大唐:开局被李二模拟发现了
作者:乌呼拉呼 | 分类:历史 | 字数:56.2万
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第448章 脾气古怪的金属
“好办法!”孙思邈恍然大悟,连忙说道:“臣也来帮忙。”
说罢,他撸起袖子,找来了烧杯和水盆以及几桶水,先称量重量,再利用排水法得出矿石的体积。
花费了半个来小时之后,李佑和梁猛彪就获得所有样本矿石的密度数据。
两人一同筛选密度比较高的矿石。
在筛选的时候,李佑发现密度高的矿石绝大多数的石头都是黑色,只有为数不多的几块是白色。
这不禁让他想起初中的知识。
钨虽然是一种战略物资,但华夏是产钨大国,钨矿也分为黑钨矿(锰和铁的钨酸盐)和白钨矿(钨酸钙矿)。
看着这些矿石的颜色,李佑觉得这些矿石八成就是黑钨矿和白钨矿。
而一旁的孙思邈拿着钨矿石,轻轻的敲击了起来,眉头微皱沉思了片刻。
见孙思邈若有所思的停了下来,李佑问到:“孙道长这是想起了什么?”
孙思邈挠了挠头,不怎么肯定的说道:“这石头好像是重石。”
“重石?”李佑回想了一下,确定了这又是个没听过的名词,不禁问到:“重石是什么?”
孙思邈解释道:“很久以前,用釜鼎烧水,烧开之后容易凉,为保持热沸就会往里面加滚烫的重石。”
“现在用了铁锅,重石没什么用了,就拿来垫灶边的。”
“因为这东西和黄金一样重,而且发黑,有美名为钨金石,但常人都叫重石。”
对此,李佑闻言,心中沉思了起来,按照孙思邈的描述,重石很可能就是钨矿石。
不过没有实物,没有测量过密度,李佑也不清楚是不是。
“那你去找一块,测试一下密度,就看看是不是相近。”
孙思邈微微点头,转身就去了灶台,不过片刻就找来了几块遍布碳灰的重石:“殿下找到了。”
李佑微微点头,这碳灰布满,难以看清矿石之前的样子:“测一下密度,看看是不是重石。”
孙思邈拿着石头,按照刚才的步骤,很快得出了重石的密度。
“和这些矿石差不多!”他一脸惊喜的对着李佑说到。
李佑凑近,看了一眼数据,不由的嘴角抽了抽:“还真是!”
事实上,钨这个字最早出现在几千年釜鼎盛行的年代。
铜制造的釜鼎用来烧水,但当水凉了之后想要加柴烧热却不那么容易。
尽管铜很容易导热,但是釜鼎的厚度很厚,加热要很久,尤其是在冬天的时候。
所以往水里加入烧的滚烫的重石就能很好的解决这个问题。
后来随着铁器的出现,黑钨矿中含有铁能够被磁铁吸附,就有铁匠拿来炼铁。
结果可想而知,这炭火的温度矿石融化,钨矿石也只能当做废渣处理。
听到李佑肯定的回答,孙思邈一脸兴奋。
“这么说来,岂不是能够锻造很多神兵利器?”
李佑十分肯定的点头,钨钢和普通的钢性能方面那是天差地别。
钨金属大部分的时候都是用来制作枪管,炮管等军事武器上。
为此,李佑十分大方的挥手道:“等钨提炼出来,到时候人手一件!”
“人手一件?我也有?”孙思邈愣了愣,满是兴奋的:“我早就觉得手术刀顿了,一直都想换个新的!”
“那臣也要一把!”梁猛彪闻言也不甘示弱。
李佑微微点头,事实上他也想有一把神兵利器。
前世上学的时候,他也想拥有一把像倚天剑屠龙刀之类的神兵利器,来一段说走说就走的江湖闯荡。
说只是,钨的提炼可不是那么容易。
一旁的孙思邈这才想起,这钨矿石是用火烧不化,连忙问到:“钨矿石这应该怎么提炼呢?”
李佑转身对着梁猛彪:“在提炼之前,梁猛彪你先去和铁匠商议,把钨矿给找出来,多囤积一些。”
李佑本想的保护起来的,但想了想觉得没有必要。
只要提炼的方法没有泄露,别人就算是有了钨矿那也是白搭。
“是!”梁猛彪应道,转身去寻找铁匠。
待梁猛彪走后,李佑开始回想钨矿的提炼,钨矿的提炼是初中的知识。
经过仔细思考之后,他很快就想到相应的材料。
要提纯钨,要用到纯碱(碳酸钠),用到硫酸,用到煤炭粉,还要用到冶炼的铁炉,还要过滤。
写完之后,李佑对着孙思邈说到:“将这些材料准备好,马上开始冶炼!”
“好!”孙思邈接过纸,看了一眼材料之后,转身对着其他道士招呼了起来。
很快,道士就将所有的材料准备好了,李佑一群人摩拳擦掌的准备提炼钨,打造神兵利器。
李佑对着孙思道:“这第一步就是要将矿石进行破碎,锤成粉末。”
孙思邈闻言点了点头道:“臣有好办法!”
说着,他在道士身边嘀咕了两句后,转身领着李佑来到了水磨坊。
当看到了水磨坊的第一眼的时候,李佑就明白了他的意思,这是要利用水磨坊将矿石给磨成矿粉?
