酸液的力量,將沉重的礦物轉化為璀璨的財富。
書中提及了幾位擔任此職務的先生們,而其中詹姆斯·柯提斯·布斯(James Curtis Booth)先生的篇幅較為詳細,他的化學背景和長達三十餘年的任期,都顯示出他在這個領域的深厚造詣。
他不僅在鑄幣廠內實踐著這份技藝,更在大學授課、出版化學專著,是一位理論與實務兼備的學者型官員。他曾於1849年被任命為熔煉師與提純師,一直服務到1887年。這段時間,正是鑄幣廠經歷蒸汽動力普及、產量大幅提升的關鍵時期。我想,通過與他進行一場對談,或許我們能更深入地理解熔煉與提純在當時的重要性,感受那份將金屬「煉」出價值的獨特魅力。
現在,請允許我凝神聚光,將思緒的光芒投射回那個時代,在費城鑄幣廠的熔煉室旁,尋找詹姆斯·柯提斯·布斯先生的身影,開啟這場關於金屬「煉金術」的對談。
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**光之對談:熔煉與提純:金屬的「蛻變」過程**
**時間:** 1875年秋季的一個下午,空氣中帶著即將變天的濕潤氣息,但鑄幣廠內部卻溫暖而乾燥。窗外的樹葉開始泛黃,預示著季節的轉變,而這裡的金屬,卻在永恆的火焰中經歷著另一種循環與蛻變。
**地點:** 費城鑄幣廠,熔煉室旁的實驗區域。這裡並不像提純室那般充斥著酸液的氣味,更多的是金屬在高溫下特有的、略帶氧化感的氣息。牆壁因為常年的高溫與灰塵而顯得有些斑駁,地上鋪著厚實耐火的材料。
這種將粗糙礦物轉化為閃耀貨幣的技藝,最讓您感到著迷的是什麼?
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** (在椅子上坐下,示意我也坐)煉金術啊… (他沉吟了一下,眼中閃過一絲懷舊的光芒)在古代,煉金術士們追尋點金石,渴望將賤金屬變成黃金。他們的努力,雖然充滿了神秘和幻想,但也奠定了現代化學的基礎。我們的熔煉與提純工作,從某種意義上說,繼承了他們對物質轉化的探索精神,只是我們遵循的是已知的科學原理,而非神秘的符號和儀式。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 最讓我著迷的,是看到金屬在我們的處理下,逐漸展現出其內在的價值和潛力。當礦石或粗金屬被送到這裡,它們是混沌的、不純的,價值被隱藏在雜質之中。通過熔煉,我們將它們從固體的束縛中解放,賦予它們流動性。然後,通過精確的化學或物理方法進行提純,一步步去除雜質,讓貴金屬的純度得以顯現。這個過程,就像是從沙礫中淘洗出金子,從泥土中提煉出精華。每一次看到熔煉後金屬條的光澤,或是提純後純金銀的樣貌,都感到一種將無序變為有序、將潛力化為現實的滿足感。這份將物質「蛻變」的技藝,不僅僅是為了鑄造錢幣,更是在實踐化學的精髓。
**卡蜜兒:** 您說得太好了,布斯先生。
將混沌化為有序,潛力化為現實。這份技藝確實充滿了魅力。書中也提到了金屬在到達鑄幣廠後的第一步是在「接收熔煉室」進行初步熔煉。這一步驟的目的是什麼呢?它與這裡進行的提純或最終合金熔煉有何不同?
