第89章 铅锌矿冶炼
刚过春节，孙振基就把小茅山铅锌矿的矿石送了过来。
送矿石来时，孙振基告诉潘益飞，他们对苏州小茅山的铅锌矿矿样经燃烧试验后，能闻到一股大蒜味，说明矿石中含有砷。
砷在矿石中主要以砷黄铁矿的形式存在，砷黄铁矿被称为“毒砂”，丹家也把它称为“礜石”，用它作为提取砒霜的原料。有砷黄铁矿的矿石中必有金银，因此小茅山铅锌矿中金银的含量要高于潭山硫铁矿。
砷的氧化物之一三氧化二砷是毒药，纯度低的话呈红色，被称为“鹤顶红”（有时也被称为丹顶红），纯度高的话呈白色，就是砒霜。
古代丹家在制砒霜时，丹家们为防止中毒，都备有解药。
潘益飞的钢铁厂熔炼含“毒砂”的铅锌矿时必须先处理砷，为防止发生砒霜中毒，也必须事先准备好解毒药。
根据刘云龙的吩咐，潘益飞准备了两种用于砒霜中毒的解药，一种是“防风解毒汤”、另一种是积雪草。
防风有祛风解表，胜湿止痛，止痉的功效，用于解砒霜中毒时，需与大青叶、甘草、绿豆一同煎熬后服用，这种药汤被称为“防风解毒汤”。
积雪草因叶子形状与金钱草很相似，因此也被称为“破铜钱草”，它广泛生长于田野，后世也把它当做观赏植物来种植。积雪草有清湿热、解毒消肿、活血利尿的功效，直接煎服后可用于砒霜、毒蘑菇中毒的解毒。
在后世，用于砒霜、重金属、氰化物中毒解毒的特效药有硫代硫酸钠、二巯基丙醇、二巯基丁二酸钠，但刘云龙目前还没有这二种特效药，只得用“防风解毒汤”、积雪草。
刘云龙看过很多穿越小说，这些主角穿越到了唐朝、宋朝、元朝、明朝后就开采金矿，提炼黄金，而绝大部分金矿是含有砷的，在没有任何防护措施的情况下就提炼黄金，炼金者恐怕活不了一个月。即使一个月后阎王爷没把你招去，你也基本废了。
刘云龙、贝喜鲁来到七子山，指导潘益飞熔炼铅锌矿。他首先问潘益飞，有没有准备好解毒药？
潘益飞说道，已按照你的吩咐准备好了“防风解毒汤”、积雪草。
刘云龙告诉潘益飞，今后化工厂生产硫代硫酸钠后，可用硫代硫酸钠来代替“防风”、积雪草。然后问潘益飞，怎么去除铅锌矿中的砷？
潘益飞汇报道：“将铅锌矿磨成粉，掺入少量煤粉后，放入焙烧炉，焙烧温度控制在150-200c，焙烧时间半小时以上，让矿石中的砷充分氧化成砒霜并升华。用冷水吸收烟气后，就能得到粗制砒霜。副产品二氧化硫可以用于制硫酸。”
刘云龙问道：“知道为啥要加少量煤粉，温度要控制在200c以下吗？”
潘益飞说道：“知道。加入少量煤粉是将焙烧炉中的氧气弱化，阻止生成不挥发的五氧化二砷。‘毒砂’在高于220c时，会分解为单质砷和硫化亚铁，所以要把温度控制在200c以下。”
刘云龙点点头，说道：“学的不错，小茅山铅锌矿中还还有锑、铋，你准备怎么提取？”
潘益飞说道：“在提取砒霜、锡、硒后，将温度提高到700c，同时鼓入大量的风。矿粉中的三氧化二锑在温度600c时开始挥发，将三氧化二锑蒸气用水冷却后就得到锑白三氧化二锑。接着将温度提高到900c，三氧化二铋在800c时开始挥发，将三氧化二铋蒸气用水冷却，就得到三氧化二铋。”
刘云龙说道：“提取铅锌矿中锌的温度是多少？”
潘益飞说道：“加入焦炭，将温度提高到1300c，在该温度下，矿物中被还原的锌以烟气方式派出，同时矿物中的镉、铟、铊等也已氧化物的形式进入烟气中。铅被还原后，因铅的比重大，熔化的铅液带着其它金属沉入炉底，炉渣浮在上面。打开底部的炉门，放出铅液，冷却后得到粗铅。粗铅中含有铁、铜、锑、金、银、铂、铑、铱等。今后有二氧化铅后，在加入焦炭时，可以加入二氧化铅，可以提高贵重金属的回收率。”
刘云龙说道：“嗯，你能回答得这么详细，说明你已是一个合格的干事了。”
潘益飞得意地说道：“我看了宋应星的《天工开物》3遍，看了你讲课的笔记5遍。要是再回答不出来，还怎么做钢铁厂干事？”
“哦，这么有把握？那你说说宋应星的《天工开物》里是怎么描写制备铅白碱式碳酸铅、铅丹四氧化三铅的？”
