——冶金化学的兴起：在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800年，伊朗就开始将铜矿石（孔雀石）和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。到了公元前3000年至公元前2500年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡和铅两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜（有时也含有铅），它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊鼎”。它是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期（公元前6世纪）已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁镈（一种锄草工具）、铁锛等农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8世纪至公元前7世纪，欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。据《中国通史》第四卷中古时代·秦汉时期（下册）·第三节冶金化学记载：冶铁的规模和技术，秦汉时期，特别是西汉中期以后，有很大发展。西汉时期，炼铁高炉已开始使用石灰石为熔剂。东汉末建安年间，曹操命人造“百炼”宝刀五把，曹植为此作赋，说此刀“实真人之攸御”，说明东汉百炼钢技术的发展似与炼丹术有关。炼钢技术的继续发展：虽然秦汉时期青铜工具逐步被铁制工具取代，但是炼铜技术并没有停顿，而是在继续发展。除青铜外，这个时期还出现了一些新型的铜合金。《淮南子》里有“饵丹阳之伪金”一语。西汉东方朔所撰《神异经·西荒经》中说；“丹阳铜似金，……故《淮南子》曰饵丹阳之伪金，即此也。”据此可知，刘安所谓“丹阳之伪金”即丹阳铜。相传西汉武帝时丹阳人茅盈三兄弟先后入山修炼，“以丹阳岁歉，点化丹阳（铜）以救饥人”，所以“后人以煅粉点铜者，名其法曰丹阳”。葛洪《神仙传》载；“三茅君中之长兄大司命君茅盈冶铜于句容山（属丹阳郡）。”《抱朴子·黄白》里则明确记载了用武都雄黄点化铜为“黄金”的真秘，并且指出这就是刘向得自刘安的作黄金法。可见丹阳铜大概是一种砷黄铜，即含砷量在10%以下的铜砷合金。在现存古籍中，“黄铜”一词最早见于西汉东方朔的《神异经》。在其《中荒经》中说：“西北有宫，黄铜为墙，题曰地皇之宫。”东方朔所见的黄铜大约即丹阳铜。狐刚子在《五金粉图诀》中曾着重讨论“三黄相入之道”和“五金相入与不相入”之道。所谓三黄相入之道，就是用伏火三黄（雄黄、雌黄、砒黄）点化五金（金、银、铜、铁、锡）为药金、药银的方技。如以铜为例，狐刚子指出：“铜得伏雄，异性合同”；“铜得伏雌，成真是非”；“铜得伏砒，柔弱自低”。所谓“五金相入与不相入”之道，当指五金彼此间能否相互结合形成合金的规律。如狐刚子说：“金得银而虚，银得铜而疏，铜得铁而缩，铁得锡而舒，铜得锡而殊，锡得铁而俱。”同书还指出：“雄黄功能变铁，雌黄功能变锡，砒黄功能变铜，硫黄功能变银化汞。四黄功亦能变铁为铜，反铜为银，反银为金。如谷作米，是天地之中自然之道。”这里狐刚子明确提到“砒黄功能变铜”，四黄功亦能“反铜为银”，此“银”当为药银，显然是砷白铜，即含砷量在10%以上的铜砷合金。这表明我国古代炼丹家在东汉就已制得砷白铜。汞、金、银等的冶炼技术：秦汉时期，汞、金、银等金属的冶炼技术也获得了许多新成就。狐刚子在《五金粉图诀》中还记载了“下火上凝”式炼汞法。这种方法是在铁质下釜中放置朱砂，“然后以瓮合之，以羊毛稀泥泥际口”，“先燃腐草”，再以木柴加热下釜，于是朱砂分解生成的水银便升到上瓮，冷凝在内壁上。狐刚子还对该法的水银产率作过定量研究，结论是：“好朱一斤，可得十二两，中朱十两，下朱八两。”据计算，他从优质朱砂（假设是纯HgS）中取得汞的产率已达87%。在《出金矿图录》中，狐刚子首次记录了冶炼金银的“吹灰法”。他说：银“若未好白，即恶银一斤和熟铅一斤，又灰滤之为上白银”。他在“出金矿法”和“出银矿法”中都详细记载了“锡灰坯炉法”，即今所谓的“吹灰法”。东汉道教祖师张道陵所撰《太清经天师口诀》中也记载了炼金银的“吹灰法”：“铅炼金法：用金三十六两，用铅七十二两。作灰抔，火烧令干，密闭四边，通一看孔。安铅抔中。作一铁抔，大小可灰抔上，遍凿作孔，用合灰抔。抔上累炭，炭上覆泥。火之铅尽，还收取金。更作灰抔，如是三七遍，名曰铅炼金也。”以上史实说明，中国古代炼丹家对冶金学的发展作出了重大的贡献。