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** (臉色變得更為專業,語氣也更為詳細)「接收熔煉」(Deposit Melting)是整個流程的起點,它的目的相對單純,但非常重要。來自各地,不同形態和純度的金屬,例如金砂、金塊、銀塊、甚至是一些舊的首飾或金屬器物,會被送到那裡。我們首先在存款人在場的情況下進行初次稱重,然後在加入助熔劑(如硼砂)後進行熔化。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 這初步的熔煉有幾個作用:第一,將不同形態的金屬統一成鑄錠(bars),方便後續的處理和搬運。第二,通過熔化和攪拌,可以讓金屬成分變得更均勻,特別是對於含有不同純度的金屬而言。第三,助熔劑可以幫助去除一些表面的雜質或易揮發的成分,這些雜質在高溫下會與助熔劑結合形成爐渣,浮在金屬表面,方便撇除。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 最重要的是,這一步熔煉後,我們就可以從鑄錠上切取一小塊樣本,送到化驗室。
由於金屬已經初步均勻化,這個樣本就能較準確地代表這批金屬的平均純度。化驗師的報告出來後,我們才能確定這批金屬的實際價值,並支付給存款人。所以,接收熔煉是為了「計價」和「準備化驗樣本」。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 而接下來的提純(Refining)和分金(Parting),以及為鑄幣進行的合金熔煉(Melting for Coinage),則更為複雜。提純和分金的目的是將金屬中的雜質,甚至金銀本身進行分離,達到更高的純度標準(例如達到99%以上的純度)。合金熔煉則是在確定了金屬純度後,按照法律規定的錢幣合金比例(例如美國的金幣是90%金和10%銅,銀幣是90%銀和10%銅),將純金或純銀與特定比例的銅重新熔化混合,形成用於鑄幣的標準合金。所以,接收熔煉是初步處理,而後續的熔煉和提純是深度淨化和精確配置。
**卡蜜兒:** 原來熔煉還有不同的目的和層次!聽您說到提純,書中特別描述了用酸進行分金的過程。這聽起來像個精密的化學實驗。能請您再詳細解釋一下這個過程嗎?特別是「硝酸法」分離金銀,以及書中提到的鉑金儀器(platinum apparatus),它是如何改進了這個過程的?
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** (眼中閃爍著對化學原理的熱情,語氣更加生動)好的。硝酸法分金,是我們這裡非常重要的一環,特別是用於處理含有一定比例銀的金料。基本原理是利用硝酸能溶解銀和賤金屬,但不溶解金的特性。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 在進行硝酸分金前,如果金的比例過高(例如金料幾乎是純金),我們需要先加入一定量的純銀,將金銀比例調整到一個範圍內(通常是銀的含量達到金的至少三倍,這個步驟稱為「Quartation」,即四分之一法,儘管實際比例會根據經驗調整),這樣在用硝酸處理時,金才會呈海綿狀而非緊密的塊狀,讓硝酸更容易滲透並溶解銀。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 接著,我們將這個經過調整比例的金銀合金放入耐酸的器皿中,加入硝酸並加熱。硝酸會與銀和合金中的銅等賤金屬反應,生成可溶性的硝酸鹽,這些鹽會溶解在酸液中。而純金則不會與硝酸反應,會以不溶性的固體形態沉澱下來。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 溶解完成後,我們小心地將含有銀鹽的酸液倒掉,只留下沉澱在底部的純金。這些純金需要經過多次清洗,去除殘留的酸液和銀鹽。清洗乾淨後,再進行乾燥和熔化,就可以得到高純度的金條。
我們可以通過加入氯化物(如食鹽水),使銀離子與氯離子結合,生成不溶於水的氯化銀沉澱。氯化銀看起來像是一種白色的、凝乳狀的物質。然後,再通過加入更活潑的金屬(如鋅,書中稱為spelter),使其與氯化銀反應,將銀還原成金屬態。還原後的銀需要經過清洗、乾燥,最後熔化成高純度的銀條。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 這整個過程,早年確實是用玻璃器皿操作,但量小且效率不高,倒酸(decanting)也很費力。書中提到的「鉑金儀器」,是英國人發明的,大約在1867年左右引入我們這裡。這是一項重大的改進!它由鉑金製成的沸騰容器和帶有細縫的鉑金小杯(thimbles)組成。我們將金銀合金製成的螺旋狀薄片(cornet)直接放入這些鉑金小杯中,然後將多個小杯放在一個托盤上,一同放入沸騰硝酸的鉑金容器裡進行處理。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 最大的好處是,分離出來的金(此時仍在鉑金小杯內呈固態)可以在同一個容器裡用清水沖洗,甚至直接在小杯裡進行退火(annealing),而無需像以前那樣小心翼翼地將金從玻璃器皿中轉移出來。
