采买的第一批原料还没到,趁着这段空闲,向道开始对那些少年进行彻底“改造”。
首先是换行头,所有人先从头到脚洗一遍,消灭跳蚤,然后发新衣服,一人三套。
接着定规矩,包括每天检查宿舍卫生,每天早晚的值班安排,背诵保密守则,确定工作时间跟休息时间,以及学习时间。
尤其是学习,向道要求每人每月至少要认识一百个字,超额有奖励,不达标有惩罚。
这么几天折腾下来,少年们是叫苦不迭,要不是顿顿有肉吃,早就有人撂挑子不干了。
……
三天后,向道等了许久的原料终于到了。
这天清晨,天刚蒙蒙亮,一队马车悄悄驶入向家大院,提前收到消息的向道已经等候多时。
“这都几天了,怎么现在才送来?”向道打着哈欠,问前边赶车的长栓道。
长栓撇了他一眼,没好气的道:“你以为那么容易呢!你不看看你都要的啥东西?硝石,硫磺,这些可是造火药的东西,官府管的严着呢!
你买少点没事,买的多了问题就大了。我花了大力气,还使了银子才弄来这几车。”
向道嘿嘿一笑,道:“老长,辛苦了啊!改天我请你吃饭。”
“得了吧!等你请客,我得饿死。”
马车拉到储物仓库,向道招呼人把车上的东西卸下来,然后亲自送长栓他们离开。
匆匆吃过早饭,向道带着冯坦,师生两人开始了原料量产测试,核心的一项就是规模化生产硝酸钠。
作为曾经的制造业从业者,向道很清楚,实验室生产跟工业化大规模量产,这完全不是一回事。
就比如硝酸钠,生产这玩意儿得用到硫酸。(个人感觉整个化学大厦的地基就是硫酸)
但之前那种法子只能少量制取,产量很低,时间还久,是不能用作规模化生产的。
想要大量生产硫酸,得用新办法。
再三思考之后,向道决定改变制取流程,把二氧化硫跟水反应这一步去掉,改成用三氧化硫跟水反应,直接生成硫酸。
不过,三氧化硫的制取就有点麻烦了,化学反应过程分成四个流程,如下:
①,S + O₂= SO₂(高温)
②, H₂SO₄(浓)+ 2KNO₃= K₂SO₄+ 2HNO₃
2HNO₃=2NO₂+O₂+H₂O(高温)
③, NO₂+SO₂=SO₃+NO
2NO+O₂=2NO₂
(这里的二氧化氮是催化剂)
④,SO₃+H₂O=H₂SO₄(放热)
这个反应过程中,硝酸需要硫酸制取,然后硝酸分解后参与反应又生成更多硫酸。
根据这个反应过程,向道特意订制了一些特殊造型的陶瓷罐作为反应容器,再用铅管做连接管,构成了一整套反应装置,只需持续供应原料就能大量生产硫酸。
他所不知道的是,这套生产流程,其实正是工业上用的制取硫酸方法,叫做塔式法。
原理是对的,但实验中会不会出什么问题,谁也不知道。
向道跟冯坦两人带着玻璃面罩,全身包裹,连手上都戴了皮手套,正式开始量产测试。
首先第①步,打开一个瓷罐,往里装填硫磺,加热,硫磺燃烧产生二氧化硫。
第②步,另一个瓷罐里,硫酸跟硝石混合,加热,产生二氧化氮跟氧气。
①和②的气体通过管道相遇,生成三氧化硫。
第④步,三氧化硫通过管道接入水中,生成硫酸。
这边点着火加热,没一会儿,冯坦就指着第④步骤的瓷罐惊呼道:“老师,你听,这里边什么动静啊!”
向道不以为意,继续拉着风箱,道:“三氧化硫跟水反应,大量放热,还会产生酸雾。动静大点正常,等反应结束就好了。”
“哦。”
材料很快反应结束了,又等了一段时间,向道打开第④步骤的瓷罐开关,流出了透明液体。
拿了根铁棍插进去,滋滋冒气泡。
成了!
有了硫酸,再倒入另一个反应瓷炉,加入硝石,生成物通过蒸馏装置得到硝酸。(要控制好温度,温度太高硝酸会分解)
最后一步,就是把硝酸跟石碱混合反应,生成硝酸钠。
到这,烧制玻璃的原料算是凑齐了,配好比例,直接拿去炉子里烧就成。
“我讨厌化学!”
成功做完量产试验,冯坦却突然蹦出来这么一句。
“嗯?为啥?”向道端着刚出炉的硝酸钠晶体,奇怪道。
冯坦瘪了瘪嘴,道:“化学的逻辑不清晰,规律又太啰嗦,我感觉自己像在看一层雾。……反正就是不喜欢,我喜欢数学跟物理。”
“……”
向道无奈,说道:“不喜欢也得学,我现在身边人手不够,在我找到新的学生前,你得帮忙。”
“知道了!”冯坦点点头。
量产测试大获成功,向道下午就开始指导少年们上手操作。
对少年们来说,这些流程完全是黑箱状态,压根不知道咋回事,反正加进去的东西出来就成了另一种。
但这并不影响他们学习操作,反正也没有多复杂。
当天傍晚,第一炉玻璃熔液顺利出炉。
向道指挥着,让少年们把玻璃熔液倒入准备好的铁槽,同时铁槽下边可以转动,利用离心力使铁槽内的玻璃熔液均匀摊开。
等熔液成型后,倒入冷水淬火,就得到了一块长宽分别为70cm跟40cm的平面玻璃。
这个尺寸,正好能装上大多数晋省人家的窗户。
玻璃冷却完成,少年们小心的把它从铁槽里托取出,看着手里晶莹剔透的东西,惊的全都张大了嘴巴。
东西是他们烧制的,但真搞不懂这玩意是怎么变出来的,明明放进去的是沙子,怎么出来就成这样了呢?
“都别愣着了,赶紧继续啊!做完这一炉就吃饭,厨房可做了红烧肉呢!”向道招呼道。
红烧肉立刻让少年们忘掉了这些怪事儿,注意力转到工作上。
一整炉的玻璃熔液,最后只做出了十三块玻璃。
当然,今后完全可以扩产,加几个炉子的事儿罢了。
冬天快到了,在大户人家,房屋的透光跟避寒功能是刚需。
向道是准备用玻璃大赚一笔的,反正那些土豪的银子放地窖里也是浪费,不如放他兜里。