古建筑中常用的鎏金工艺及其环保问题的解决

【古建筑中常用的鎏金工艺及其环保问题的解决】
　　赵振茂
　　编按：本文系从国家文物鉴定委员会委员、著名青铜器修复专家赵振茂先生所著《金银铜器的传统修复技术》一文中所摘录的，原文刊载于《故宫博物院院刊》1994年第三期，现题是编者所加的。本文是目前看到的资料中对鎏金工艺最详细具体论述的文章，因为宫廷建筑和佛教寺院建筑是同一类，本文鎏金所采取的一些工艺流程和技术细节也是和佛教中常用的鎏金工艺相一致的，可以相互参照。佛教寺院是现代社会中鎏金这一传统工艺的最大用户，佛像和法器法物以外，主要是用在大殿的屋顶等处，在大型项目中，用金数量一般以公斤甚至吨计。鎏金的原理系先将黄金溶解在汞水中，然后涂抹在器物表面上，加热烘烤去汞而在器物表面留下黄金的薄层。但是从一些相关的资料看，佛教目前大量鎏金屋顶和其附属部件的施工，尚处于比较原始的状态下，一般系直接将汞金部件就地露天烘烤，防护设备仅为口罩、厚纱布等。这必然造成直接对施工人员和在场的指导僧员造成中毒的危害，导致大量的汞蒸气沉降在当地的土壤和水源中，可能在寺院周围形成长期的汞污染，造成健康问题，影响相关寺院的常住僧众。本文具体谈到在鎏金过程中有效的进行劳动保护，及汞蒸气的净化措施，本刊转载这篇文章的主要原因即此。当然，在平凡人生中如何逐步体会尊重他人的劳动和艺术成果，或许是从了解、学习工巧明的主题出发时，我们可以首先体会到的；有兴趣的读者也可以从而对中国传统工艺技术有所认识，乃至获取一些实用的保养经验。原文附图多张，我们选用了其中关于除汞设置的一张，其他图片和内容感兴趣的读者可以查阅原文。
　　在文物修复、古建修缮工作中，往往需要鎏金。如果对它不了解，不能熟练地运用，会给工作带来困难或达不到理想的修复、修缮目的。
　　为此，首先向读者简要介绍传统鎏金，顺便介绍鎏银。
　　鎏，即成色好的金子。《集韵十八尤》中讲道：‘美金谓之鎏”。鎏金，是我国传统的镀金方法，已有几千年的历史。但是，它不同于用电解法在器物表面镀一层薄金，而是将经过熔炼后形成的金汞合剂即金汞齐，涂抹在铜器或银器的表面，经过炭火的烘烤，汞遇热蒸发，金附在器物表层，达到富丽堂皇的艺术效果。
　　银的铸造和打料器物的表面都能鎏金：红铜的铸造器物的表面亦能鎏金；熟黄铜、熟白铜打制的器物表面也可以鎏金。下面分三个方面进行介绍：
　　（一）鎏金时用的主要材料和工具
　　1．鎏金时用的主要材料：⑴纯金箔，⑵汞，⑶硝酸（纯度：化学纯）。
　　2．鎏金时用的主要工具：
　　⑴磨铜炭（松木炭）和白木炭（杉木炭）。
　　⑵剪子。其大小以能剪开金箔为准。
　　⑶铁砧。
　　⑷开锤：即锤头一面为平顶，一面为圆厚刃的铜锤。
　　⑸坩锅。
　　⑹长柄铁钳。
　　⑺木炭棍。长约15厘米，直径约1．5厘米。
　　⑻鎏金棍。长柄红铜秃头小铲。可自制：用长14厘米，直径0.4厘米的红铜棍．将一端打成秃头小铲，铲刃圆厚，用砂纸和磨铜炭将铲面铲刃打磨光滑。铲长约4厘米、3厘米，宽约1厘米、0.5厘米不等。鎏金棍的大小可视鎏金面的情况而定。另一端是柄。
　　⑼棕拴。即油漆匠使用的工具，长扁形。使用前，用小刀将栓的一端漆皮层切除，露出约一厘米的棕毛，即可使用（图四）。 　　
　　⑽猪鬃刷子。即油刷和板刷。
　　⑾铜丝刷。最好是红铜丝刷。
　　⑿皂角水。皂角也叫皂荚，落叶乔木。将荚果折断，泡在清凉水中，用棒搅拌至起泡沫即可。
