72.定装火药
目前制约革命军壮大的最大阻力便是原料,缺少锡、铅、银等金属,黑火药的原料也很匮乏。目前只能通过硝田生产硝酸钾,欧洲国家在18世纪发现印度和南美的硝石矿前,也是用这种方法生产硝石;而中国直到明朝在四川、湖北发现大的硝石矿,以及土法制硝的普及,黑火药才有大规模使用的基础。
至于硫磺,中原地区没有火山,所以天然硫磺极少,古代硫磺小部分是朱砂等硫化物加热分解得到,大部分来自西域输入,直到明朝可以从黄铁矿中提炼硫磺,黑火药的另一个制约因素才解决。
现在硫磺和硝石等两种原料都缺乏,只能精打细算,提高原料的纯度,更加科学地制定火药配方才行。
“你们几个不要靠那炉子太近,容易中毒。”江小鱼现在兼管这个火药作坊,对着几个靠近硫磺提纯装置的工人道。
肇新寨建成后,姜明在山谷的内部建了一座火药作坊,有4个车间:木炭车间负责将木炭窑专门烧制的炭磨成粉末状;硫磺车间负责对买来的硫磺提纯;硝石车间负责从硝土中提炼出硝酸钾,硝土从硝田运来;总装车间将三者按照一定的比例,混合到一起,再做成颗粒状火药,定量装备。
革命军买来的硫磺都含有一定的杂质,所以必须精提纯。硫磺的提纯装置是一个大型陶罐,硫能与很铁、铜等金属发生反应,因此只能用陶器做容器,构造类似特大号地压力锅,分成上下两层。
将碾碎后的硫磺放在上层,下层加热,将陶罐加热到200度,硫的熔点为113度,此时硫融化为液态。用一根管子从底部通入高温水蒸汽,在强大的气压作用下,液态的硫磺被水蒸气冲起来,通过罐子顶部的管道流到冷水池,在那里凝结成高纯度的单质硫。硫磺里的杂质则留在了陶罐里,定期除渣即可。硫磺提纯可能产生极少量硫化氢、二氧化硫等有毒气体,因此江小鱼提醒工人注意安全。
硝田运过来的“硝土”都是精选过的,提纯的方法是:将硝土放到开水池里面淋煮,静置后,取出上层液体,经过几次过滤,得到较为澄清的甲溶液,它的主要成分为氯化钠、硝酸钙、硝酸钾等。将草木灰加入水中溶解、过滤,得到乙溶液,它的主要成分是碳酸钾。
将甲、乙两种溶液混合,经过复分解反应,碳酸钙沉淀下来,过滤后,最后的澄清溶液中只剩下硝酸钾和氯化钠。
最后,利用硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线差异,氯化钠在不同温度下的溶解度变化不大,这个姜明已经实验得到。将含有两者的溶液加热到沸腾,随着水量减少,氯化钠首先饱和,结晶析出,一定时间后,将热的溶液倒到另一个桶中冷却,硝酸钾随着温度降低,溶解度大幅下降,溶解不了的硝酸钾慢慢结晶析出。最终得到高纯度的硝酸钾晶体。
“这等神奇的法子,督军都能想出来,某真是服了。”江小鱼伸出大拇指,对姜明赞道。
“其实古人在战国时期,就知道在阴暗的墙角、洞穴捡取硝石,我只是加以借鉴先人的智慧罢了。”姜明呵呵道,他还是很佩服祖先的智慧的。
有了三种原料后,用石磨将它们分别磨细,混到一起就是正宗的粉末状黑火药。
但是,这种火药不管在出厂时混合得多么均匀,只要在运输时长途摇晃,就会造成密度大的硝酸甲和硫磺沉到桶底,比重低的木炭跑到表层。由于木炭的吸附性强,很容易吸收空气水分,造成的结果是,火药受潮和原料混合不均匀,严重影响火药的品质和效果。
为了克服这种情况,欧洲以前打仗时,先将硫磺、硝石和木炭分别装运,上战场前分发给士兵,由士兵们自行配制。结果就是配制的火药效果差异极大,有的威力很强,有的连衣服都炸不破。
来自后世的姜明当然不会犯这种错误,他直接选择制造颗粒火药。
在一个大木盆中倒入一定的水,水中加入少量胶体,三种原料按照一定的质量配比,倒入木盆中,充分混合搅拌,然后揉成面饼状,放到水泥地面晒干。等火药饼子干透后,打碎碾磨,用细筛子筛出大小差不多的颗粒,性质稳定可靠的粒状火药便制作好了。
“为什么要将火药制作成砂子一样呢?”看到火药先是混合,又是加水搅拌,再制作成颗粒状,江小鱼不解地问道。
“主要是保持火药的成分一致性,维持火药的燃烧速度,免得不同人配制的火药差异太大,造成火炮的膛压太大,出现炸膛事故。”姜明认真解释道。
姜明解释的也算通俗易懂,江小鱼点头示意,算是大致明白了。
现在革命军的火药不多,不能乱用,火药定装后,可以避免火药的浪费。总装车间的最后一道工序,便是用秤称出标准重量的火药,包在油纸里,制作出定量火药。80毫米口径的红铜大炮,发射铁弹的重量为1.8公斤,弹药比为4.5,目前标准装药量为400克,爆炸产生的能量,可以将铁弹以每秒400米的速度推出炮口。
“以后所有的火药都需要定量备制,油纸不够的话,就跟苏长史说。”
革命军的油纸是在原纸上涂上动物油脂,具有耐折及防水性能,可以防止火药受潮。革命军现在造的纸是够用的,但动物油脂是很重要的营养,因此需要专门分配一些油脂用于制作油纸,姜明担心油纸不够,所以叮嘱江小鱼道。
“还有,这个火药作坊的工人都要用信得过的人,每个人的家庭背景都需要摸清楚,特别是总装车间的工人,要格外谨慎的选用。”后世对先进技术都格外保密,因此姜明也非常注重技术的保密,所以格外嘱咐江小鱼。
“江某晓得了,请督军放心。”江小鱼点头应道。
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