103.蒸馏炼锌
第二天，姜明早早起床，指导工人们火法炼锌，这是对他来说非常重要，将来革命军的很重零部件制造，都需要用到锌。
闪锌矿的火法冶炼，跟炼铅差不多，不过氧化锌的熔点太高，不会在炉内烧结成块，而是以粉状或砂状存在炉底，因此将锌精矿氧化为氧化锌的竖炉叫做沸腾炉。
沸腾炉结构和炼铅的烧结炉相以，用耐火砖和耐心水泥修建，高3米，炉内底部直径1米，顶部直径03米，总容积约16立方米。烧结炉修在05米的底台上，炉顶的投料口旁边也有1根烟囱，将二氧化硫排到空气中。旁边有一条倾角15度的斜坡，15度角的正弦值约026，因此斜坡长度约14米，工人可以将翻斗车推到坡顶，把原料倒进投料口。
烧结炉底部的左、右两边均有鼓风口，各连着一台用水车驱动的鼓风机，平时只用一台，另一台备用。水车鼓风机的结构很简单，一个偏心轮通过连杆，与鼓风机的活塞相连，将水车的旋转运动转化为往复运动，不断为烧结炉鼓风。
沸腾炉的前面是炉门，可以扒出烧结粉末状的氧化锌和残渣。
“督军，今天不先教我们提炼白银吗？”见姜明一来冶炼厂，便到炼锌的沸腾炉来，一位年轻冶炼厂工人开玩笑道。
姜明摇摇头，解释道“那个不急，先炼出锌，我再亲自教你们从铅中提炼白银。”
蒋七已经让人把锌精矿均匀地堆放在沸腾炉中，用于引火的少量木炭放于炉膛底部，火道已经预热，水轮鼓风机也准备就绪，随时可以冶炼锌。
随着姜明的一声令下，工人将沸腾炉中的木炭点燃，水车也缓慢地旋转起来，炉顶慢慢冒出黑烟。大概30分钟后，炉顶冒出的烟的颜色由黑转青、由青转白，预示着炉内的硫化锌正在剧烈地燃烧着，并释放大量的热。
姜明抹了把额头的汗水，向其他人建议道“这里太热，咱们还是站的远一点。”
海南本就是热带，虽然是热带季风气候，常年温度在30度左右，并不是太热，无法跟暑期的四大火炉相提并论。但是站在1000多度的沸腾前面，也够姜明吃一壶的。
“小常，这火太旺了，再给炉子添加一点矿石。”蒋七吩咐身边的一个工人道。
那位叫小常的工人便推着木质双轮推车，沿着斜坡来到沸腾炉的旁边，用脚轻踩翻斗推车的控制索，翻斗内的矿石便倾倒进炉顶的抽料口中，简单方便。
看着炉顶浓浓的白烟，姜明若有所思，自言自语道“看样子，我应该将造纸厂放到昌化冶炼厂附近才对。这里所有的矿都是硫化物，用木炭还原之前，都要先焙烧，最不缺的就是二氧化硫，有了亚硫酸盐，白纸的产量还不更上一层楼？”
“等地盘巩固之后，就把造纸厂迁到昌化来。”姜明紧握双拳，暗下决心道。
又过了一小时，蒋七让人打开炉门，用铁耙将炉内的锌焙砂和矿渣扒出炉外，待这些物料冷却后，筛出细砂。如果时间允许的话，还可以将锌焙砂放置到水池中淘洗，晒干。
姜明今天赶时间，跳过了水洗步骤，直接利用筛出的锌焙砂进行冶炼。
锌焙砂的主要成分是氧化锌，砂状物堆放在竖炉内，透气性太差，很难发生充分的化学反应，除非有后世的转炉。因此锌焙砂需要与水、木炭粉、粘结剂等制成块状物，姜明使用的粘结剂是熟石灰，即氢氧化钙。20世纪 90年代的农村，仍然使用熟石灰与河砂混成沙浆，用来砌墙。
“哈哈，没想到炼锌还有一道制砖的工艺，有趣！有趣！”看到工人在将锌焙砂压制成块状物，泥瓦厂厂长雷老三忍不住笑道。
将锌焙砂压制成团的工艺，确实和制砖差不多，把锌焙砂、木炭粉、熟石灰和水放到一起搅拌，再用铁制模具压制成椭圆形的团矿，拳头大小，然后放到户外晒干。
“看样子教你们从铅液中提取白银，又要等两天了。”看着放在户外晾晒的锌团矿，姜明无奈地摊开手，对周围的工人道。