　　⒀轧子。长柄刀形。刀头是用玛瑙或玉制成的，用铜箍束，刃呈厚圆形。大号轧子刀头长约8厘米，宽约3厘米；中号轧子刀头长约3厘米．宽约1匣米；小号轧子头长约2厘米，宽约0.3厘米。轧大面积的经金面时用大号轧子．轧小面积鎏金面时用小号轧子。
　　⒁瓷盘、瓷盆或木盆等。
　　（二）传统鎏金工艺
　　预处理。无论是铜器还是银器．其待鎏金表面在鎏金前一定要处理干净、不能有一点锈垢和油污、否则，达不到鎏金的质量要求。 　　
　　（1）用细钢挫将待鎏金面上残留的小疙瘩或残凸部分挫掉挫平。
　　（2）用粗砂纸打磨．然后再用细砂纸打磨，直至待鎏金面上不再留有砂纸打磨的痕迹。
　　（3）用磨铜炭蘸水打磨。使鎏金面光滑明亮，呈现镜面的效果。
　　（4）最后用清水将炭末冲洗干净。一般冲洗三遍。如果持鎏金面上全部挂上水了。说明已无油迹；如果面上有水珠，说明有油迹．需要再打磨，直到面上全挂上水为止。鎏金面用清水冲洗干净后切忌赤手抚摸。如需要搬移如需要搬移器物，要戴上冲洗干净的橡胶手套。 　　
　　2．“杀金”，即熔炼金汞台剂（金汞齐）。
　　⑴用剪刀将金箔剪成金丝，越细越好（约有一毫米宽即可），金丝长短不限。剪完后用手将其揉成一团，不要揉得太紧，金丝团中间要有空隙。团的大小要视坩锅大小而定。
　　如果鎏金时没有现成的金箔，而有金块、金元宝、金豆等，也可以。但要将其打成金箔，然后再剪成金丝。以金块为例，打金箔的方法是：
　　①用铁丝将金块捆牢，故在炉火上烘烤，金块变红后马上从炉火中取出。晾凉后，拆去铁丝，将金块放在铁砧上，用开锤锤打。先用圆厚刃从金块中间横着向另一端一锤紧挨一锤地锤打。打到头后，再从中间横着向另一端—锤紧挨一锤地锤打。打到头后，将已经锤打过的金面用开锤平顶一端锤乎。当金块变成暗红色有了硬性时就不要再锤打了。再将金块用铁丝捆牢放在炉火上烘烤，刚一变红后即取出继续锤打，其方法如前，这样反复多次横打到一定程度时便可竖着锤打，其方法同横着锤打的方法一样。一直将金块打成象厚纸一样薄为止。
　　②打成后的金箔呈暗红色（表面的氧化层颜色），必须用硝酸将其“咬”掉，再用清水冲洗干净，金箔就呈金黄色了。
　　③将金箔剪成金丝，然后揉成一团，备用。
　　⑵将金丝团放在坩锅里，然后将坩锅放在熔炉上加热。坩锅烧红后金丝团也慢慢烧红了。
　　⑶这时将汞倒入坩锅中。“杀金”时金和汞的重量比是1：7。因金的比重是19.32（20℃），汞的比重是13.546（20℃），所以金丝沉在汞中。随即用长铁钳夹着一端烧红的木炭棍，用其烧红的一端搅拌，金丝很快熔入汞中，汞变稠，成为银白色的金汞合剂即金汞齐。因形似泥状，故人们习惯称之为金泥。
　　⑷旋即用长铁钳将坩锅夹出．将金泥倒入盛清凉水的搪瓷盆中（或瓷盆中，但不要倒入铁盆中）。金泥凉后，用手捏成堆块。按压金泥发出轻轻的吱吱声．将金泥放入干净印瓷盘中备用。
　　这就是“杀金”的全过程。在“杀金”工艺过程中，要求稳中求快、忙而不乱。特别要注意当金丝熔在汞中后应立即将坩锅从熔炉中夹出，不能耽误一点时间。因汞在高温下蒸发很快，不及时夹出汞继续蒸发，“杀金”一举不得，前功尽弃。
　　3．“抹金”
　　⑴在工作台上铺上洁净的高丽纸，整个台案上要整洁。把预处理好的待鎏金器物置于台案上；将硝酸（HNO3）和金泥分别置入小瓷盘里，放在台案的一旁。
　　⑵在鎏金棍的秃头小铲上蘸上硝酸后再抠块金泥再蘸点硝酸在待鎏金面上涂抹，要一片紧挨一片地涂抹．片与片之间不要留有空隙。红铜或银与金泥附着力很强，随着鎏金棍的移动待鎏金面变成了白色，但附着上的金泥很薄。第一次抠金泥时．先要在鎏金棍的秃头小铲上蘸点硝酸．接着抠金泥时就没有必要先蘸硝酸了。
