这些天村民在深山谷底已经找到了灰白色条带状的磷灰岩矿,并且已经使用铁镐等工具,挖到了不少磷灰岩矿石。
夏淮安让一部分村民留在此处继续挖矿,另一部分人则和李二等守卫一起,将矿石运到不远处的炼铁营地,在那里炼制磷肥。
因为炼铁营地的工具设备更齐全,生活也更方便。
夏淮安交代,挖矿和炼制磷肥的村民,互相轮流,让大家都学上这门手艺,将来回到小鱼乡也算是有了一技之长。
这种有手艺的长工,在夏家庄的薪资都要高出不少。村民们很是心动。
带着村民回到炼铁营地后,夏淮安抽空教他们如何炼制化肥。
先使用铁镐等工具剥离矿石表层的风化岩,选取致密块状矿石。矿石经石臼粗碎至核桃大小。
然后用水力驱动的石碾将矿石细碎至粗砂粒度。
这种石臼石碾,炼铁经常用到,所以炼铁营地里有好几个。
将碾碎的矿石砂通过细孔竹筛筛选,去除不能通过细孔的杂质,获得矿粉备用。
接下来,就将矿粉,小心的缓缓加入装有稀硫酸的陶瓷缸里。
一边加入,一边搅拌。
在这个过程中,磷灰矿石粉末会与硫酸发生化学反应,变成磷酸,还会释放出含氟的有毒气体,并产生热量。
所以,操作的时候要戴口罩,温度不能太高,如果感觉陶瓷缸外表的温度摸起来很烫手,就要立刻停下,等自然冷却、温度降低后再添加矿石粉末。
另外,在陶瓷缸的上方,放几块浸泡石灰水的纱布,可以吸收中和大部分的有毒气体。
半缸稀硫酸,差不多正好加半缸矿石粉末。
此时,夏淮安知道有两种制造磷肥的工艺。
一种是趁缸还未满时,再加入五斤草木灰,搅拌,缸中液体成浆状。
然后静置熟化两天左右。磷酸会和硫酸钙反应,形成磷酸一钙结晶。将浆状沉淀物取出,晒干,再重新磨成粉末。最终就得到了过磷酸钙,也就是这种磷肥的主要成分。
还有一种方法,就是制作磷酸钾为主的磷钾复合肥。
不同的农作物对肥的需求不一样,具体夏淮安也不是特别清楚,毕竟他虽然特意学习了如何培育土豆红薯等作物的知识,但没有细致到各种化肥的最佳比例。
夏淮安认为,大部分农作物都同时需要磷肥和钾肥,干脆就炼制成磷钾复合肥。
将半缸矿石粉末加入半缸稀硫酸中,搅拌反应充分,不再有热量散发后,静置片刻。
将上清液体倒入另一口水缸中,然后加入大量的草木灰,直到液体不再有酸气。
静置,用纱布过滤去除残渣,将液体放入陶器中加热煮沸,蒸发水分,最终就得到了磷酸钾为主的晶体。
炼制出磷酸钾后,便可用于大豆农田。每亩地均匀撒上约20斤化肥。
不出意外的话,这种磷钾复合肥,可以让大豆产量大增。
小鱼乡及周围十里八乡的大豆产量,平均每亩不到二百斤,也就一百七八十斤。
而现代农业中,大豆种植面积很大,平均亩产高达四百至六百斤!
这其中除了使用基因改良的大豆种子外,最主要的就是化肥增产。
如今夏家庄在小鱼乡足足种下了五百亩的大豆,只要每亩增产一百斤,那就是五万斤大豆!
而这些化肥的制造成本,很低!
现成的矿石、稀硫酸,草木灰也需要通过砍柴烧火就能得到;只需几个村民,辛苦炼制个十几天,就能生产出一万斤化肥,足够五百亩大豆田使用。
“辛苦诸位乡亲!”夏淮安说道:“还请乡亲们趁着这个机会,多炼制一些化肥,可以让其他粮食也大大增产!”
