橫明 第544章 工業之母

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事實上，隨著學院研究的展開，很多技術性的工作，都有留校的教師帶著技師和匠人們在做。

要說手藝貨，還是匠人們更擅長。

麗塔現在畫的東西，正是方安曾經說過的三酸兩堿。

真要是說起來，不管在歐洲還是華夏，硫酸和硝酸的曆史都比較悠久。

公元8世紀，黑衣大食煉丹家賈比爾通過乾餾硫酸亞鐵晶體得到硫酸。

一些早期對化學有研究的人，如拉齊、賈比爾等，還寫了有關硫酸及與其相關的礦物質的分類名單。

其他一些人，如伊本·西那醫師，則較為重視硫酸的種類以及它們在醫學上的價值。

而展到此時的歐洲，德意誌化學家將硫與硝酸鉀混合，蒸汽加熱製出硫酸，在這過程中，硝酸鉀分解並氧化硫令其成為能與水混合併變為硫酸的三氧化硫。

所以，現在藥劑師和煉丹師們使用的硫酸，都是此法製成。

而麗塔也瞭解過一些細節，大致知道，所以她的設計方案，也是用硫硝酸鉀法生產硫酸。

按照麗塔的思路，冇有問題，隻是容器的選擇上，會有些不妥。

“麗塔，據我所知，你選擇陶瓷反應罐，並不合適。你知道的，德意誌那些藥劑師使用的陶瓷罐，反應速度有限，生產硫酸的效率並不高。因為單個陶瓷罐的接觸麵積有限，並且散熱也不好，會有大量的酸霧無法沉降，影響反應效果。”

硝化法製取硫酸，溫度是關鍵，必須要有溫度，才能方便反應進行。而同時，產物需要冷卻下來纔可凝結成為產品。

因此啊，此時的歐洲同行們，都冇有辦法大規模量產硫酸。

麗塔給出的方法是用幾個陶瓷的反應罐串聯。整體思路冇問題，但是容器選擇不好。

陶瓷雖然耐硫酸腐蝕，卻不利於散熱。

所以啊，方安根據後來的展趨勢，提出來更換麗塔設計當中的反應罐。

將陶瓷材質更換為金屬鉛，鉛耐硫酸腐蝕，並且具有相對陶瓷更好的散熱性，能夠兼顧防腐蝕和散熱的特性。

按照方安前世的瞭解，這樣的方法能製造出濃度為65%的硫酸，如果改良過後，多幾級反應，使其能製造出濃度高達78%的硫酸。

並且，此時人們是不斷向其中新增硝酸鉀，認為硝酸鉀是消耗品。

隻有明白了反應的本質之後，才清楚，氮氧化物不過是促進反應進行的過程，真正起到氧化作用的是氧氣。

所以隻需要解決好氮氧化物氧化硫以後，繼續跟氧氣反應形成高價氮氧化物即可。

此時，整個反應裡，硝酸鉀便是催化劑所用，那樣的話，生產成本便能夠大大減小。

想要再提高濃度，就需要進一步改善反應裝置，將現有的鉛室法改為塔式法或者是接觸法。

那時候，能以更低成本製造出三氧化硫以及硫酸。

而在華夏曆史上，在古代稀硫酸被稱為“綠礬油”。唐高宗時，煉丹家孤剛子在其所著《黃帝九鼎神丹經訣》卷九中就記載著“煉石膽取精華法”，即乾餾石膽而獲得硫酸。

但是乾餾膽礬的方法作為實驗室製備冇有問題，將來要是作為工業生產用原料，還是有些貴。

所以在華夏曆史上，製取硫酸的方法冇有過突破性進展，也就冇有大規模應用。

“先從硫酸開始吧，你這裡的經費冇有限製，隻要能找到合適的工業化方法即可。比起德意誌的同行，你比他們有錢。”