　　⑶在棕栓毛上蘸少许硝酸在涂抹上金泥的器面上刷，要把整个器面刷到。可乱刷。因涂抹金泥时是一片一片涂抹的，有的金泥层可能厚些，有的簿些．有的器面上残留着金泥疙瘩。刷的目的是把金泥层刷均匀，把附在器面上多余的金泥刷下来。刷下来的金泥要归拢在一起，清水洗净后放在瓷盘里。如果想用其接着抹金．则需要用洁净的脱脂棉将金泥上的水份吸干。
　　⑷随即用开水冲洗。目的是把金泥层上的硝酸冲洗干净。开水从器上流下来已变成白色。冲洗后，将器物浸泡在盛清凉水的搪瓷盆或木盆中。
　　4．“烤黄”
　　⑴备好白木炭火．火旺后白木炭红亮无烟（有的木炭烧旺后冒烟．不能使用）。用长铁钳夹着抹上金泥的器物在炭火上方烘烤。一边烘烤一边转动器物一边用鬃刷子在鎏金层上面摁蹾。要连续摁蹾三、四遍。摁蹾时不要把经金层供烤的太热。
　　⑵鎏金层在白木炭上继续烘烤，慢慢地开始发亮，象汪着一层水银（汞的通常称谓），行话叫“水银烤开了”。这时，用棉花在鎏金层上擦一遍，要全部擦到，目的是把可能残存的金泥疙瘩擦下来，使鎏好后的金层平细。擦好后就不要再触摸了。继续烘烤，水银不断蒸发，慢慢地抹上的金泥层局部地方向白色变成了暗黄色而且不断扩大。等鎏金层全部变成暗黄色时器物离开发火，晾凉。
　　5．后处理
　　⑴器物晾凉后，用铜丝刷子蘸皂角水在鎏金层上轻轻刷洗。最好用细红铜丝刷子，这种刷子不伤鎏金层（但是这种刷子有一个缺点，红铜丝容易弯曲。这时可将刷子蘸清水在石头上摔甩，弯曲的细红铜丝就伸直了，可继续使用）。经过刷洗后，鎏金层由暗黄色逐渐变成黄色．然后冲洗干净。至此，第一遍鎏金结束。但是器物鎏一遍金达不到鎏金的效果，一是鎏金面上有露铜的地方；二是金层太薄不能延年，可在已鎏完一遍金的鎏金面上再鎏变金。一般器物要鎏金二、三遍，有特殊要求的器物要经四、五遍甚至六、七遍。再鎏金时其工艺流程同第一遍，鎏金工艺流程相同。
　　⑵器物鎏金后虽用铜丝刷子刷过，但是鎏金层仅发黄色且不明亮，要想达到鎏金的优美的艺术效果．必须用玛瑙轧子或玉轧子轧。轧的方法是：
　　①在轧子刀头上蘸上皂角水，用厚圆刃在鎏金层上轻轻地轧，一道紧挨一道地轧。竖着轧横着轧均可，扎时不能在鎏金层面上留有轧子轧的痕迹。轧鎏金层面积较大的器物用大轧子，轧鎏金层面积较小的器物用小轧子。轧完第一遍后再轧第二遍。
　　②第二遍轧完以后用粗布擦净鎏金层上的皂角水，接着再轧第三遍。这次轧就不蘸皂角水了．是干轧，时而用轧子刃轧，时而用轧子面轧，横竖交借轧。在轧的过程中鎏金层由黄色慢慢明亮起来，最后变得金光闪闪鲜明耀眼，至此达到了鎏金效果。
　　⑤鎏金完毕后将器物放在洁净的台案上，器物下面铺上新高丽纸，旁边不能有水银和金泥渣粒。如果不小心鎏金层面上蹭上一点水银或金泥，该处就会变成一小块水银白色且不断扩大，很快变成一片白色，既擦不掉，也抹不去。要想除去白色，只能再将此处放在白木炭火上供烤，水银蒸发后白色才能去掉。所以务必注意，绝对防止水银或金泥再接触已经鎏好的金层，否则“一着不慎，满盘皆输”。如果鎏金完毕后还有金泥没有用完，可将金泥放入瓷碗中，用清水浸泡起来。因清水会慢慢蒸发，金泥一旦露出清水裸露在空气中，水银就会“跑掉”，时间长了金泥就干了，所以要随时添加瓷碗里的清水，使清水没过金泥。这样金泥便可长期保存使用。
　　（三）汞中毒及防护措施
　　1．汞中毒