团矿并不需要干透，形态稳固就行，海南日照时间充足，昌化处在海边，海风较大，锌团矿在第二天就干燥的差不多了，姜明便决定马上进行团矿的烧结。
团矿的烧结原理也和烧砖差不多，烧结窑的结构也和砖窑一样。烧结窑为长条形、圆弧顶，其中三分之一在地下，就像被劈开的竹子，它的半边竹子扣在地面上。烧结窑的侧面每隔三米就开了窗口，顶部也开了许多孔，用于空气流通。
像烧砖一样开窑后，窑内温度达到800度，锌团矿中的木炭粉，在粘结作用下使团矿烧结，同时锌团矿中的残存水分也彻底蒸发掉。
其实烧结的原理是缩粉尘的间隙，使原本距离太大的粉尘中的分子产生吸引力，从而成为类似的整体，即聚结体。粉末制成团后，还不是一个整体，粉末之间的间隙太大，分子之间产生不了吸引力。当块状物加热后，粉尘颗粒膨胀，分子的间隙缩小，颗粒粘结到一起，分子间产生吸引力，成为聚结体。
由于氧化锌的还原需要1000度以上的高温，烧结窑中存在空气流动，温度很难超过800度，所以木炭不会将氧化锌还原成单质锌。
“将烧结后的锌团矿，从顶部放到密封的“瓶炉”中，将炉门关紧。”
锌团矿烧好后，蒋七便指挥工人将锌团矿转移到“瓶炉”之中，准备冶炼出金属锌。
由于锌的沸点只有900来度，所以一旦在高温炉内发生氧化还原发应，锌金属便会变成气态，逸出到空气中，所以锌团矿的冶炼炉必需要密封。
瓶炉就是姜明专门用来冶炼锌的炉体，它形状像啤酒瓶，所以取名“瓶炉”。瓶炉用耐火砖和耐火泥修建，内外壁均刷上耐火水泥，顶部的烟道也是投料口，最上面那段是直径为20厘米的钢管。
铁管由好几截拼接成冷凝管道，用螺丝和螺母紧固住，其中一段直铁管会经过高处的水池，最后管口朝下，通入收集固态锌的水池中。
瓶炉的外面有直径较大的竖炉，竖炉与瓶炉齐高，看上去像啤酒瓶放在杯子中，瓶炉的炉门没有被封住，那是矿渣的出口。竖炉和瓶炉的夹层是燃烧室，用来对瓶炉内的锌团矿间接加热。
瓶炉不大，高15米，炉膛直径为08米，总容积为06立方米，有效容积05立方米，利用系数06，每天锌的产量可达300公斤。
点燃竖炉中的木炭后，随着鼓风机对竖炉鼓风，燃烧室中的木炭迅速燃烧，提升瓶炉的温度，当炉内温度超过1000度时，锌团矿中的氧化锌与里面过量的炭粉发生置换发应，生成单质锌和二氧化碳；二氧化碳与碳反应，生成一氧化碳，一氧化碳也能与氧化锌反应，生成单质锌。
锌在1000度的炉内变成汽态，与二氧化碳、一氧化碳等气体，沿着铁管排出炉外。锌蒸汽在经过冷凝管时，温度降低，变成液态或固态，滑入到水池中。
“注意控制温度，不要让竖炉里的火烧太旺，否则里面的瓶炉会烧裂。”看到单质锌已经冶炼出来，收集到冷凝池中，姜明叮嘱工人们需要注意的事项。
“将昨天炼出的铅放入坩埚中加热，再去水池中取些锌过来，我给你们表演从铅中提取白银。”姜明对昨天那位好奇的工人吩咐道。
当铅在坩锅中融化后，姜明放出少量的锌，并不断搅拌铅液，只见锌的周围开始聚集一层像白银的物质，并浮于铅液上。
“大家快看，真的是银子啊！”工人们都围过来，原来铅液中真的有银子。
加锌除银是西方19世纪中期发明的方法，后被广泛用于工业生产。锌对银的亲和势比铅大，能与银结合成稳定、熔点高、密度小于铅的固态银锌壳，并浮于液态铅的表面。
“算了，今天演示下就行了，从合金中回收银，还是以后吧！”看着银锌壳，姜明叹息道。银锌壳是银锌合金，含有少量铅，需专门处理，才能回收其中的锌、铅和银。
