第196章 煉丹煉出無煙發(fā)射藥
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脫脂棉比普通棉花的包扎、衛(wèi)生效果更好,其原理顯然是因?yàn)槠胀藁ㄖ械牟糠钟椭⒌鞍踪|(zhì)成分,并非包扎材料所需要的。 油脂和蛋白質(zhì)容易被細(xì)菌分解利用、變成培養(yǎng)細(xì)菌和病毒的“培養(yǎng)基、營養(yǎng)液”,所以醫(yī)用棉就該盡量脫脂脫蛋白,留下更純的纖維素就好。 但是,制作硝化棉的棉花要求,和醫(yī)用棉顯然不同。 醫(yī)用棉中被脫掉的那部分成分,在制作硝化纖維時(shí),有些反而是需要的。脫得太干凈了,反而會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)失敗。 所以,看到方以智搞出醫(yī)用脫脂棉時(shí),沉樹人內(nèi)心在慶幸于這一發(fā)明的同時(shí),也泛起了更多的隱憂,以為硝化纖維的研發(fā),暫時(shí)陷入了南轅北轍的歧途。 好在,方以智太了解他了,僅僅看他神色變化,就知道他在郁悶什么,原本方以智還想賣個(gè)關(guān)子的,這下也就直接和盤托出: “賢弟真是博聞強(qiáng)識(shí),莫非你也知道,醫(yī)用棉和硝化用棉,對原料的要求并不一樣么?” 沉樹人聞言,不由一喜,生出了幾分期待:“為什么要說‘也’?那就是你本就知道了?宋先生也知道?莫非,你們兩種棉都搞出來了?” 方以智這才露出一個(gè)得意的表情:“那是自然,這又不難。處理脫脂棉時(shí),可能石灰堿面用多了,脫出來的東西,確實(shí)少了不少有用的成分。 但咱既然知道其中道理,還知道紅毛夷人的學(xué)者已經(jīng)用這個(gè)思路造出了火棉,咱就可以反復(fù)試驗(yàn)反復(fù)改的嘛,幾個(gè)月還能琢磨不明白這點(diǎn)事兒?” 沉樹人終于有些肅然起敬了:這方以智不得了啊,被自己點(diǎn)撥了一番,這是悟了么,竟能理解酸堿平衡的粗淺原理,略窺酸堿平衡的化學(xué)常識(shí)。 就算這次新火藥的研發(fā)暫時(shí)沒有突破,光憑這份心得,好好總結(jié)記錄下來,對于這個(gè)時(shí)代的化學(xué)發(fā)展,也絕對是大有幫助了。 他還是有些不敢期待地問:“所以……你最后試出來了,哪種預(yù)處理的棉花,適合進(jìn)行酸化?那你是怎么做實(shí)驗(yàn)的,難道你們搞出了那種用硝石制出的強(qiáng)酸?” 方以智也不說話,只是和旁邊的宋應(yīng)星相視一笑,先給沉樹人看了一點(diǎn)神秘的成品。 那是一些灰黃色的粉末,顏色略深,但絕不是焦黑色的,跟沉樹人的想象不太一樣。 也可能是沉樹人前世化學(xué)學(xué)得不扎實(shí),或者他前世看過現(xiàn)代槍械子彈里拆出來的底火裝藥,知道都是偏黑色的,就誤以為硝化纖維也是黑色的了。 實(shí)際上,硝化纖維就是偏灰黃色的,跟現(xiàn)代子彈的底火并不完全同色,現(xiàn)代底火里面還有摻雜一部分其他成分。 另一方面,早期硝化棉生產(chǎn)制造中,如果出現(xiàn)了黑色,一般就是反應(yīng)太劇烈,發(fā)熱散熱控制不好,升溫碳化了,摻入了雜質(zhì)。 方以智此刻展示的這些硝化棉,顯然也不純凈,以明末的科技水平,也不可能做出太純的。 沉樹人拿在手上,小心翼翼地觀察了一下,也看不出真?zhèn)?,只好讓人拿了一點(diǎn),用于裝到子彈里試射。 