　　为了叙述方便简明，前面在向读者介绍传统鎏金工艺时未谈及汞中毒和防护问题，但这是一个不容忽视的问题。因为在鎏金过程中有大量汞蒸气远散，不但污染周围环境，而且危害人体健康，特别是操作人员身体的健康。
　　汞，化学符号Hg，俗称水银，为易流动的银白色液态金属，内聚力很强，熔点一38．87℃，沸点356．589℃，因汞离子是一种强烈的细胞原浆毒，能使细胞中蛋白质沉淀，故汞蒸气和汞的大多数化合物都有剧毒。在鎏金过程中，特别是在“杀金”、“烤黄”工序中，因在火上进行，会产生大量汞蒸气．通过呼吸道、食道、皮肤侵入人体引起汞中毒。慢性者口腔发炎或精神失常：急性者有腹泻腹痛血尿等症。闻名于世的日本“水俟”病，就是因日本氮肥公司在水俟镇设厂，向海水中排放大量含有甲基汞的废水，使鱼类中毒，人吃了毒鱼痴呆麻木，精神失常，甚至死亡。所以，我们在鎏金过程中必须要有效的治理防护措施．而不是采取原始的“站上风”、“含口酒”的方法和把祸害转嫁给别人的“以邻为堑”的方法。我们一要防止汞中毒保护人身健康，二要避免毒气逸散保护周围环境。
　　2．防护措施
　　（1）汞废气净化的系统设备及其工艺流程
　　1981年故宫经东南角楼上宝顶时所使用的汞废气净化系统设备就是在北京市劳动保护科学研究所和北京市环境保护监测站支持帮助下安装起来的。其设备主要由喷淋塔、贮液池、“烤黄”罩、“杀金”炉、通风机、耐酸泵、管道等部件组成。采用酸性饱和高锰酸钾（饱和高锰酸钾KMnO4水溶液，5％硫酸H2SO4）作为吸收剂，净化废气中的汞。属于化学吸收。见汞废气净化装宜示意图。
　　汞净化工艺流程简述如次：
　　①开动耐酸泵，使贮液他中的净化液经过水泵——塑料管——喷头，呈雾状在塔内喷淋。
　　②开动通风机，使“杀金”、“烤黄”时产生的汞蒸气经过进风管道——通风机进入喷淋塔底部，含汞气体由塔底上升与净化液——酸性饱和高锰酸钾水溶液接触，进行化学吸收。
　　③净化后的气体经塔顶的排气管道进入贮液池，再次与净化液作用达到二级净化，经二级净化的气体从贮液池盖上诽气管道自然排出。在塔中与汞蒸气接触后的净化液从塔底流回贮液池循环使用。贮液池中含汞废气净化液经处理达标后方可徘放。
　　（2）鎏金操作规程
　　在鎏金实践中我们总结了七条操作规程，供读者参考：
　　①鎏金前要检查净化系统设备是否完善。
　　②操作人员必须身着长袖工作服、工作裤，戴工作帽和防毒口罩。
　　③因汞的比重大，易流动，落地不易收净，故鎏金时在器物下应铺上高丽纸或放置大的器皿。
　　④不要在鎏金车间就餐、吸烟、饮水。工作完毕要洗净手脸，嗽口。有条件最好洗热水澡。
　　⑤鎏金时用过的纸、棉花等物，应在吸罩下烧毁。
　　⑥在鎏金过程中如发现有汞中毒症状立即就医治疗。
　　⑦在鎏金过程中，操作人员要注意饮食以辅助排汞解毒。多饮浓茶水，适量饮酒，多食牛奶、鸡蛋、豆类，多吃利尿水果蔬菜。
　　采用以上净化设备和防护措施对汞废气进行治理效果如何呢？经过测试表明，基本达到了预期效果。
　　以上介绍的是十年以前我们鎏金时所采用的净化设备和防护措施。目前已是九十年代了，科学技术不断进步，设备不断更新，进行鎏金时，一定会有更好的净化系统设施和更科学的防护措施，从而达到更好的防护效果。我们之所以向读者介绍这些情况，一是引起警觉，二是可以借鉴。
　　鎏紫禁城东南角楼上的铜鎏金宝项
　　在紫禁城四隅设有角楼。角楼造型奇特，秀丽复杂，累有九梁十八柱七十二条脊之说，堪称建筑上最为繁复的杰作。角楼屋顶有三层檐，在最上层檐顶上安有铜鎏金宝顶，宝顶高2.3米，共有五层、最大直径1.2米，总重量500多公斤，表面积约5平方米。当年鎏宝顶用了黄金约1000克．汞约7000克，一共经了四遍，七个人用了一年多的时间。