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闪锌矿的火法冶炼，跟炼铅差不多，不过氧化锌的熔点太高，不会在炉内烧结成块，而是以粉状或砂状存在炉底，因此将锌精矿氧化为氧化锌的竖炉叫做沸腾炉。
沸腾炉结构和炼铅的烧结炉相以，用耐火砖和耐心水泥修建，高3米，炉内底部直径1米，顶部直径03米，总容积约16立方米。烧结炉修在05米的底台上，炉顶的投料口旁边也有1根烟囱，将二氧化硫排到空气中。旁边有一条倾角15度的斜坡，15度角的正弦值约026，因此斜坡长度约14米，工人可以将翻斗车推到坡顶，把原料倒进投料口。
烧结炉底部的左、右两边均有鼓风口，各连着一台用水车驱动的鼓风机，平时只用一台，另一台备用。水车鼓风机的结构很简单，一个偏心轮通过连杆，与鼓风机的活塞相连，将水车的旋转运动转化为往复运动，不断为烧结炉鼓风。
沸腾炉的前面是炉门，可以扒出烧结粉末状的氧化锌和残渣。
“督军，今天不先教我们提炼白银吗？”见姜明一来冶炼厂，便到炼锌的沸腾炉来，一位年轻冶炼厂工人开玩笑道。
姜明摇摇头，解释道“那个不急，先炼出锌，我再亲自教你们从铅中提炼白银。”
蒋七已经让人把锌精矿均匀地堆放在沸腾炉中，用于引火的少量木炭放于炉膛底部，火道已经预热，水轮鼓风机也准备就绪，随时可以冶炼锌。
随着姜明的一声令下，工人将沸腾炉中的木炭点燃，水车也缓慢地旋转起来，炉顶慢慢冒出黑烟。大概30分钟后，炉顶冒出的烟的颜色由黑转青、由青转白，预示着炉内的硫化锌正在剧烈地燃烧着，并释放大量的热。
姜明抹了把额头的汗水，向其他人建议道“这里太热，咱们还是站的远一点。”
海南本就是热带，虽然是热带季风气候，常年温度在30度左右，并不是太热，无法跟暑期的四大火炉相提并论。但是站在1000多度的沸腾前面，也够姜明吃一壶的。
“小常，这火太旺了，再给炉子添加一点矿石。”蒋七吩咐身边的一个工人道。
那位叫小常的工人便推着木质双轮推车，沿着斜坡来到沸腾炉的旁边，用脚轻踩翻斗推车的控制索，翻斗内的矿石便倾倒进炉顶的抽料口中，简单方便。
看着炉顶浓浓的白烟，姜明若有所思，自言自语道“看样子，我应该将造纸厂放到昌化冶炼厂附近才对。这里所有的矿都是硫化物，用木炭还原之前，都要先焙烧，最不缺的就是二氧化硫，有了亚硫酸盐，白纸的产量还不更上一层楼？”
“等地盘巩固之后，就把造纸厂迁到昌化来。”姜明紧握双拳，暗下决心道。
又过了一小时，蒋七让人打开炉门，用铁耙将炉内的锌焙砂和矿渣扒出炉外，待这些物料冷却后，筛出细砂。如果时间允许的话，还可以将锌焙砂放置到水池中淘洗，晒干。
姜明今天赶时间，跳过了水洗步骤，直接利用筛出的锌焙砂进行冶炼。
锌焙砂的主要成分是氧化锌，砂状物堆放在竖炉内，透气性太差，很难发生充分的化学反应，除非有后世的转炉。因此锌焙砂需要与水、木炭粉、粘结剂等制成块状物，姜明使用的粘结剂是熟石灰，即氢氧化钙。20世纪 90年代的农村，仍然使用熟石灰与河砂混成沙浆，用来砌墙。
“哈哈，没想到炼锌还有一道制砖的工艺，有趣！有趣！”看到工人在将锌焙砂压制成块状物，泥瓦厂厂长雷老三忍不住笑道。
将锌焙砂压制成团的工艺，确实和制砖差不多，把锌焙砂、木炭粉、熟石灰和水放到一起搅拌，再用铁制模具压制成椭圆形的团矿，拳头大小，然后放到户外晒干。
“看样子教你们从铅液中提取白银，又要等两天了。”看着放在户外晾晒的锌团矿，姜明无奈地摊开手，对周围的工人道。
