假设……我们身处废土,百业消殆。要重启文明,就需要由零开始,任何文明产物都是从一个个偶然事件出发,由点滴经验积累而成。今天我们就讲一讲黑火药的故事,探讨如何在没有工业化的背景下,如何实现火药的生产。
黑火药是由硝酸钾、木炭和硫磺构成,再经过对三种原料人工均匀拌和机械混合而成。虽然火药的诞生脱胎于中国古代的炼丹术,具有偶然性,但是经过几百年的试验和实践,到了近现代人们发现黑火药的组配比率为硫磺占10%左右,木炭占15%左右,硝石占75%左右时是最合适的黑火药配比。
1、硝石
硝石又称焰硝、钾硝石等。无色、白色或灰色结晶状,有玻璃光泽。古代中国利用硝石是很早的,其化学组成是硝酸钾。自然界中的硝石往往是土壤中含氮有机物质在细菌作用下分解、氧化成硝酸后与土壤中的钾素化合而成的,除矿产地区开采外,每当秋高气爽的季节,它通常呈皮壳状或盐花状析出来,覆盖在地面、墙角,这就是所谓的地霜。特别是在猪圈、马厩、厕所附近的墙角尤多。硝民扫取这种含硝的土块,置于桶内,加水浸泡。经过滤后,将滤液熬煮或晒干,就得到硝石结晶。此外,在某些岩石表面、洞穴或盐沼地带偶尔也会找到它。但是在自然界中又相当广泛地存在一种叫做“芒硝”的物质,化学组成是Na2SO4·10H2O,在盐湖周围会大量析出;或以钙芒硝、白钠镁盐(即硝板)形式存在;也常从盐碱地上离析出来,外貌和硝石颇相似,容易混淆,利用硝石的助燃性可以鉴别它:把一小块待检验的硝石投到赤热的炭上,就会猛烈燃烧起来;而芒硝投火中,则先化成“水”,水蒸发尽后,变成白色似枯矾的粉末,与硝石迥然不同。
钾硝石2、硫磺
硫磺别名硫、胶体硫、硫黄块。外观为淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味。硫磺燃烧时发出淡蓝色火焰,伴随燃烧产生二氧化硫(有毒)气体。
古代人已认识了天然硫。硫以游离态和化合态存在于自然界中,化合态主要有硫化物和硫酸盐。在很多地方都可以获得天然的较为纯净的硫磺单体矿物。常见于温泉、喷泉、火山口区域;沉积岩中亦常有之。传统中药硫黄的制取方法主要是:将泥块状的硫黄及矿石,在坑内用素烧罐加热熔化,取其上层之硫黄溶液,倒入模型内,冷却后取出。提纯:将生硫磺加热,到摄氏度,硫磺熔化,过滤掉没有熔化的物质(可省略),继续加热,不断搅拌,使其中的部分杂质汽化蒸发掉,到摄氏度硫磺沸腾,收集硫磺气体,将硫磺气体降温凝固,即可得到更纯净的硫磺。
火山下的硫磺矿3、木炭
木炭(charcoal)是木材或木质原料经过不完全燃烧,或者在隔绝空气的条件下热解,所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。木炭在农村非常常见,应用也非常广泛,那么应该如何制作木炭呢?简单来讲,就是把树木截成段,在炭窑中点燃,烧到一定程度,封闭炭窑空气进入,余热继续加热木材干馏,水分和木焦油被熘出,木材碳化成为木炭。这和过去家庭烧柴火的时候憋木炭是相似的。制作木炭的时候,不能有太多的空气流动,否则木炭会完全燃烧,下面的通风口又可以保证有一定的空气流动。
4、黑火药
当然,黑火药作为古老发明,目前已经不适合现代的军事工业了,现代军事基本都是采用新一代的“黄火药”,即以舍恩拜发明硝化纤维、诺贝尔研究出的硝化甘油为代表的化学合成产物,这种火药涉及到更深层次的化学合成理论,研制过程很危险,如果没有专业基础指导多半会发生严重后果,在此不做深入讲述,想了解的读者可以留言,或者我们可以放到文章来探讨。
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