這就像是從手工操作,邁向了更為精密的、工業化的化學提純。這套鉑金儀器,是我們部門非常寶貴的財產。
**卡蜜兒:** 哇!聽起來這鉑金儀器就像為提純過程插上了翅膀!從您詳細的解釋中,我更能感受到這份工作的精細與嚴謹。那麼,在確定了金屬的純度後,如何精確地將它們配製成用於鑄幣的標準合金呢?這是否需要另一種精準的「配方」?
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** (語氣轉為描述「合金」的藝術)是的,精確的合金配製同樣關鍵。化驗師會告訴我們提純後的金或銀達到了多高的純度(例如995或999 fine)。法律規定了鑄幣的合金比例,例如金幣必須是900 fine,銀幣也是900 fine。這意味著每1000份合金中,必須有900份是貴金屬,剩下的100份是銅。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 我們的任務就是根據化驗師報告的純度,精確計算需要加入的純銅量。假設我們有一批純度為995 fine的金,我們要將其製成900 fine的金幣合金。我們需要精確地稱取一定量的這批高純度金,然後計算需要加入多少純銅,使得最終熔煉混合物的金含量達到900 fine。這個計算必須非常準確。
我們將計算好的純金或純銀,與精確稱量的純銅一同放入坩堝中,在高溫下徹底熔化並攪拌均勻。這個過程同樣重要,必須確保金屬完全融合,形成均一的合金。如果混合不均,製成的金屬條就會出現成分差異,導致鑄出的錢幣重量或純度不符合標準。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 熔化好的合金會被小心地倒入準備好的鑄錠模具中,形成長條狀的鑄錠。這些鑄錠冷卻後,會再次被送去化驗室進行最終的化驗,確認其合金成分是否符合900 fine的標準。只有通過了這一關,這些金屬條才能被送往軋製和壓印部門,繼續它們成為錢幣的旅程。所以,從提純獲得高純度的金屬,到精確配比合金,再到鑄成均勻的鑄錠,每一步都需要科學的計算、精密的稱重和熟練的熔煉技巧。
**卡蜜兒:** 聽您這樣詳細地解釋,我感覺我對金屬的「蛻變」過程有了更清晰的圖像。從地下的礦石,通過熔煉的火、酸液的淨化,精密的計算與混合,最終成為標準的合金。這份過程不僅僅是簡單的加熱與混合,更是科學與技藝的結晶。書中在介紹熔煉與提純部門時,提到了處理的金屬數量非常龐大,僅1887年就處理了數千萬盎司的金銀。這份巨大的工作量,對您和您的團隊來說,是如何應對的?
