姒启设立的喷淋塔由陶瓷打造,足有十米高,内部每三十厘米设有一层陶瓷筛网,用以减缓雾气上升速度与水下落速度,促使二者充分反应。通过反应,最终沉淀下来的即为稀盐酸。那么最后一道工序便是提纯稀盐酸,获取高浓度盐酸。
由于盐酸中的氯化氢与水沸点相近,所以它的提纯难度远超硫酸。
姒启为此专门设计了一套负压蒸馏冷凝提纯设备。先将盐酸倒入设备,接着利用小型蒸汽机通过离合器获取超快转速,再以反向增压的方式抽走蒸馏釜中的空气,使得蒸馏反应釜中的气压降低,气压降低后盐酸的沸点也会随之下降。此时加热,无需达到一百度盐酸便可沸腾蒸发,蒸发后盐酸分离为氯化氢和水蒸气。它们会进入上方的导管,导管连接着一套蜿蜒的冷凝装置。这套装置与众不同之处在于,它的上部分和下部分都设有分流出水口。
当氯化氢和水都经过冷凝装置时,氯化氢在减压环境下会更快凝结成液体,因而冷凝器最上方的分流出水管流出的便是高浓度盐酸。冷凝器最下方的出水管流出的则是超低浓度的稀盐酸,姒启正是通过负压温差的方式成功制得高浓度盐酸。
至此,姒启的三酸工厂流水线基本搭建完成!接下来便是碳酸钠和氢氧化钠。
碳酸钠俗称纯碱、苏打,是制作化工零件搪瓷玻璃的关键原料之一,倘若没有它,化工厂的搪瓷反应釜和管道便无从制作。
它的制作流程与盐酸开头部分相仿,同样要将高浓度硫酸和高浓度盐混合加热,产生的气体氯化氢用于制作盐酸,而液体则是制作烧碱的主要原料硫酸钠。
随后,将木炭粉加入硫酸钠溶液中,加热至八百度左右高温,加热后的硫酸钠与木炭反应生成硫化钠和一氧化碳。接着再向里面加入石灰石继续加热反应,此时溶液中生成碳酸钠和硫化钙。最后烧干,会得到一堆黑灰色粉末物质,分别是白灰色的硫化钙和黑色的碳酸钠。因为硫化钙难溶于水,而碳酸钠易溶于水。届时,依据黑色粉末的量加入适量的水搅拌,待沉淀后将水溶液吸出,此时得到的水便是碳酸钠溶液,残渣即为硫化钙。
为了获取高浓度的碳酸钠,姒启将溶液加热蒸发掉水分,再加蒸馏水,如此反复蒸发过滤提纯。
最后是烧碱氢氧化钠,它可用于处理沸水、清洗武器,造纸、纺织印染、石油开采、精炼等行业都少不了它!
制作方法是先将石灰石在八百度以上的高温中煅烧,得到生石灰,然后加水搅拌制成石灰乳。
接着制作草木灰提取液,先把秸秆烧成草木灰,再按1:5-1:10左右的比例加水,随后用木棒或搅拌器充分搅拌,让草木灰中的可溶成分尽可能溶解在水中。此过程最好持续搅拌15-30分钟,使溶解更充分,搅拌完成后,让溶液静置一段时间,让其中较大的固体颗粒沉淀到容器底部。之后,可用滤纸、滤布或滤网等过滤工具进行过滤,如此便能得到草木灰提取液。
接着将石灰乳加入草木灰提取液搅拌,二者发生反应生成碳酸钙和氢氧化钠溶液。反应结束后,底部的残渣是碳酸钙,液体便是氢氧化钠溶液。
接下来便是提纯,鉴于氢氧化钠的沸点高于水,所以可直接煮沸氢氧化钠溶液,待水蒸发后得到的晶体便是高浓度氢氧化钠。
至此,姒启采用古法工艺搭建起三酸两碱的生产线,而做完这一切,时间悄然过去一个月。冰雪已经将青龙城渲染成一片银装,无数百姓难民除了工作,就是躲在工棚中围绕在火炉旁取暖。
自此,化工厂三酸两碱的根基算是稳固下来,火药工业园也能够开启工大批量生产了!
姒启在安排妥当一切工艺流程后,便着手制作培训手册、傻瓜式流程操作手册、应急措施。与鲁大师敲定了人员安排事宜的同时寻觅对化学有天赋的管理人才,还将之前在小作坊中工作的工人全部拉到园区中,分配到各个岗位做班长工段长,还对每一座园区都配备一位安全员;
而且在这个过程中,他除了与众人商讨人员安排事宜的同时,闲暇时就在延时火药生产线的实验室泡着。
延时火药十分重要,姒启之前制作的简易的延时火药就是将黑火药中碳粉含量提高,硝石含量降低,但是因为小作坊制作导致质量不一,十个手榴弹差不多就有一个哑火,因此这也是姒启打算着重优化的方向。
原则上制作延时火药并不是很难,姒启选择其中安全性更高的黑火药做延时火药,使用当前的最为优质黑火药进行比例调整。当前的黑火药比例是硝酸钾75%、硫磺10%、木炭15%。硝酸钾在火药中的作用是氧化剂,它在火药燃烧反应中氧含量越高,燃烧反应越快越激烈。所以姒启采用降低硝酸钾的比例的方式,使燃烧速度减慢。
经过一番测试,姒启将硝酸钾比例降低到60%左右,同时适当增加木炭的比例增加到25%,硫磺仍保持10%左右。这样一来,由于氧化剂相对减少,燃烧反应的剧烈程度可能会降低,从而使燃烧速度有所减慢。
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