第196章 炼丹炼出无烟发射药

(读小说吧 www.duxs8.net) 脱脂棉比普通棉花的包扎、卫生效果更好，其原理显然是因为普通棉花中的部分油脂、蛋白质成分，并非包扎材料所需要的。 油脂和蛋白质容易被细菌分解利用、变成培养细菌和病毒的“培养基、营养液”，所以医用棉就该尽量脱脂脱蛋白，留下更纯的纤维素就好。 但是，制作硝化棉的棉花要求，和医用棉显然不同。 医用棉中被脱掉的那部分成分，在制作硝化纤维时，有些反而是需要的。脱得太干净了，反而会导致反应失败。 所以，看到方以智搞出医用脱脂棉时，沉树人内心在庆幸于这一发明的同时，也泛起了更多的隐忧，以为硝化纤维的研发，暂时陷入了南辕北辙的歧途。 好在，方以智太了解他了，仅仅看他神色变化，就知道他在郁闷什么，原本方以智还想卖个关子的，这下也就直接和盘托出： “贤弟真是博闻强识，莫非你也知道，医用棉和硝化用棉，对原料的要求并不一样么？” 沉树人闻言，不由一喜，生出了几分期待：“为什么要说‘也’？那就是你本就知道了？宋先生也知道？莫非，你们两种棉都搞出来了？” 方以智这才露出一个得意的表情：“那是自然，这又不难。处理脱脂棉时，可能石灰碱面用多了，脱出来的东西，确实少了不少有用的成分。 但咱既然知道其中道理，还知道红毛夷人的学者已经用这个思路造出了火棉，咱就可以反复试验反复改的嘛，几个月还能琢磨不明白这点事儿？” 沉树人终于有些肃然起敬了：这方以智不得了啊，被自己点拨了一番，这是悟了么，竟能理解酸碱平衡的粗浅原理，略窥酸碱平衡的化学常识。 就算这次新火药的研发暂时没有突破，光凭这份心得，好好总结记录下来，对于这个时代的化学发展，也绝对是大有帮助了。 他还是有些不敢期待地问：“所以……你最后试出来了，哪种预处理的棉花，适合进行酸化？那你是怎么做实验的，难道你们搞出了那种用硝石制出的强酸？” 方以智也不说话，只是和旁边的宋应星相视一笑，先给沉树人看了一点神秘的成品。 那是一些灰黄色的粉末，颜色略深，但绝不是焦黑色的，跟沉树人的想象不太一样。 也可能是沉树人前世化学学得不扎实，或者他前世看过现代枪械子弹里拆出来的底火装药，知道都是偏黑色的，就误以为硝化纤维也是黑色的了。 实际上，硝化纤维就是偏灰黄色的，跟现代子弹的底火并不完全同色，现代底火里面还有掺杂一部分其他成分。 另一方面，早期硝化棉生产制造中，如果出现了黑色，一般就是反应太剧烈，发热散热控制不好，升温碳化了，掺入了杂质。 方以智此刻展示的这些硝化棉，显然也不纯净，以明末的科技水平，也不可能做出太纯的。 沉树人拿在手上，小心翼翼地观察了一下，也看不出真伪，只好让人拿了一点，用于装到子弹里试射。 方以智也早有准备，立刻让人拿来一把大冶军工厂生产的转轮手枪，还有一把后膛装填的短管双管喷，然后现场演示，让一名心腹工匠，把纸弹壳里的装药从黑火药换成这种灰黄色的粉末，最后再交给沉树人身边的一名亲卫，开枪试射。 沉树人全程看得全神贯注，直到最后开火的那一刻，几声与黑火药略有不同的轰鸣之下，略微有些白烟飘散开来，但绝对比黑火药的烟雾要小得多。 而且，明火的火光，也比黑火药要小一些，枪口的枪口焰短促急速得多，能看见火光，但绝不是黑火药那种直接往外喷火的样子。 这一切，都说明新的装药在爆燃速率和气体膨胀速率方面，都比黑火药强得多，才能爆燃得那么充分彻底，瞬间完成。 很显然，作为一款新式的发射药，这种灰黄色的粉末非常合格。依然还残留的少量烟雾，应该只是纯度不够，反应时控制不好，碳化掺入了杂质。 这些问题都不大，再给个几个月甚至一年半载，慢慢优化改良，甚至在实战使用中不断吸取经验，边用边反馈边改，也都是可以接受的。 沉树人只是好奇：方以智他们从哪儿搞来的浓硝酸？ 把硝酸加到棉花里，这一步地球人都会，但硝酸本身在古代可不好搞啊。 …… 一刻钟之后，在火药局的实验室里，一切总算是真相大白，揭开谜底。 而沉树人也不得不叹服，古代人在化学实践方面其实是有一手的，缺的只是系统的理论总结。 方以智一边给他看一堆实验器材，一边显摆似地丢给他一本古书。 “这是唐代神医孙思邈的笔记，算是千金方的残篇吧，主要是纪录孙思邈验证东晋葛洪用于炼丹药的一部分矿物，实际的药用价值。 这是宋先生找出来的，当初你提到，要用硝石和其他强酸制一种新的酸，宋先生试了一阵子后，便怀疑你说的红夷人用的酸，是硝石和绿矾油反应的产物。 