方以智也早有準(zhǔn)備,立刻讓人拿來一把大冶軍工廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)輪手槍,還有一把后膛裝填的短管雙管噴,然后現(xiàn)場演示,讓一名心腹工匠,把紙彈殼里的裝藥從黑火藥換成這種灰黃色的粉末,最后再交給沉樹人身邊的一名親衛(wèi),開槍試射。 沉樹人全程看得全神貫注,直到最后開火的那一刻,幾聲與黑火藥略有不同的轟鳴之下,略微有些白煙飄散開來,但絕對比黑火藥的煙霧要小得多。 而且,明火的火光,也比黑火藥要小一些,槍口的槍口焰短促急速得多,能看見火光,但絕不是黑火藥那種直接往外噴火的樣子。 這一切,都說明新的裝藥在爆燃速率和氣體膨脹速率方面,都比黑火藥強(qiáng)得多,才能爆燃得那么充分徹底,瞬間完成。 很顯然,作為一款新式的發(fā)射藥,這種灰黃色的粉末非常合格。依然還殘留的少量煙霧,應(yīng)該只是純度不夠,反應(yīng)時(shí)控制不好,碳化摻入了雜質(zhì)。 這些問題都不大,再給個(gè)幾個(gè)月甚至一年半載,慢慢優(yōu)化改良,甚至在實(shí)戰(zhàn)使用中不斷吸取經(jīng)驗(yàn),邊用邊反饋邊改,也都是可以接受的。 沉樹人只是好奇:方以智他們從哪兒搞來的濃硝酸? 把硝酸加到棉花里,這一步地球人都會(huì),但硝酸本身在古代可不好搞啊。 …… 一刻鐘之后,在火藥局的實(shí)驗(yàn)室里,一切總算是真相大白,揭開謎底。 而沉樹人也不得不嘆服,古代人在化學(xué)實(shí)踐方面其實(shí)是有一手的,缺的只是系統(tǒng)的理論總結(jié)。 方以智一邊給他看一堆實(shí)驗(yàn)器材,一邊顯擺似地丟給他一本古書。 “這是唐代神醫(yī)孫思邈的筆記,算是千金方的殘篇吧,主要是紀(jì)錄孫思邈驗(yàn)證東晉葛洪用于煉丹藥的一部分礦物,實(shí)際的藥用價(jià)值。 這是宋先生找出來的,當(dāng)初你提到,要用硝石和其他強(qiáng)酸制一種新的酸,宋先生試了一陣子后,便懷疑你說的紅夷人用的酸,是硝石和綠礬油反應(yīng)的產(chǎn)物。 綠礬油,是東晉葛洪就有記載的,但他沒說綠礬油如何制取,如何得到,只說有這種東西,可遇不可求。 唐孫思邈更進(jìn)一步,在醫(yī)書藥方筆記上就寫了,綠膽礬煅燒,加入別的一些礬吸取其灼燒出來的精華,可得綠礬油,于是我和宋先生就照著這個(gè)思路摸索。 一開始,試了幾十次,都不得要領(lǐng),做不出來,后來發(fā)現(xiàn)貌似是古今對于‘綠礬’、‘綠膽礬’的記載,認(rèn)知多有差異,就又找了好多種來源的綠礬,以及形似綠礬的礦物,都加以煅燒、對比其產(chǎn)物,這才知道孫思邈和葛洪的誤會(huì)在哪兒了—— 天底下的綠礬、綠膽礬,應(yīng)該不只是一種東西,有的煅燒后可以得到綠礬油煙,有的卻怎么也燒不出來,或者燒出來的毒氣,只跟普通硫磺燃燒的氣味近似,并不能燒出綠礬油煙。我們反復(fù)試驗(yàn),才找到了可以用的綠礬——我還決定,從此把綠礬和綠膽礬區(qū)分開來記載。綠礬和膽礬應(yīng)該是完全不同的東西,有些膽礬發(fā)綠,只是混入了雜質(zhì)?!?/br> 方以智這番分析,聽到后來,著實(shí)讓沉樹人肅然起敬。 饒是他前世學(xué)過中學(xué)化學(xué),也是過了好一會(huì)兒,才在腦中把方以智的發(fā)現(xiàn),給一一印證了。 明朝人說的綠礬、綠膽礬,應(yīng)該有硫酸亞鐵,也有含雜質(zhì)的硫酸銅——純的硫酸銅晶體應(yīng)該是水藍(lán)色的,這個(gè)學(xué)過初中化學(xué)的都知道,但是自然界的硫酸銅容易混入雜質(zhì),尤其是黃色雜質(zhì)比如天然硫磺,黃藍(lán)混合后偏綠,就很正常了。 以至于唐宋乃至直到明朝,古人都不知道硫酸亞鐵和含硫磺雜質(zhì)的硫酸銅,不是一種東西。