团矿并不需要干透，形态稳固就行，海南日照时间充足，昌化处在海边，海风较大，锌团矿在第二天就干燥的差不多了，姜明便决定马上进行团矿的烧结。
团矿的烧结原理也和烧砖差不多，烧结窑的结构也和砖窑一样。烧结窑为长条形、圆弧顶，其中三分之一在地下，就像被劈开的竹子，它的半边竹子扣在地面上。烧结窑的侧面每隔三米就开了窗口，顶部也开了许多孔，用于空气流通。
像烧砖一样开窑后，窑内温度达到800度，锌团矿中的木炭粉，在粘结作用下使团矿烧结，同时锌团矿中的残存水分也彻底蒸发掉。
其实烧结的原理是缩粉尘的间隙，使原本距离太大的粉尘中的分子产生吸引力，从而成为类似的整体，即聚结体。粉末制成团后，还不是一个整体，粉末之间的间隙太大，分子之间产生不了吸引力。当块状物加热后，粉尘颗粒膨胀，分子的间隙缩小，颗粒粘结到一起，分子间产生吸引力，成为聚结体。
由于氧化锌的还原需要1000度以上的高温，烧结窑中存在空气流动，温度很难超过800度，所以木炭不会将氧化锌还原成单质锌。
“将烧结后的锌团矿，从顶部放到密封的“瓶炉”中，将炉门关紧。”
锌团矿烧好后，蒋七便指挥工人将锌团矿转移到“瓶炉”之中，准备冶炼出金属锌。
由于锌的沸点只有900来度，所以一旦在高温炉内发生氧化还原发应，锌金属便会变成气态，逸出到空气中，所以锌团矿的冶炼炉必需要密封。
瓶炉就是姜明专门用来冶炼锌的炉体，它形状像啤酒瓶，所以取名“瓶炉”。瓶炉用耐火砖和耐火泥修建，内外壁均刷上耐火水泥，顶部的烟道也是投料口，最上面那段是直径为20厘米的钢管。
铁管由好几截拼接成冷凝管道，用螺丝和螺母紧固住，其中一段直铁管会经过高处的水池，最后管口朝下，通入收集固态锌的水池中。
瓶炉的外面有直径较大的竖炉，竖炉与瓶炉齐高，看上去像啤酒瓶放在杯子中，瓶炉的炉门没有被封住，那是矿渣的出口。竖炉和瓶炉的夹层是燃烧室，用来对瓶炉内的锌团矿间接加热。
瓶炉不大，高15米，炉膛直径为08米，总容积为06立方米，有效容积05立方米，利用系数06，每天锌的产量可达300公斤。
点燃竖炉中的木炭后，随着鼓风机对竖炉鼓风，燃烧室中的木炭迅速燃烧，提升瓶炉的温度，当炉内温度超过1000度时，锌团矿中的氧化锌与里面过量的炭粉发生置换发应，生成单质锌和二氧化碳；二氧化碳与碳反应，生成一氧化碳，一氧化碳也能与氧化锌反应，生成单质锌。
锌在1000度的炉内变成汽态，与二氧化碳、一氧化碳等气体，沿着铁管排出炉外。锌蒸汽在经过冷凝管时，温度降低，变成液态或固态，滑入到水池中。
“注意控制温度，不要让竖炉里的火烧太旺，否则里面的瓶炉会烧裂。”看到单质锌已经冶炼出来，收集到冷凝池中，姜明叮嘱工人们需要注意的事项。
“将昨天炼出的铅放入坩埚中加热，再去水池中取些锌过来，我给你们表演从铅中提取白银。”姜明对昨天那位好奇的工人吩咐道。
当铅在坩锅中融化后，姜明放出少量的锌，并不断搅拌铅液，只见锌的周围开始聚集一层像白银的物质，并浮于铅液上。
“大家快看，真的是银子啊！”工人们都围过来，原来铅液中真的有银子。
加锌除银是西方19世纪中期发明的方法，后被广泛用于工业生产。锌对银的亲和势比铅大，能与银结合成稳定、熔点高、密度小于铅的固态银锌壳，并浮于液态铅的表面。
“算了，今天演示下就行了，从合金中回收银，还是以后吧！”看着银锌壳，姜明叹息道。银锌壳是银锌合金，含有少量铅，需专门处理，才能回收其中的锌、铅和银。
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