　　在鎏金以前，仰望这座铜鎏金宝顶。其颜色已经发暗，失去了昔日金灿灿的光辉。将其取下后发现有三分之一的鎏金层已经没有了，质地表面呈黑灰色．有三分之二处呈有鎏金层，但色泽发暗发旧。 　　
　　用刮刀刮掉宝顶上旧的鎏金层．再刮掉黑灰色的氧化层，使整个宝顶露出新铜。用粗、细砂布打磨后再用磨铜炭磨细磨光。这道预处理工序，三个人干了好几个月。
　　鎏这座铜宝顶用的金是清朝十两一锭的金元宝。每个元宝打了十几火才打成了长约60厘米，宽约20厘米似厚纸一样薄的金箔；在“杀金”时，有时一次用50克金，有时一次用100克或150克金。金泥一次用不完可以再次使用；鎏这座铜宝顶分五层，每层可以拆开，所以“抹金”、“烤黄”时都是一层一件地进行。
　　“烤黄”时，把白木炭烧红后放在铁板上，用吹风机吹掉炭上的浮灰，放入排风罩中。罩内四周安上电炉，将鎏金件悬在白木炭火上方，一边烘烤，一边转动，一边用鬃刷子扭摁，鎏到经金件表面全部变成暗黄色时，关掉电炉，撤去炭火（停止烘烤）。晾凉后，取出轧亮。 　　
　　在这里顺便向读者介绍一下在鎏金过程中发生的意外事情：在抹宝顶最上一层金时发现抹不上金。金泥在铜层上打滚，留下一道道黑印。经过分析研究我们找到了原因，即铜不纯，含杂质较多。于是我们请计量厂用红铜复制了一个才鎏上了金。
　　如今，这座铜鎏金宝顶安放在紫禁城东南角楼上已经十年了，在碧空映衬，骄阳照耀下光彩夺目。如果说角楼似仙境琼楼，令人神往，那么，这座铜座金宝顶就是琼楼上的一颗明珠。
　　修补铜鎏金海缸上的沙眼
　　在紫禁城内有十八口铜鎏金海缸。年长日久，缸上有的部位的鎏金层被手模掉了，露出了铜底。细心的人可以发现在露出铜的缸壁上有许多形似方形或长方形面积不等的痕印．这是怎么回事？
　　原来．铜鎏金海缸重2000多公斤，表面积又这么大。铸造时在缸壁难免会有许多大大小小的砂眼。在鎏金以前一定要修补上．因此在缸壁上出现了上面讲的痕印。砂眼是怎样修补的呢？
　　1．用钢錾子在砂眼四周钩上印痕，或方形或长方形．面积大小要视砂眼大小而定。
　　2．按着钩好的印痕用铲方在缸壁上挖铜坑。其四壁要垂直缸面。坑的深浅视砂眼凹陷程度而定。一般要挖得深一些，坑的底部要平。
　　3．按坑的形状大小做红铜补块，其体积要比坑的容积稍微大一些。
　　4．将配好的补块用力砸进坑去。先用马蹄錾码挤，再用踩錾踩，补块与坑壁之间的缝隙就挤严了。
　　5．将补块突出缸面的部分挫掉，使补块与缸面的弧度一致。再用细砂纸把补块磨细，最后用磨铜炭擦亮。
　　砂眼修补完毕。
　　附录：刷洗慈宁宫赤金佛塔
　　在五十年代，有一件慈宁宫的赤金佛塔，由于长年香烟黄绕，表面覆盖着一层黑色的污垢。当年院长吴仲超同志叫我刷洗干净，以恢复其原貌。
　　刷洗赤金佛塔用的原料是柴杏干（就是山上长的土杏，晒成否干，不能吃，在中药店里可以买到）。在锅里放进一斤柴杏干，兑入三斤清水煮熬。柴杏干煮熬后变软，锅中的水也变稠了，成了柴杏干汤。随即趁热用鬃刷子葫着柴杏干汤刷洗赤金佛塔。汤慢慢变成黑色．一共刷洗了两次，赤金佛塔上黑色的污垢被刷下来了，然后用清水冲干净。这座被污垢覆盖的赤金佛塔又再现了它那金光灿灿、造型精美、纹饰华丽的原貌。（选自《金银铜器的传统修复技术》一文中的“赤金器的修复技术”）
　　（注：《金银铜器的传统修复技术》原文由赵玉中整理）