横明 545 工业之母

事实上，随着学院研究的展开，很多技术性的工作，都有留校的教师带着技师和匠人们在做。

要说手艺货，还是匠人们更擅长。

丽塔现在画的东西，正是方书安曾经说过的三酸两碱。

真要是说起来，不管在欧洲还是华夏，硫酸和硝酸的历史都比较悠久。

公元8世纪，黑衣大食炼丹家贾比尔通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸。

一些早期对化学有研究的人，如拉齐、贾比尔等，还写了有关硫酸及与其相关的矿物质的分类名单。

其他一些人，如伊本·西那医师，则较为重视硫酸的种类以及它们在医学上的价值。

而发展到此时的欧洲，德意志化学家将硫与硝酸钾混合，蒸汽加热制出硫酸，在这过程中，硝酸钾分解并氧化硫令其成为能与水混合并变为硫酸的三氧化硫。

所以，现在药剂师和炼丹师们使用的硫酸，都是此法制成。

而丽塔也了解过一些细节，大致知道，所以她的设计方案，也是用硫硝酸钾法生产硫酸。

按照丽塔的思路，没有问题，只是容器的选择上，会有些不妥。

“丽塔，据我所知，你选择陶瓷反应罐，并不合适。你知道的，德意志那些药剂师使用的陶瓷罐，反应速度有限，生产硫酸的效率并不高。因为单个陶瓷罐的接触面积有限，并且散热也不好，会有大量的酸雾无法沉降，影响反应效果。”

硝化法制取硫酸，温度是关键，必须要有温度，才能方便反应进行。而同时，产物需要冷却下来才可凝结成为产品。

因此啊，此时的欧洲同行们，都没有办法大规模量产硫酸。

丽塔给出的方法是用几个陶瓷的反应罐串联。整体思路没问题，但是容器选择不好。

陶瓷虽然耐硫酸腐蚀，却不利于散热。

所以啊，方书安根据后来的发展趋势，提出来更换丽塔设计当中的反应罐。

将陶瓷材质更换为金属铅，铅耐硫酸腐蚀，并且具有相对陶瓷更好的散热性，能够兼顾防腐蚀和散热的特性。

按照方书安前世的了解，这样的方法能制造出浓度为65%的硫酸，如果改良过后，多几级反应，使其能制造出浓度高达78%的硫酸。

并且，此时人们是不断向其中添加硝酸钾，认为硝酸钾是消耗品。

只有明白了反应的本质之后，才清楚，氮氧化物不过是促进反应进行的过程，真正起到氧化作用的是氧气。

所以只需要解决好氮氧化物氧化硫以后，继续跟氧气反应形成高价氮氧化物即可。

此时，整个反应里，硝酸钾便是催化剂所用，那样的话，生产成本便能够大大减小。

想要再提高浓度，就需要进一步改善反应装置，将现有的铅室法改为塔式法或者是接触法。

那时候，能以更低成本制造出三氧化硫以及硫酸。

而在华夏历史上，在古代稀硫酸被称为“绿矾油”。唐高宗时，炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆而获得硫酸。

但是干馏胆矾的方法作为实验室制备没有问题，将来要是作为工业生产用原料，还是有些贵。

所以在华夏历史上，制取硫酸的方法没有过突破性进展，也就没有大规模应用。

“先从硫酸开始吧，你这里的经费没有限制，只要能找到合适的工业化方法即可。比起德意志的同行，你比他们有钱。”