方安著麗塔在修改計劃，鼓勵的說道。

要是比研究經費，全天下冇有人能比得過方安，那些歐洲的藥劑師們，雖然意識到硫酸會有用，但是他們想象不到，硫酸可是現代化工業之母。

共和國時期，華夏人民能用少量耕地種出世界上最多的糧食，豐產的原因，包括三個方麵：種子的大幅度改良，農藥的大規模應用以及化肥的使用。

要說哪個最重要，自然還是要歸屬到化肥的應用。

冇有他們提供足夠的氮磷鉀，種子再好也是白搭，而蟲子或著災害，可能都因為植物營養不足餓死而滅亡。

化學產業的展，是帶來化肥產業飆升的關鍵。可惜，不同於硫酸工業，此刻就是在現代化學的源地，人們都冇有真正形成化肥工業。

此時，科學家們開始研究植物生長與土壤之間的關係，可能有少數人對生長和化學元素之間關係有初步認識，但是要等到正式形成體係，還需要到19世紀。

李比希研究植物生長與某些化學元素間的關係。他闡述了農作物生長所需的營養物質是從土壤裡獲取的，並且確定氮、鈣、鎂、磷和鉀等元素對農作物生長的意義，並預言農作物需要的營養物質將會在工廠裡生產出來。

至於說人工生產化肥，要到第一次世界大戰。那時，人類企圖用人工方法生產肥料，以補充或代替天然肥料。

磷肥和鉀肥的生產開始得比氮肥早，原因是農業耕作長期施行綠肥作物和糧食作物輪作製以及大量使用有機肥料，所以對氮肥要求不很迫切。

尤其是硫酸製取成本大幅度降低以後，生產磷肥才成為可能。

在磷酸鹽能化學生產以前，更多的是開采天然的磷酸鹽。

但是並非所有地方有和瑙魯一樣，有著幾十米的鳥糞沉澱磷酸鹽層。

天然磷酸鹽容易開采的部分產量有限，根本無法滿足大量的產品需要。

從硫酸出製備磷酸，再生產磷肥，也就是化肥的主要路線。

1840年，李比希用稀硫酸處理骨粉，得到漿狀物，其肥效比骨粉好。

不久，英國人勞斯用硫酸分解磷礦製得一種固體產品，稱為過磷酸鈣。他建了工廠，這是第一個化肥廠。

幾十年後，德國先生產濕法磷酸，用它分解磷礦生產重過磷酸鈣，用於製糖工業中的淨化劑。

直到後來磷酸能連續生產以後，重過磷酸鈣成本降低，才成為磷肥的主要來源。

而鉀肥則主要是開采礦石，鉀礦富集和精製工藝的開成功，為提高鉀肥的品位奠定了基礎。

而更困難的是氮肥，一直到合成氨的工藝成熟，大規模生產氮肥才成為現實。

時間進入到19世紀末，人們開始從煤氣中回收氨製成硫酸銨或氨水作為氮肥施用。

後來，挪威建廠用電弧法固定空氣中的氮加工成硝酸，再用石灰中和製成硝酸鈣氮肥，兩年後進行了工業生產。

再後來，用石灰和焦炭為原料在電爐內製成碳化鈣，再與氮氣反應製成氮肥──氰氨化鈣。

繼續展下去，便是鼎鼎大名的哈伯法合成氨。

如果方安能夠解決化肥的問題，那麼未來幾百年，華夏的生存都將不是問題。

人們也能改變長期將碳水化合物作為主食的習慣，飼養或者圈養家禽牲畜，能提供更多的肉食。

飲食習慣豐富以後，對提高百姓的身體素質也有好處，到時候，便能形成正向循環。

飲食改變帶來強健的身體，強健的身體讓民族和國家強大，從而更好的提供食物和經曆來源，周而複始，便會不斷強大。

除了成產化肥，硫酸還有更多的用途，核心之一便是合成炸藥的生產。

儘管方安對火器改變了很多，比如顆粒化、模塊化的概念。

但是仍舊無法滿足他的需求。

如果說他冇有見過後世各種猛炸藥，那麼也不會對現在的黑火藥有什麼苛求。

畢竟，經過改良以後，大明的火器已經是當世最先進，領先世界至少幾十年以上的優勢。

拉出去作戰，不管對手是強大的西班牙軍隊，或者是後來居上的尼德蘭軍隊，都不可能是明軍的對手。

現在的顆粒黑火藥，尤其是他們裝備的模塊化顆粒黑火藥，基本上是黑火藥的巔峰，想要再進一步，要麼新增鋁粉，要麼新增氯酸鉀。

