Sản xuất phụ thuộc vào nguyên liệu thô, tỷ lệ của chúng, chất trợ dung, nhiệt độ, môi trường và thời gian phản ứng.[6] Sản xuất các chất màu này dường như tập trung ở miền bắc Trung Quốc, khoảng 200–300 km (120–190 dặm) về phía bắc thành phố Tây An. Đây là khu vực với các khoáng sàng lớn của các nguyên liệu thô đầu vào.[4] Không có bất kỳ ghi chép nào về việc sản xuất chất màu tía Hán hay lam Hán, vì thế thông tin về sản xuất là thu được từ thực nghiệm.[8]

Nguyên liệu thô

Các nguyên liệu thô cần thiết là khoáng vật của bari, của đồng, thạch anh và muối chì. Người ta không rõ là các khoáng vật này được sử dụng ngay dưới dạng tự nhiên hay được xử lý trước, do không có chứng cứ nào về việc xử lý cả.[8]

Nguồn bari hoặc là witherit (BaCO3) hay baryt (BaSO4).[10] Do witherit khá khan hiếm nên baryt có lẽ là nguồn bari nguyên liệu.[8] Baryt có tốc độ phân hủy chậm và vì thế phù hợp để sản xuất lam Hán. Ngược lại, witherit phù hợp để sản xuất tía Hán.[9] Trong sử dụng baryt thì các hợp chất/muối chì (như chì cacbonat hay chì(II) oxit) có thể là cần thiết để làm tăng hiệu suất.[10] Chì được phát hiện là gắn với tía Hán và lam Hán.[1][2][4]

Chì có vai trò như một chất xúc tác trong phân hủy các khoáng vật bari cũng như có vai trò của chất trợ dung.[4] Lượng chì cũng có vai trò quan trọng. Quá nhiều chì (trên 5%) gây nóng chảy một phần và hình thành thủy tinh ở nhiệt độ trên 1.000 °C.[9]

Vai trò của chì là:[4]

Quy trình sản xuất

Sản xuất lam Hán sử dụng witherit như sau:[4]

Phản ứng trạng thái rắn để tạo ra các bari đồng silicat bắt đầu ở nhiệt độ khoảng 900 °C.[9] Tía Hán được hình thành nhanh nhất.[4][6] Lam Hán hình thành khi có dư silica và thời gian phản ứng lâu hơn.[4] Sản xuất của người Trung Quốc thời cổ đại nói chung tạo ra hỗn hợp của các hạt tía Hán và lam Hán theo các tỷ lệ khác nhau, nhưng màu thuần khiết đôi khi cũng được sản xuất.[2] Lam Hán có thể đã được sản xuất đến mức nóng chảy, nhưng tía Hán thì không tạo thành thể nóng chảy đồng nhất, vì thế có thể người ta đã sử dụng phương thức thiêu kết để sản xuất nó.[5]

Nung kéo dài làm cho tía Hán bị phá hủy và tạo thành lam Hán:[5]

Nhiệt độ cần thiết phải khá cao (khoảng 900–1.000 °C) và duy trì nhiệt độ này trong thời gian dài.[4][10] Tía Hán là nhạy cảm nhiệt, vì thế nhiệt độ để sản xuất tía Hán cần phải khá ổn định (±50 °C).[5] Lam Hán ít nhạy cảm với nhiệt độ hơn.[8] Trong các điều kiện phù hợp, sản xuất tía Hán phải mất 10–24 giờ, trong khi lam Hán đòi hỏi gấp đôi khoảng thời gian này.[5]

Nhiệt độ có thể đã được kiểm soát bằng cách thử nghiệm các vật liệu nung, kích thước, hình dạng và vật liệu làm lò nung cũng như kiểm soát môi trường lò nung.[8] Công nghệ để đạt được và duy trì nhiệt độ cao có thể đã được biết đến từ sản xuất kim loại và gốm,[4][8][14] như sự sử dụng tiềm năng của các ống bễ kép như được sử dụng trong sản xuất kim loại.[4]