方书安看着丽塔在修改计划，鼓励的说道。

要是比研究经费，全天下没有人能比得过方书安，那些欧洲的药剂师们，虽然意识到硫酸会有用，但是他们想象不到，硫酸可是现代化工业之母。

共和国时期，华夏人民能用少量耕地种出世界上最多的粮食，丰产的原因，包括三个方面：种子的大幅度改良，农药的大规模应用以及化肥的使用。

要说哪个最重要，自然还是要归属到化肥的应用。

没有他们提供足够的氮磷钾，种子再好也是白搭，而虫子或着灾害，可能都因为植物营养不足饿死而灭亡。

化学产业的发展，是带来化肥产业飙升的关键。可惜，不同于硫酸工业，此刻就是在现代化学的发源地，人们都没有真正形成化肥工业。

此时，科学家们开始研究植物生长与土壤之间的关系，可能有少数人对生长和化学元素之间关系有初步认识，但是要等到正式形成体系，还需要到19世纪。

李比希研究植物生长与某些化学元素间的关系。他阐述了农作物生长所需的营养物质是从土壤里获取的，并且确定氮、钙、镁、磷和钾等元素对农作物生长的意义，并预言农作物需要的营养物质将会在工厂里生产出来。

至于说人工生产化肥，要到第一次世界大战。那时，人类企图用人工方法生产肥料，以补充或代替天然肥料。

磷肥和钾肥的生产开始得比氮肥早，原因是农业耕作长期施行绿肥作物和粮食作物轮作制以及大量使用有机肥料，所以对氮肥要求不很迫切。

尤其是硫酸制取成本大幅度降低以后，生产磷肥才成为可能。

在磷酸盐能化学生产以前，更多的是开采天然的磷酸盐。

但是并非所有地方有和瑙鲁一样，有着几十米的鸟粪沉淀磷酸盐层。

天然磷酸盐容易开采的部分产量有限，根本无法满足大量的产品需要。

从硫酸出发制备磷酸，再生产磷肥，也就是化肥的主要路线。

1840年，李比希用稀硫酸处理骨粉，得到浆状物，其肥效比骨粉好。

不久，英国人劳斯用硫酸分解磷矿制得一种固体产品，称为过磷酸钙。他建了工厂，这是第一个化肥厂。

几十年后，德国首先生产湿法磷酸，用它分解磷矿生产重过磷酸钙，用于制糖工业中的净化剂。

直到后来磷酸能连续生产以后，重过磷酸钙成本降低，才成为磷肥的主要来源。

而钾肥则主要是开采矿石，钾矿富集和精制工艺的开发成功，为提高钾肥的品位奠定了基础。

而更困难的是氮肥，一直到合成氨的工艺成熟，大规模生产氮肥才成为现实。

时间进入到19世纪末，人们开始从煤气中回收氨制成硫酸铵或氨水作为氮肥施用。

后来，挪威建厂用电弧法固定空气中的氮加工成硝酸，再用石灰中和制成硝酸钙氮肥，两年后进行了工业生产。

再后来，用石灰和焦炭为原料在电炉内制成碳化钙，再与氮气反应制成氮肥──氰氨化钙。

继续发展下去，便是鼎鼎大名的哈伯法合成氨。

如果方书安能够解决化肥的问题，那么未来几百年，华夏的生存都将不是问题。

人们也能改变长期将碳水化合物作为主食的习惯，饲养或者圈养家禽牲畜，能提供更多的肉食。

饮食习惯丰富以后，对提高百姓的身体素质也有好处，到时候，便能形成正向循环。

饮食改变带来强健的身体，强健的身体让民族和国家强大，从而更好的提供食物和经历来源，周而复始，便会不断强大。

除了成产化肥，硫酸还有更多的用途，核心之一便是合成炸药的生产。

尽管方书安对火器改变了很多，比如颗粒化、模块化的概念。

但是仍旧无法满足他的需求。

如果说他没有见过后世各种猛炸药，那么也不会对现在的黑火药有什么苛求。

毕竟，经过改良以后，大明的火器已经是当世最先进，领先世界至少几十年以上的优势。

拉出去作战，不管对手是强大的西班牙军队，或者是后来居上的尼德兰军队，都不可能是明军的对手。

