經(jīng)過破碎處理后，按照姜明的估計(jì)，方鉛礦的品位達(dá)到35至40，閃鋅礦的品位達(dá)到40-45，達(dá)到了直接焙燒的標(biāo)準(zhǔn)。

    后世的方鉛礦需要經(jīng)過破碎、磨碎處理，再用化學(xué)藥劑進(jìn)入浮選，最終選出鉛精礦。現(xiàn)在沒有那么好的條件，暫時(shí)也沒有球磨機(jī)和化學(xué)藥劑，無法磨碎和浮選，姜明只能利用品位約40的鉛精礦，直接進(jìn)行火法煉鉛。

    明代宋應(yīng)星的《天工開物》中，對(duì)于火法煉鉛也有專門記載，根據(jù)鉛礦伴生礦是銀或銅的不同，列出了不同的冶煉思路。

    “先將山炭放到爐子的底部，再放入鉛精礦?！笔Y七指揮著工人向燒結(jié)爐中投料。

    燒結(jié)是火法煉鉛的第一步，原理是鉛精礦中的硫化鉛在高溫中，被空氣中的氧氣氧化為氧化鉛，同時(shí)釋放大量的熱量。

    燒結(jié)爐用耐火磚和耐心水泥修建，高3米，爐內(nèi)底部直徑1米，頂部直徑03米，總?cè)莘e約16立方米。燒結(jié)爐修在05米的底臺(tái)上，爐頂?shù)耐读峡谂赃吺?根煙囪，將二氧化硫排到空氣中，姜明還是很愛護(hù)工人健康的。旁邊有一條傾角15度的斜坡，長約14米，工人可以將翻斗車推到坡頂，直接把原料倒進(jìn)投料口。

    燒結(jié)爐底部的左、右兩邊均有鼓風(fēng)口，各連著一臺(tái)用水車驅(qū)動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)，平時(shí)只用一臺(tái)，另一臺(tái)備用。水車鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)很簡單，一個(gè)偏心輪通過連桿，與鼓風(fēng)機(jī)的活塞相連，將水車的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷為燒結(jié)爐鼓風(fēng)。

    燒結(jié)爐的前面是爐門，可以扒出燒結(jié)成塊的氧化鉛和殘?jiān)?br/>
    “點(diǎn)火吧！”姜明吩咐工人將火把從爐門放到到燒結(jié)爐中，點(diǎn)燃了里面的木炭。

    這時(shí)鼓風(fēng)機(jī)也開始運(yùn)動(dòng)，將新鮮空氣沿著管道送向燒結(jié)爐。姜明設(shè)計(jì)的送風(fēng)管是用生鐵鑄造，架放在火道里面，火道燃燒木炭。新鮮空氣從風(fēng)道向燒爐吹去的時(shí)候，先經(jīng)過火道的預(yù)熱，到達(dá)燒結(jié)爐的時(shí)候，溫度可以達(dá)到度。

    “鐵的導(dǎo)熱性比水泥強(qiáng)很多，以后高爐的送風(fēng)管都換成鐵管?！毕氲街盀楦郀t設(shè)計(jì)的送風(fēng)管還是水泥澆鑄的，姜明心道。那時(shí)候，姜明還冶煉不出鋼鐵，只能先用水泥管。

    大約半小時(shí)之后，水車的轉(zhuǎn)速越來越快，風(fēng)壓變大，空氣越來越充足，爐內(nèi)的鉛精礦開始充分燃燒起來，爐頂?shù)臒煹念伾珊谵D(zhuǎn)青、由青轉(zhuǎn)白，最后變成濃濃的火煙。

    “這燒結(jié)爐旁邊也太熱了，里面明明只添加了很少的木炭，怎么會(huì)這么熱呢？”燒結(jié)爐太熱，蔣七略微遠(yuǎn)離了爐子，嘴中嘀咕道。

    姜明輕笑一聲，道“這鉛精礦也是能燒的，不過它只有在高溫環(huán)境中才能燃燒，底下的那點(diǎn)木炭只是起到引火的作用。當(dāng)風(fēng)箱向爐中送去熱風(fēng)后，鉛精礦也慢慢燃燒起來，放出大量的熱量，所以它的溫度也是非常高的?！?br/>
    “哦，原來如此，老朽明白了?！睂⑵咭矐械每滟澖髁?，在他眼里，督軍簡直無所不知，這種事稀松平常。

    當(dāng)鉛精礦在爐中充分燃燒后，爐中的溫度約至900度，此時(shí)硫化鉛已經(jīng)充分燃燒生成氧化鉛，然后在高溫下燒結(jié)或融化成塊狀。

    “吩咐工人打開爐門，扒出里面的黃色塊狀物和殘?jiān)??！卑l(fā)現(xiàn)時(shí)機(jī)差不多了，姜明便讓蔣七安排工人收集氧化鉛。

    氧化鉛是黃色晶體或粉末，古代又稱為黃丹，是一種重要的嚴(yán)料，有劇毒，古代很多煉丹師將黃丹涂在丹爐的內(nèi)壁上，結(jié)果丹藥就含有黃丹，要了不少皇帝的命。