绿矾油，是东晋葛洪就有记载的，但他没说绿矾油如何制取，如何得到，只说有这种东西，可遇不可求。 唐孙思邈更进一步，在医书药方笔记上就写了，绿胆矾煅烧，加入别的一些矾吸取其灼烧出来的精华，可得绿矾油，于是我和宋先生就照着这个思路摸索。 一开始，试了几十次，都不得要领，做不出来，后来发现貌似是古今对于‘绿矾’、‘绿胆矾’的记载，认知多有差异，就又找了好多种来源的绿矾，以及形似绿矾的矿物，都加以煅烧、对比其产物，这才知道孙思邈和葛洪的误会在哪儿了—— 天底下的绿矾、绿胆矾，应该不只是一种东西，有的煅烧后可以得到绿矾油烟，有的却怎么也烧不出来，或者烧出来的毒气，只跟普通硫磺燃烧的气味近似，并不能烧出绿矾油烟。我们反复试验，才找到了可以用的绿矾——我还决定，从此把绿矾和绿胆矾区分开来记载。绿矾和胆矾应该是完全不同的东西，有些胆矾发绿，只是混入了杂质。” 方以智这番分析，听到后来，着实让沉树人肃然起敬。 饶是他前世学过中学化学，也是过了好一会儿，才在脑中把方以智的发现，给一一印证了。 明朝人说的绿矾、绿胆矾，应该有硫酸亚铁，也有含杂质的硫酸铜——纯的硫酸铜晶体应该是水蓝色的，这个学过初中化学的都知道，但是自然界的硫酸铜容易混入杂质，尤其是黄色杂质比如天然硫磺，黄蓝混合后偏绿，就很正常了。 以至于唐宋乃至直到明朝，古人都不知道硫酸亚铁和含硫磺杂质的硫酸铜，不是一种东西。那些炼丹家们烧绿矾烧胆矾时，烧出来的产物每次不一样，他们自己也无法解释。 从东晋大炼丹家葛洪，到唐代神医孙思邈，他们都记载过煅烧这些矾类，却不知道自己烧的是几种不同的东西。 硫酸亚铁当然是能煅烧出三氧化硫气体的，然后再用专门的工艺吸收一下，就能得到硫酸，也就是古书记载的“绿矾油”。 有了硫酸后，再制取硝酸就容易了，直接拿硫酸和硝石或者别的硝酸盐再反应，最好是能产生硫酸盐沉淀的，这样剩下的就是硝酸了。 具体过程有些复杂，但毕竟是古人就已经掌握的科技，没什么好赘述的，最关键的一步，还是从没有强酸的环境下，无中生有制造出硫酸。 沉树人原本也是被思路局限住了，因为现代工业化大生产造硫酸，基本上都是直接拿硫磺燃烧出二氧化硫，再加入一定的催化剂进一步氧化到三氧化硫、然后吸收。这样效率非常高，用的原材料也便宜，硫磺到处都是。 甚至现代化工业为了治理二氧化硫排放超标，很多有排含硫废气的工厂，直接在废气处理环节加催化剂，氧化成三氧化硫再吸收为硫酸。那硫酸直接就是环保废气处理的产品了，廉价得不要不要的。 但沉树人穿越回明末，他没办法简单搞出“把二氧化硫气体进一步催化氧化为三氧化硫”的操作，故而迟迟想不到如何工业化大生产六价硫和硫酸。 没想到，方以智和宋应星却压根儿没想过“工业化大生产”，他选择了直接从自然界现成的六价硫酸盐里，煅烧出三氧化硫气体，然后吸收成硫酸。 这样的好处，是再也不用操心怎么把四价硫催化反应成六价硫了，硫酸盐里的硫本身就是六价的。 缺点则是对生产原料提出了很高的要求——如果用工业化大生产，要求用硫磺甚至含硫废气直接就能生产硫酸，极为便宜。现在却要找硫酸亚铁矿物，原材料不知道贵了多少倍。 指望硫酸亚铁煅烧那一丁点产量，要供应大规模的火枪部队发射药，是不太可能了。最多只能供应一下最嫡系的精锐部队，或者是亲卫侍从。 沉树人简单问了一下这种硫酸的造价，果然也是非常昂贵，比直接烧硫磺要贵了十几倍。或者说其用到的硫化物成本，比黑火药那点用硫，贵了至少十几倍。 而在硝化物的使用成本方面，也至少比黑火药用硝石，贵了好几倍，反正就是因为中间复杂的反映环节，硝酸盐参与反应率比较低，每一次反应都有损耗。 综合算下来，这种硝化纤维无烟火药，目前制造成本大约是黑火药的八到十倍！ 未来如果能搞定直接用含硫废气或硫磺燃烧制硫酸，并且把硝酸盐利用率也提升一下，那倒是可以在目前状态下，把成本再降低到三分之一甚至四分之一。那样的话，生产成本依然是黑火药的两到三倍。 “不管了，虽然贵了点，但能把东西先做出来，就是好事。工艺和降低成本，可以慢慢再想办法的。这批火药，就先给我的侍卫队使用吧。 目前先全部给转轮手枪队用，毕竟转轮手枪最精密，对发射药残留和漏火的控制要求也最高，以后有便宜的，再给长枪队用。” 沉树人很快就想到了如何部署这种新式发射药。