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正文 第八十三章 铅锌矿冶炼

    刚过春节,孙振基就把小茅山铅锌矿的矿石送了过来。

    送矿石来时,孙振基告诉潘益飞,他们对苏州小茅山的铅锌矿矿样经燃烧试验后,能闻到一股大蒜味,说明矿石中含有砷。

    砷在矿石中主要以砷黄铁矿的形式存在,砷黄铁矿被称为“毒砂”,丹家也把它称为“礜石”,用它作为提取砒霜的原料。有砷黄铁矿的矿石中必有金银,因此小茅山铅锌矿中金银的含量要高于潭山硫铁矿。

    砷的氧化物之一三氧化二砷是毒药,纯度低的话呈红色,被称为“鹤顶红”(有时也被称为丹顶红),纯度高的话呈白色,就是砒霜。

    古代丹家在制砒霜时,丹家们为防止中毒,都备有解药。

    潘益飞的钢铁厂熔炼含“毒砂”的铅锌矿时必须先处理砷,为防止发生砒霜中毒,也必须事先准备好解毒药。

    根据刘云龙的吩咐,潘益飞准备了两种用于砒霜中毒的解药,一种是“防风解毒汤”、另一种是积雪草。

    防风有祛风解表,胜湿止痛,止痉的功效,用于解砒霜中毒时,需与大青叶、甘草、绿豆一同煎熬后服用,这种药汤被称为“防风解毒汤”。

    积雪草因叶子形状与金钱草很相似,因此也被称为“破铜钱草”,它广泛生长于田野,后世也把它当做观赏植物来种植。积雪草有清湿热、解毒消肿、活血利尿的功效,直接煎服后可用于砒霜、毒蘑菇中毒的解毒。

    在后世,用于砒霜、重金属、氰化物中毒解毒的特效药有硫代硫酸钠、二巯基丙醇、二巯基丁二酸钠,但刘云龙目前还没有这二种特效药,只得用“防风解毒汤”、积雪草。

    刘云龙看过很多穿越,这些主角穿越到了唐朝、宋朝、元朝、明朝后就开采金矿,提炼黄金,而绝大部分金矿是含有砷的,在没有任何防护措施的情况下就提炼黄金,炼金者恐怕活不了一个月。即使一个月后阎王爷没把你招去,你也基本废了。

    刘云龙、贝喜鲁来到七子山,指导潘益飞熔炼铅锌矿。他首先问潘益飞,有没有准备好解毒药?

    潘益飞说道,已按照你的吩咐准备好了“防风解毒汤”、积雪草。

    刘云龙告诉潘益飞,今后化工厂生产硫代硫酸钠后,可用硫代硫酸钠来代替“防风”、积雪草。然后问潘益飞,怎么去除铅锌矿中的砷?

    潘益飞汇报道:“将铅锌矿磨成粉,掺入少量煤粉后,放入焙烧炉,焙烧温度控制在150-200℃,焙烧时间半小时以上,让矿石中的砷充分氧化成砒霜并升华。用冷水吸收烟气后,就能得到粗制砒霜。副产品二氧化硫可以用于制硫酸。”

    刘云龙问道:“知道为啥要加少量煤粉,温度要控制在200℃以下吗?”

    潘益飞说道:“知道。加入少量煤粉是将焙烧炉中的氧气弱化,阻止生成不挥发的五氧化二砷。‘毒砂’在高于220℃时,会分解为单质砷和硫化亚铁,所以要把温度控制在200℃以下。”

    刘云龙点点头,说道:“学的不错,小茅山铅锌矿中还还有锑、铋,你准备怎么提取?”

    潘益飞说道:“在提取砒霜、锡、硒后,将温度提高到700℃,同时鼓入大量的风。矿粉中的三氧化二锑在温度600℃时开始挥发,将三氧化二锑蒸气用水冷却后就得到锑白三氧化二锑。接着将温度提高到900℃,三氧化二铋在800℃时开始挥发,将三氧化二铋蒸气用水冷却,就得到三氧化二铋。”

    刘云龙说道:“提取铅锌矿中锌的温度是多少?”

    潘益飞说道:“加入焦炭,将温度提高到1300℃,在该温度下,矿物中被还原的锌以烟气方式派出,同时矿物中的镉、铟、铊等也已氧化物的形式进入烟气中。铅被还原后,因铅的比重大,熔化的铅液带着其它金属沉入炉底,炉渣浮在上面。打开底部的炉门,放出铅液,冷却后得到粗铅。粗铅中含有铁、铜、锑、金、银、铂、铑、铱等。今后有二氧化铅后,在加入焦炭时,可以加入二氧化铅,可以提高贵重金属的回收率。”

    刘云龙说道:“嗯,你能回答得这么详细,说明你已是一个合格的干事了。”

    潘益飞得意地说道:“我看了宋应星的《天工开物》3遍,看了你讲课的笔记5遍。要是再回答不出来,还怎么做钢铁厂干事?”