    工人打開爐門后，收集扒出來的黃色塊狀物和粉末，準(zhǔn)備作下一步的處理。另有一些工人會(huì)對(duì)殘?jiān)M(jìn)行篩遠(yuǎn)，因?yàn)殂U精礦仍有伴生礦，像閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦，以及金、銀等貴金屬，這些硫化物在高溫中也會(huì)氧化、分解，留在殘?jiān)小?br/>
    閃鋅礦、黃鐵礦都會(huì)與氧氣在高溫下反應(yīng)，生成氧化鐵和氧化鋅，都可以收集起來，冶煉成金屬單質(zhì)。金、銀也可能存在殘?jiān)?，可以收集起來冶煉?br/>
    狀塊的氧化鉛可以直接放到鼓風(fēng)爐中還原，粉末狀的氧化鉛則收集到一起，壓制在鑄鐵盒中，放回爐中燒結(jié)成塊。

    “打開鼓風(fēng)爐，將這些黃色鉛塊放到里面冶煉?！惫と艘呀?jīng)揀出不少黃色塊狀物，蔣七便吩咐工人進(jìn)行下一步的冶煉。

    鼓風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)和燒結(jié)爐差不多，是豎爐結(jié)構(gòu)。考慮到燒結(jié)爐的產(chǎn)量有限，鼓風(fēng)爐并不大，高度為2米，爐膛底部直徑08米，頂部投料口直徑03米，容積只有09立方米。按照有效從積07立方米，鉛的密度是鐵的15倍，利用系數(shù)可達(dá)到08，若滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，每天鉛產(chǎn)量可以達(dá)到560公斤。

    氧化鉛和木炭放到鼓風(fēng)爐后，工人點(diǎn)燃木炭，水車也驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)為爐內(nèi)輸送新鮮的熱空氣，兩者開始在爐內(nèi)緩慢地反應(yīng)著。隨著爐內(nèi)溫度升高，反應(yīng)越來越劇烈，木炭燃燒生成二氧化碳，又與過量的碳反應(yīng)，生成一氧化碳。

    一氧化碳與氧化鉛在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鉛。鉛的熔點(diǎn)低，只有300多度，很快在爐中1000多度的高溫中融化成液體，沿著鼓風(fēng)爐的出鉛口流出。

    “多虧督軍設(shè)計(jì)出兩種爐子，第一天就順利煉出了鉛?！笨吹饺廴诘你U水，從鼓風(fēng)爐的出鉛口流出，蔣七忍不住贊嘆道。

    古代煉鉛多是采有一步到位，將鉛精礦和木炭一起放入爐中，在高溫下反應(yīng)，直接冶煉出鉛。但是這種方法冶煉出的鉛雜質(zhì)較多，需要進(jìn)一步精煉。當(dāng)然，古代多數(shù)情況下對(duì)金屬的純度要求沒那么高，一般并不提純。因?yàn)榉姐U礦往往伴生金銀，白銀會(huì)融到鉛中，碰到這種情況，古代的匠人會(huì)進(jìn)一步從鉛中提煉白銀。

    目前冶煉出來的鉛，純度已經(jīng)超過95，已經(jīng)可以滿足日常使用。可是姜明想到鉛中還有銀，那就好人做好底、送佛送到西，繼續(xù)提純鉛吧！

    他沒有回應(yīng)蔣七，只是淡淡道“咱們還是按原計(jì)劃，續(xù)續(xù)提純鉛吧。”

    蔣七點(diǎn)點(diǎn)頭，指揮工人將出鉛口的溝漕打開，液態(tài)鉛沿著溝槽流入到坩堝中。坩堝是用高嶺土燒制而成，可以承受1500度的高溫。

    工人拿著鐵棒不斷攪坩堝中的液態(tài)鉛，隨著溫度降低，銅在液態(tài)鉛的溶解度降低，結(jié)晶成固析出，由于銅的密度比鉛低，浮在鉛的表面，用鐵質(zhì)漏勺將銅取出。

    同時(shí)，隨著液態(tài)鉛的不斷攪拌，其中的銻、砷、錫與氧氣接觸，生成難溶于液態(tài)鉛的氧化物，浮于鉛液的表面，同樣用鐵質(zhì)漏勺分離。

    除去銅、銻、砷、錫等元素之后，便完成了第一步的粗鉛精煉。實(shí)際完成這一步，鉛的純度已經(jīng)超過99，可以在各種工業(yè)中廣泛使用。

    姜明看外面天色已暗，吩咐道“今天就到這里，明天教你們從鉛中提煉出白銀。”

    “?。°U中還有銀子？”聽到督軍明天要從鉛中提取銀子，老蔣驚訝的嘴巴都合不上，太不可思議了，其他人更是目瞪口呆。

    古人雖然會(huì)從方鉛礦中冶煉白銀，但也不是人人都會(huì)，只有少數(shù)的官府匠人知道這點(diǎn)。而且選礦的第一步就跟姜明不一樣，冶煉白銀的工匠是敲碎了方鉛礦，找出含銀的石塊進(jìn)行冶煉。而姜明恰好相反，找出含鉛的石塊，冶煉出鉛，再提純，分離出銀。

    至于第二步，從鉛中提煉出白銀。姜明心知肚明，今天是辦不成的，缺少一樣材料。

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