正当李佑要开口的时候,却看见了两个道士用三轮车运来了马周之前制造的锤子打谷机。
李佑愣了愣,顿时明白了孙思邈的做法。
孙思邈笑着解释道:“这矿石这么硬,要是用人力破碎,那不知道要到什么时候。”
“所以,臣就想到了马周之前做的大锤子。”
“只要想办法借在水磨坊的动力上,就能不停的捶打,直至将矿石破碎。”
“不错的想法!”李佑不由的称赞道:“这以后有了这个破碎机倒是方便很多了。”
说着,他看了两眼这个结构,提议道。
“这个其实可以改一下,用绳子吊起石头,用石头砸矿石。”
“避免木锤直接砸在石头上,木锤被锤坏。”
孙思邈眉头舒展开来:“臣正想问,没想到殿下就给了解决办法,殿下真是聪慧过人。”
夸了李佑一句之后,孙思邈转身招呼起了道士,又找来了两个木匠,准备对水磨坊开始改造。
很快,水磨坊就被改成了破碎机,只要推动齿轮,齿轮就会带动大木锤,木锤就会拉动一块磨盘大的石头,重重的落下。
随着“砰”的一声巨响,肉眼可见局势下方冒出了一阵烟尘。
伴随着‘咯吱咯吱’声,巨石再次被木锤吊起,露出了下方被锤的四分五裂的矿石。
孙思邈掏了掏被震的耳朵说道:“还是这个方便,不枉费这么久的改造。”
“那肯定的!”李佑微微颔首,这机械的力量远不是人力所能比的:“待会再用磨盘给磨成粉。”
“还要磨成粉···”孙思邈从未觉冶炼如此的复杂,但想到神兵利器,只得继续加工。
矿石已经被捶打成石块状,这个程度是远远不够大,得继续用磨盘磨成粉(工业上,一般是黑钨矿粉碎至320目)。
在经过破碎,磨粉,清洗过后,李佑获得了很多矿石粉,觉得应该可以进行下一步了。
在磨粉清洗过后,下一步就是,将碳酸钠和矿粉加入炭火中,进行把把八百度到一千度的高温反应。
李佑对着孙思邈说到:“将矿粉和纯碱搅拌,然后放入火中进行烧结,烧两个小时。”
“好!”孙思邈指挥着,很快矿粉和碳酸钠就被置入了炭火之中:“不过要烧多久?”
“两个小时!”李佑回答道。
黑钨矿中的主要成分是钨酸铁和钨酸锰。
钨酸铁和钨酸锰和碳酸钠在八百度到九百度的高温下会进行反应,生成钨酸钠和三氧化二铁(二氧化锰)。
很快,黑矿粉和白色碳酸钠粉末在火焰的烧结下出现了锈红色。
李佑知道这锈红色是三氧化二铁,这个过程将会持续两个小时左右。
在经过两个小时的炭火烧结之后,出现了一堆的粉末。
李佑解释道:“白色的是钨酸钠是提炼钨的主要成分,这锈红色的是氧化铁和黑色的则是二氧化锰。”
望着这三种颜色的产物,孙思邈有些傻眼的问到:“这应该怎么分开?”
对此,李佑笑道:“要想分开他们其实有很多办法。”
“首先就是三者的重量不同,只要将他们施加同一个大小的力,他们就会因为重量不同自己分成三堆。”
孙思邈听完连连点头,眉头微微皱道:“那岂不是还得专门制作一个手摇的分离的工具?”
说着,李佑在纸上画起了这么一个简陋的矿粉分离机。
这其实也很简单,首先就是一个齿轮,一个橡胶皮带。
给齿轮匀速运动,带动橡胶皮带,橡胶皮带上的矿粉就会被转动给抛洒出皮带。
由于力的大小几乎相同,所以重量越重的矿粉就飞的更远,这样就能迅速分离矿粉。
“那还有别的办法么?”孙思邈在一旁看着图纸,很快就理解了这作用。
李佑点了点头道:“当然有,白色的钨酸钠它可以溶于水,而其他的则不会溶于水。”
听到这,孙思邈当即明白了:“那只要加水,然后过滤不就行了?”
“没错!”李佑微微点头,继续说道:“不过这剩下的两种矿粉也不能浪费。”
“铁我知道,应该能够提炼出铁!只是这锰有什么用?”
“锰是一种脾气很怪的金属。”
说起锰李佑接触的也很多,比如常用消毒的高锰酸钾,得了脚气擦这个好的极快。
李佑解释道:“当钢中加入2.5-3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得像玻璃一样,一敲就碎。”
“但加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时,会变得十分柔软,很易进行各种加工。”
“十分的有趣!”
“还有这种事?”孙思邈有些不淡定,但回过神之后说到:“这生铁和钢不也是这样的么?”
李佑点了点头:“没错,铁和钢也是因为碳的多少而产生变化的。”
“这些可以收起来,到时候再进行分离提炼。”
说着,李佑转身将所有的粉末加入了水中,入水的一瞬间,水就迅速变成了淡黄色。
这是钨酸钠溶于水的现象,进行多次的过滤之后,就得到了纯度很相对较高的钨酸钠。