第一批的铁器和磷钾复合肥炼制成功后,夏淮安又对整个工艺流程做出了一些改进。
他发现,仅用硝石产生的二氧化氮作为催化剂,将二氧化硫氧化成三氧化硫,这个步骤的效率不高。
仍有大量的二氧化硫未能氧化,最后排放到空气中,不但有毒,而且也是极大的资源浪费。
为了解决这个问题,夏淮安动了动脑子。
这其实是非常简单的氧化还原反应,其原理是最基础的初中化学知识,甚至连化学课本上就有如何将二氧化硫有效的氧化成三氧化硫,只是夏淮安基本都忘记了。
他依稀记得,可以用铂、钒之类金属氧化物作为高效催化剂,但现在肯定弄不到。
三氧化二铁也是金属氧化物,或许也可以作为催化剂。
他试着改造了脱硫炉的出气孔,将其和陶瓷罐子连接在一起,里面填满赤铁矿捣碎的细颗粒。
这样,高温的二氧化硫气体就会经过这里,与三氧化二铁充分接触,能尽可能的多转化为三氧化硫,最后通过竹管溶解到水中,制造出稀硫酸。
工艺改良后,试了一炉,果然排出的气体少了很多,而稀硫酸的产量大增,几乎翻倍。
还有石膏,也就是磷灰矿石和稀硫酸反应后,沉淀出来的废渣,其中主要成份就是硫酸钙,也就是石膏。
石膏也可以回收利用,可以作为干燥剂,放在粮仓里吸收空气水分;还可以作为造纸的添加剂,让纸张更加白亮光滑;村民也常常使用石膏来点豆腐;石膏也是建材中常用的材料。
对夏淮安来说,石膏有个更加重要的功能,就是作为水泥添加剂!
水泥制作工艺很简单,原料也容易获取,早就可以开始制造。但是有一个问题,就是没有大型搅拌设备,水泥很难均匀混合,或者是很容易局部凝固成块。
这样造出来的水泥路面或者建筑,其实就是豆腐渣工程。有的地方很坚硬,有的地方一捏就碎成渣。
石膏添加入水泥熟料中,可以调节凝固时间,防止水泥局部过快硬化而造成质地不均匀,大大减少豆腐渣工程。
小时候,夏淮安见过父亲在农村盖房子,当时搅拌水泥时就用到了石膏。当时他和小伙伴还经常偷石膏当粉笔来玩。
后来学到相关知识点时,还特别有印象。
夏淮安特意增加了石膏回收的工艺流程,保存备用。
夏淮安只恨自己是个学渣,如果是个真正的化工达人在此,肯定能将整个工艺流程设计的更加合理,更加高效。
不过对于众百姓而言,夏淮安已经是近乎神仙般的存在!
这夏家庄大东家,懂的也太多了!
种田、炼铁、制造农药、制造化肥、培育草菇,还有酿酒、制作玉皂……甚至还会训兵。
除了生孩子,还有什么不会的!
短短几天,夏淮安在这炼铁营地的威信,就提升到一个非常夸张的地步。
虽然他并不是这些铁匠的雇主,但是这些铁匠基本都和挖矿制肥的村民一样,称呼他为东家。
夏淮安当然不反对,他早就表现出了招揽之意。
这些铁匠都参与了私自炼铁,在大乾律例下都是抄家的死罪。就算义军不灭口,他们以后的生存也是如履薄冰。
夏淮安虽然官职品级低,但毕竟是可以养私兵的营尉,只要夏淮安愿意出面庇护他们,说他们打铁是为了给自己的乡勇营配制武器轻甲,只要数量在合理的范围内,就不算违反律例。
就算铁器数量超了,只要夏淮安没有造反,并且自愿上缴超出限额的铁器,再缴纳一笔罚银,也能免于处罚。
因此,炼铁任务完成后,投靠夏家庄,几乎成了这些铁匠唯一的出路。
若是想独自离开,极大可能被义军暗中灭口。义军可不是善茬,若非有夏淮安出面力保,他们这些铁匠,很难活着离开炼铁营地。
更何况,夏淮安还答应,不仅收下他们,还允许他们将家人都接到小鱼乡来居住,提供房屋和不菲的薪资。
所以,很多想通这一点的铁匠,都纷纷改口叫夏淮安为东家,愿意追随他加入夏家庄。
其实还有一些铁匠并未想明白,但也随着众人一起改口,不至于显得自己太特殊。
数日后,见炼铁制肥都已走入正轨,夏淮安制定好详细的流程和应急方案,然后返回小鱼乡。
离开了七八天,他太想小玉芳了。若不是一来一回路程太远,他好几次都想中途溜出去。