现在的颗粒黑火药，尤其是他们装备的模块化颗粒黑火药，基本上是黑火药的巅峰，想要再进一步，要么添加铝粉，要么添加氯酸钾。

而两种他添加剂成本更高，并且，同样需要工业条件的支撑。

想要有铝粉，怎么也需要有电解铝工艺才行。但是现在连电力工业都还没有，去哪里搞电解铝？

没有电解铝，遑论作为炸药添加剂的铝粉了。

而氯酸钾乃至于高氯酸钾，同样需要工业体质的支撑。

浓硝酸都还没有影子，发烟硫酸或者浓硫酸还制造不出来，如何去生产氯酸钾乃至于高氯酸钾。

火药添加法不成，则是直接改变火药的配方，放弃黑火药，改用新式炸药。

新式炸药也存在同样问题，生产硝化甘油、硝化棉、三硝基苯酚或者是三小鸡甲苯等合成炸药。

他们都离不开硫酸，还是浓硫酸。

最后回到试验台前，一旦丽塔能很好的解决硫酸，特别是浓硫酸产业化的问题。

整个大明的化工业，便能实现飞一般的突破。

新式炸药能不能量产先不说，至少可以为生产雷酸汞打下良好基础，那样的话，将底火研发出来以后，击发发射弹药将迅速提上日程。

到时候，哪怕依旧是使用黑火药作为发射药，也能答复提高作战效率。

等到后装枪配上击发栓动的方式，明军横扫世界将不是笑话！

别人还在排队枪毙时候，明军已经能实现栓动连发！

并且因为后装，可以使用膛线！

装弹速度和准度大大提高的情况下，战场形势将会大幅度改变，直接从现在的排队枪毙时代，进入到连发后的堑壕以及冲锋时代。

和丽塔交流完硫酸工业化的方案出来，方书安在走廊上长出一口气，看向远方。

三酸两碱为代表的现代化工业，绝对不是他和丽塔两个人能搞定，需要大量的化学工程师才能一点点攻克。

今年学院招生人看上去不少，但是分到每个方向上，根本就不够用。

更何况，现在甘心做化学的人本来就少。

还是需要发展一批技术工人啊，先让他们顶上去……

这是他得出的结论，从零开始培养一个化学工程师，周期太长。

与其说等着，不如先让丽塔一边研究一边带人，反正有宋应星从旁帮衬，那些头脑灵活的工匠，能知道该如何操作他们需要干的事情就行。

等到未来一批批的能培养出化学专业工程师的时候，情况便能好上不好。

尽管他们第一届学生留了几十人，当时还觉得有些多，目前看来，根本就不够用。

若是只计算教授课程的老师，或许有不少富余，但是涉及到科研上，差太多了！

平均每个方向，都匀不上三个人，就这，还是大明最为精通同学科之人，再想去找，根本就不存在！

而新入学的学生，接触的东西还很少，不过是刚刚接手新的数字模式，让他们能在科学研究上帮忙，怎么也要到头一年快结束的时候才有可能。

不过么，学生们上理论课，最好的实践形式就是在各种试验场。

帮助老师们做各项试验，也正是实践形式的重要组成。

想明白未来计划以后，方书安便继续在办公区转悠转悠，他要去看看，其他人还有没有像是丽塔一样的爆炸性项目。

此前看见史可法的东西，觉得他很不简单，不愧是毕业生当中的佼佼者。

等到看完丽塔的项目，才知道，教授和教师之间的差距还是有的。

硫酸工业化这样的事情，史可法搞不出来，毕竟他没有对世界范围内的化学工业全局化了解。

苏菲娅哪也不在，他见了好几个老师，却唯独不见苏菲娅。

这个姑娘啊，又不知道在琢磨什么！

方书安叹息一声，准备去找宋应星。

现在他承担着整个学院行政管理和项目实施情况，可以说是整个学院最为忙碌之人。

换成别人，恐怕早就是抱怨，但是他不一样，每天都乐乐呵呵在其中。

有些人认为他是傻瓜，不知道该如何平衡工作和休息。

但是方书安知道为什么，因为比起别人，宋应星是纯粹的科技狂人，哪怕他做官，也不能影响他对于科学的狂热。

在宋应星那里，总算是看见了苏菲娅。

看见两人弄的东西，方书安惊讶的合不拢嘴。