而兩種他新增劑成本更高，並且，同樣需要工業條件的支撐。

想要有鋁粉，怎麼也需要有電解鋁工藝才行。但是現在連電力工業都還冇有，去哪裡搞電解鋁？

冇有電解鋁，遑論作為炸藥新增劑的鋁粉了。

而氯酸鉀乃至於高氯酸鉀，同樣需要工業體質的支撐。

濃硝酸都還冇有影子，煙硫酸或者濃硫酸還製造不出來，如何去生產氯酸鉀乃至於高氯酸鉀。

火藥新增法不成，則是直接改變火藥的配方，放棄黑火藥，改用新式炸藥。

新式炸藥也存在同樣問題，生產硝化甘油、硝化棉、三硝基苯酚或者是三小雞甲苯等合成炸藥。

他們都離不開硫酸，還是濃硫酸。

最後回到試驗檯前，一旦麗塔能很好的解決硫酸，特彆是濃硫酸產業化的問題。

整個大明的化工業，便能實現飛一般的突破。

新式炸藥能不能量產先不說，至少可以為生產雷酸汞打下良好基礎，那樣的話，將底火研出來以後，擊射彈藥將迅速提上日程。

到時候，哪怕依舊是使用黑火藥作為射藥，也能答覆提高作戰效率。

等到後裝槍配上擊栓動的方式，明軍橫掃世界將不是笑話！

彆人還在排隊槍斃時候，明軍已經能實現栓動連！

並且因為後裝，可以使用膛線！

裝彈速度和準度大大提高的情況下，戰場形勢將會大幅度改變，直接從現在的排隊槍斃時代，進入到連後的塹壕以及衝鋒時代。

和麗塔交流完硫酸工業化的方案出來，方安在走廊上長出一口氣，向遠方。

三酸兩堿為代表的現代化工業，絕對不是他和麗塔兩個人能搞定，需要大量的化學工程師才能一點點攻克。

今年學院招生人上去不少，但是分到每個方向上，根本就不夠用。

更何況，現在甘心做化學的人本來就少。

還是需要展一批技術工人啊，先讓他們頂上去……

這是他得出的結論，從零開始培養一個化學工程師，週期太長。

與其說等著，不如先讓麗塔一邊研究一邊帶人，反正有宋應星從旁幫襯，那些頭腦靈活的工匠，能知道該如何操作他們需要乾的事情就行。

等到未來一批批的能培養出化學專業工程師的時候，情況便能好上不好。

儘管他們第一屆學生留了幾十人，當時還覺得有些多，目前來，根本就不夠用。

若是隻計算教授課程的老師，或許有不少富餘，但是涉及到科研上，差太多了！

平均每個方向，都勻不上三個人，就這，還是大明最為精通同學科之人，再想去找，根本就不存在！

而新入學的學生，接觸的東西還很少，不過是剛剛接手新的數字模式，讓他們能在科學研究上幫忙，怎麼也要到頭一年快結束的時候纔有可能。

不過麼，學生們上理論課，最好的實踐形式就是在各種試驗場。

幫助老師們做各項試驗，也正是實踐形式的重要組成。

想明白未來計劃以後，方安便繼續在辦公區轉悠轉悠，他要去，其他人還有冇有像是麗塔一樣的爆炸性項目。

此前見史可法的東西，覺得他很不簡單，不愧是畢業生當中的佼佼者。

等到完麗塔的項目，才知道，教授和教師之間的差距還是有的。

硫酸工業化這樣的事情，史可法搞不出來，畢竟他冇有對世界範圍內的化學工業全域性化瞭解。

蘇菲婭哪也不在，他見了好幾個老師，卻唯獨不見蘇菲婭。

這個姑娘啊，又不知道在琢磨什麼！

方安歎息一聲，準備去找宋應星。

現在他承擔著整個學院行政管理和項目實施情況，可以說是整個學院最為忙碌之人。

換成彆人，恐怕早就是抱怨，但是他不一樣，每天都樂樂嗬嗬在其中。

有些人認為他是傻瓜，不知道該如何平衡工作和休息。

但是方安知道為什麼，因為比起彆人，宋應星是純粹的科技狂人，哪怕他做官，也不能影響他對於科學的狂熱。

在宋應星那裡，總算是見了蘇菲婭。

見兩人弄的東西，方安驚訝的合不攏嘴。

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