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 例如,引進蒸汽動力來提供更穩定的熱源和氣流,改進熔爐的設計以提高熔煉速度和均勻性,優化分金和提純的化學流程,減少反應時間和藥劑消耗。鉑金儀器的引入就是一個很好的例子,它顯著提升了分金的效率和準確性。我們也嘗試改進鑄錠的鑄造技術,讓其形狀和質量更適合後續的軋製。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 同時,隊伍的建設也至關重要。我們需要訓練有素、經驗豐富的工人,他們能夠熟練地操作高溫設備和處理化學試劑,並且必須具備高度的責任心和細緻度。這份工作存在一定的風險,安全永遠是第一位的。所以,這份巨大的工作量,是通過科學技術的進步、設備的更新,以及團隊的辛勤付出和不斷學習來共同應對的。每一次產量的提升,都凝聚了無數次的嘗試、調整和改進。
**卡蜜兒:** 聽您這樣說,我感到非常敬佩。在巨大的壓力和挑戰下,依然能保持對技術的精進和對質量的堅守。這份精神非常寶貴。您作為一位化學家,同時又是熔煉和提純的專家,您如何看待金屬在社會和經濟中的角色?它們經過您這裡的「蛻變」,從單純的物質變成了衡量價值的標準,記錄著國家的歷史和發展。
在我們這裡,我們的工作就是將這些自然的、潛在的價值,通過工業化的流程,轉化為標準化、可信賴的貨幣形式。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 當一枚錢幣離開鑄幣廠,它不再僅僅是一塊金屬,它是一個符號,一個信任的載體。上面的圖案和文字,代表著國家的主權和承諾;它的重量和純度,代表著其被法律賦予的價值。它將進入市場,參與到無數的經濟活動中,促進商品的流通,支持工業的發展,甚至影響國際貿易和政治格局。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 從這個角度看,我們這裡進行的金屬「蛻變」,不僅僅是物理和化學上的變化,更是為金屬賦予了社會和經濟的「生命」。它從沉默的礦藏,變成了活躍在人類社會中的流通力量。我們的責任,就是確保這個轉化過程的誠實和精確,維護錢幣的信譽,也就是維護國家的信譽。這份工作,讓我深刻體會到科學技術與社會經濟之間的緊密聯繫。
**卡蜜兒:** 您的話讓我對錢幣有了更深的敬意。每一枚錢幣背後,都凝聚著如此多的技術、智慧和責任。您將學術知識與實際工作完美結合,為這個領域的發展做出了重要貢獻。在您漫長的職業生涯中,是否有哪一刻或哪一個成就,讓您感到特別自豪或難忘?
每一次當我們成功處理了一批特別複雜或難熔的金屬,將其轉化為符合標準的高純度金屬條時,那都是一次小的勝利。當我們通過化驗證明了我們的鑄幣純度無可挑剔,甚至能夠與其他國家的鑄幣進行比較並顯現優勢時,那也是一種肯定。
**詹姆斯·柯提斯·布斯:** 如果要說最難忘的,或許是加州淘金熱時期,以及後來內華達州銀礦大開發時,那源源不斷湧入的金銀。那時候,鑄幣廠所有部門都承受著巨大的壓力,我們的熔煉爐幾乎24小時不停歇。看到那麼多來自美國西部土地的財富,通過我們這裡的處理,變成了閃耀的錢幣,參與到國家的建設和發展中,那種感覺是非常震撼的。那段時間,是技術和人力極限的考驗,但我們經受住了,並且成功地擴大了產能,應對了前所未有的挑戰。那是一段讓人感到國家力量蓬勃發展,同時也體現了我們鑄幣廠團隊協作和專業精神的時期。能夠參與其中,並為之貢獻力量,我感到非常自豪。
**卡蜜兒:** 您所描述的畫面充滿了歷史的厚重感和工業時代的活力。謝謝您與我分享這些寶貴的經驗與見解,布斯先生。通過與您的對談,我對金屬從礦石到錢幣的「蛻變」過程有了更立體、更深入的理解。
這份工作雖然辛苦,但能夠為國家的金融穩定盡一份力,將地球的饋贈轉化為社會的財富,這本身就是一種深刻的滿足。願妳在探索知識的旅途中,也能發現屬於妳的「蛻變」與光芒。(他溫和地微笑著,轉身回到他熱愛的工作台前,空氣中似乎依然迴盪著他關於金屬「生命」與「轉化」的話語。我向他深深鞠躬,然後轉身離開提純室,每一步都彷彿踏在由金屬光芒鋪成的道路上。窗外的秋景,此刻在我眼中,也多了一層關於收穫與轉化的象徵意義。)