那些煉丹家們燒綠礬燒膽礬時(shí),燒出來的產(chǎn)物每次不一樣,他們自己也無法解釋。 從東晉大煉丹家葛洪,到唐代神醫(yī)孫思邈,他們都記載過煅燒這些礬類,卻不知道自己燒的是幾種不同的東西。 硫酸亞鐵當(dāng)然是能煅燒出三氧化硫氣體的,然后再用專門的工藝吸收一下,就能得到硫酸,也就是古書記載的“綠礬油”。 有了硫酸后,再制取硝酸就容易了,直接拿硫酸和硝石或者別的硝酸鹽再反應(yīng),最好是能產(chǎn)生硫酸鹽沉淀的,這樣剩下的就是硝酸了。 具體過程有些復(fù)雜,但畢竟是古人就已經(jīng)掌握的科技,沒什么好贅述的,最關(guān)鍵的一步,還是從沒有強(qiáng)酸的環(huán)境下,無中生有制造出硫酸。 沉樹人原本也是被思路局限住了,因?yàn)楝F(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)造硫酸,基本上都是直接拿硫磺燃燒出二氧化硫,再加入一定的催化劑進(jìn)一步氧化到三氧化硫、然后吸收。這樣效率非常高,用的原材料也便宜,硫磺到處都是。 甚至現(xiàn)代化工業(yè)為了治理二氧化硫排放超標(biāo),很多有排含硫廢氣的工廠,直接在廢氣處理環(huán)節(jié)加催化劑,氧化成三氧化硫再吸收為硫酸。那硫酸直接就是環(huán)保廢氣處理的產(chǎn)品了,廉價(jià)得不要不要的。 但沉樹人穿越回明末,他沒辦法簡單搞出“把二氧化硫氣體進(jìn)一步催化氧化為三氧化硫”的cao作,故而遲遲想不到如何工業(yè)化大生產(chǎn)六價(jià)硫和硫酸。 沒想到,方以智和宋應(yīng)星卻壓根兒沒想過“工業(yè)化大生產(chǎn)”,他選擇了直接從自然界現(xiàn)成的六價(jià)硫酸鹽里,煅燒出三氧化硫氣體,然后吸收成硫酸。 這樣的好處,是再也不用cao心怎么把四價(jià)硫催化反應(yīng)成六價(jià)硫了,硫酸鹽里的硫本身就是六價(jià)的。 缺點(diǎn)則是對生產(chǎn)原料提出了很高的要求——如果用工業(yè)化大生產(chǎn),要求用硫磺甚至含硫廢氣直接就能生產(chǎn)硫酸,極為便宜。現(xiàn)在卻要找硫酸亞鐵礦物,原材料不知道貴了多少倍。 指望硫酸亞鐵煅燒那一丁點(diǎn)產(chǎn)量,要供應(yīng)大規(guī)模的火槍部隊(duì)發(fā)射藥,是不太可能了。最多只能供應(yīng)一下最嫡系的精銳部隊(duì),或者是親衛(wèi)侍從。 沉樹人簡單問了一下這種硫酸的造價(jià),果然也是非常昂貴,比直接燒硫磺要貴了十幾倍。或者說其用到的硫化物成本,比黑火藥那點(diǎn)用硫,貴了至少十幾倍。 而在硝化物的使用成本方面,也至少比黑火藥用硝石,貴了好幾倍,反正就是因?yàn)橹虚g復(fù)雜的反映環(huán)節(jié),硝酸鹽參與反應(yīng)率比較低,每一次反應(yīng)都有損耗。 綜合算下來,這種硝化纖維無煙火藥,目前制造成本大約是黑火藥的八到十倍! 未來如果能搞定直接用含硫廢氣或硫磺燃燒制硫酸,并且把硝酸鹽利用率也提升一下,那倒是可以在目前狀態(tài)下,把成本再降低到三分之一甚至四分之一。那樣的話,生產(chǎn)成本依然是黑火藥的兩到三倍。 “不管了,雖然貴了點(diǎn),但能把東西先做出來,就是好事。工藝和降低成本,可以慢慢再想辦法的。這批火藥,就先給我的侍衛(wèi)隊(duì)使用吧。 目前先全部給轉(zhuǎn)輪手槍隊(duì)用,畢竟轉(zhuǎn)輪手槍最精密,對發(fā)射藥殘留和漏火的控制要求也最高,以后有便宜的,再給長槍隊(duì)用。” 沉樹人很快就想到了如何部署這種新式發(fā)射藥。