“你真考我呀？”
“真的。”
“那我说了。化妆、颜料用的碱式碳酸铅，也叫‘胡粉’，宋应星的《天工开物》第十四卷《五金》中是这么说的，‘凡造胡粉，每铅百斤，熔化，削成薄片，卷作筒，安木甑内。甑下、甑中各安醋一瓶，外以盐泥固济，纸糊甑缝。安火四两，养之七日。期足启开，铅片皆生霜粉，扫入水缸内。未生霜者，入甑依旧再养七日，再扫，以质尽为度，其不尽者留作黄丹料。’关于铅丹四氧化三铅，书中是这么说的，‘凡炒铅丹，用铅一斤，土硫黄十两，硝石一两。熔铅成汁，下醋点之。滚沸时下硫一块，少顷入硝少许，沸定再点醋，依前渐下硝、黄。待为末，则成丹矣。其胡粉残剩者，用硝石、矾石炒成丹，不复用醋也。欲丹还铅，用葱白汁拌黄丹慢炒，金汁出时，倾出即还铅矣。’”
“那怎么制中药密陀僧氧化铅？”
“《天工开物》里没写怎么制密陀僧，李时珍的《本草纲目》中好像写了，说是方铅矿提炼铅、银时沉积于炉底的橙红色的物质就是密陀僧。”
“《本草纲目》也在看了？”
“嗯，我还看了葛洪的《抱朴子》、陶弘景整理的《神农本草经》。”
“你觉得他们的炼丹和我的化学有啥不一样？”
“有些原理是一样的，你的化学对他们的方法做了很大改进。”
“我在哪些方面做了改进？”
“比方说，老祖宗用水银来提炼金银，你用锌来提炼金银。李时珍用方铅矿的炉底来提取密陀僧，你用铁棍搅拌铅熔液。”
“熔炼方铅矿时，用炉底来提取密度僧，杂质太多，除了氧化铅外，还有砂石、金属铅等。我让你们用铁棍搅拌熔融的铅熔液，把粘在铁棍上的氧化铅敲下来做成密陀僧，纯度比炉底法高得多，不容易引起铅中毒。”
“我们提炼的铅，除了做药、颜料、青铜器、铅弹、铅蓄电池、化工容器外，还有别的用处吗？”
“你怕提炼的铅、锌没销路？铅的用处多着呢，今后还可以做铅合金、催化剂、油漆、焊接材料等，你放心提炼铅锌矿，提炼出来的铅、锌，不愁卖不出去。”
刘云龙对潘益飞说道：“还是你懂得我的心思。我怕花了代价提炼的铅、锌，到时候亏本了，兄弟们都得跟我一起喝西北风了。”然后问秦银华：“锡、硒、碲怎么提取？”
秦银华说道：“”
第五道工序，加入焦炭的同时加入二氧化铅，加二氧化铅的目的是最大程度地回收矿物中的铜、金、银。将温度升高到1300c，该温度下，被还原的锌以烟气形式被排出，镉、铟、铊等也以氧化物形式进入烟气中，”
刘云龙说道：“你的锡、硒、碲怎么提取？”
秦银华说道：“把二氧化锡与碳反应，就得到金属锡。把二氧化硒溶液加温到70c，通入二氧化硫，二氧化硒就被还原成单质硒了。二氧化碲的熔点是733c，二氧化碲在加温到熔点以上时就升华，因此在铅锌矿中提取三氧化二铋时，才有二氧化碲蒸气进入烟尘。先用火碱处理收集到的烟气，再分别用硫酸、火碱、四氧化三磷、纯碱处理，就能得到二氧化碲。”接着他详细解释了用火碱、硫酸、四氧化三磷、纯碱处理二氧化碲烟气时各阶段生产的化合物。
“提取金银，你们可以用‘吹灰法’，也可以用‘派克司法’，那怎么提取铂族元素呢？”
“先将含有锌、铅及其它贵重金属的混合渣液加热到500度，回收锌蒸气，冷却后的矿渣就是含有铅和贵重金属的混合渣。将混合渣加热到60c，加入硝酸钾，回收二氧化锇；再用浓硫酸浸出钯；然后把浸出钯的混合渣与火碱一起熔融，冷却后浸出铂；再用漂白粉次氯酸钠浸出铑；等有了氰化物，就能浸出含铱的氰酸铱盐，再用锌还原，得到金属铱。”然后讲了每道工序的工艺。”
“不错，不错，你已是一个优秀的冶金工程师了。”
“我和潘干事一样，把你发给我的书翻了好几遍了。”
“铁铺那边的硅钢试验，你可不能放送哦。”
“不会放送的。”
“等提炼了硒、碲，工具钢中放入微量的这二种元素，工具钢的切削性能可以得到很大的提高。”
“好，到时我来做各种试验。”然后问道：“刘总，今后我们提炼了这么多砒霜，怎么处理？”