    “哦,这么有把握?那你说说宋应星的《天工开物》里是怎么描写制备铅白碱式碳酸铅、铅丹四氧化三铅的?”

    “你真考我呀?”

    “真的。”

    “那我说了。化妆、颜料用的碱式碳酸铅,也叫‘胡粉’,宋应星的《天工开物》第十四卷《五金》中是这么说的,‘凡造胡粉,每铅百斤,熔化,削成薄片,卷作筒,安木甑内。甑下、甑中各安醋一瓶,外以盐泥固济,纸糊甑缝。安火四两,养之七日。期足启开,铅片皆生霜粉,扫入水缸内。未生霜者,入甑依旧再养七日,再扫,以质尽为度,其不尽者留作黄丹料。’关于铅丹四氧化三铅,书中是这么说的,‘凡炒铅丹,用铅一斤,土硫黄十两,硝石一两。熔铅成汁,下醋点之。滚沸时下硫一块,少顷入硝少许,沸定再点醋,依前渐下硝、黄。待为末,则成丹矣。其胡粉残剩者,用硝石、矾石炒成丹,不复用醋也。欲丹还铅,用葱白汁拌黄丹慢炒,金汁出时,倾出即还铅矣。’”

    “那怎么制中药密陀僧氧化铅?”

    “《天工开物》里没写怎么制密陀僧,李时珍的《本草纲目》中好像写了,说是方铅矿提炼铅、银时沉积于炉底的橙红色的物质就是密陀僧。”

    “《本草纲目》也在看了?”

    “嗯,我还看了葛洪的《抱朴子》、陶弘景整理的《神农本草经》。”

    “你觉得他们的炼丹和我的化学有啥不一样?”

    “有些原理是一样的,你的化学对他们的方法做了很大改进。”

    “我在哪些方面做了改进?”

    “比方说,老祖宗用水银来提炼金银,你用锌来提炼金银。李时珍用方铅矿的炉底来提取密陀僧,你用**搅拌铅熔液。”

    “熔炼方铅矿时,用炉底来提取密度僧,杂质太多,除了氧化铅外,还有砂石、金属铅等。我让你们用**搅拌熔融的铅熔液,把粘在**上的氧化铅敲下来做成密陀僧,纯度比炉底法高得多,不容易引起铅中毒。”

    “我们提炼的铅,除了做药、颜料、青铜器、铅弹、铅蓄电池、化工容器外,还有别的用处吗?”

    “你怕提炼的铅、锌没销路?铅的用处多着呢,今后还可以做铅合金、催化剂、油漆、焊接材料等,你放心提炼铅锌矿,提炼出来的铅、锌,不愁卖不出去。”

    刘云龙对潘益飞说道:“还是你懂得我的心思。我怕花了代价提炼的铅、锌,到时候亏本了,兄弟们都得跟我一起喝西北风了。”然后问秦银华:“锡、硒、碲怎么提取?”

    秦银华说道:“”

    第五道工序,加入焦炭的同时加入二氧化铅,加二氧化铅的目的是最大程度地回收矿物中的铜、金、银。将温度升高到1300℃,该温度下,被还原的锌以烟气形式被排出,镉、铟、铊等也以氧化物形式进入烟气中,”

    刘云龙说道:“你的锡、硒、碲怎么提取?”

    秦银华说道:“把二氧化锡与碳反应,就得到金属锡。把二氧化硒溶液加温到70℃,通入二氧化硫,二氧化硒就被还原成单质硒了。二氧化碲的熔点是733℃,二氧化碲在加温到熔点以上时就升华,因此在铅锌矿中提取三氧化二铋时,才有二氧化碲蒸气进入烟尘。先用火碱处理收集到的烟气,再分别用硫酸、火碱、四氧化三磷、纯碱处理,就能得到二氧化碲。”接着他详细解释了用火碱、硫酸、四氧化三磷、纯碱处理二氧化碲烟气时各阶段生产的化合物。

    “提取金银,你们可以用‘吹灰法’,也可以用‘派克司法’,那怎么提取铂族元素呢?”

    “先将含有锌、铅及其它贵重金属的混合渣液加热到500度,回收锌蒸气,冷却后的矿渣就是含有铅和贵重金属的混合渣。将混合渣加热到60℃,加入硝酸钾,回收二氧化锇;再用浓硫酸浸出钯;然后把浸出钯的混合渣与火碱一起熔融,冷却后浸出铂;再用漂白粉次氯酸钠浸出铑;等有了氰化物,就能浸出含铱的氰酸铱盐,再用锌还原,得到金属铱。”然后讲了每道工序的工艺。”

    “不错,不错,你已是一个优秀的冶金工程师了。”

    “我和潘干事一样,把你发给我的书翻了好几遍了。”

    “铁铺那边的硅钢试验,你可不能放送哦。”

    “不会放送的。”

    “等提炼了硒、碲,工具钢中放入微量的这二种元素,工具钢的切削性能可以得到很大的提高。”

    “好,到时我来做各种试验。”然后问道:“刘总,今后我们提炼了这么多砒霜,怎么处理?”