第一千四百二十六章 湿法炼铜,电动机成功!
“山长,我还有个问题!”
实验室内,墨凌薇皱了皱眉头,问道:“既然咱们这么需要直流电,灯泡用直流电也可以点亮,那我们当初为何不直接用直流发电机来发电?”
听到墨凌薇问出这个问题,李泽轩不由暗赞这丫头聪慧过人,他想了想道:“墨姑娘,你有没有想过这个问题,如果水电站发出来的电是直流电的话,那么它经过一里长的电线,将会衰减多少电压?
要知道,同样粗细的电线,长度越长,电阻越高,分压也就越大,假设水电站输出的电压为200伏,传输到一里之外的地方,其电压很可能只有一百五十伏左右,更远的地方,电压会更低!
而我们工坊所生产的电灯,其标定电压都是一致的,若是用直流电进行传输的话,那距离水电站远的地方,将会无法获得足够大的电压来点亮电灯!
若是用交流电进行传输,就不会存在这个问题了,因为我们有变压器,在距离水电站比较远的地方,我们可以用变压器进行升压,从而将电压提升到我们所需要的那个值。而直流电要想转换电压可不会像交流电这么容易!
除此之外,墨姑娘你应该也清楚,交流发电机的内部构造要比直流发电机简单,寿命也比直流发电机的寿命要长,所以综合了多方面的考虑,我选择了交流电的传输方案!”
其实关于交直之争,即便放到现代,也不是仅仅以交流电胜出而终止。就二十一世纪的电力系统而言,高压输电是交直并存、相辅相成的状况,甚至,随着电力电子技术的发展,直流输电也有可能会再次强势回归主导地位,因为直流电在传输过程中只需要考虑线路电阻引起的损耗,而交流电在传输过程中,阻抗、感抗、容抗都会对传输的电力产生损耗!
不过就目前大唐的技术条件而言,选择交流电进行传输,才是最为可行、最为经济的方案!
墨凌薇闻言恍然大悟,她点了点头,一脸佩服道:“没想到这里面还有这么大的学问,山长当初建立水电站的时候,可真是高瞻远瞩啊!”
李泽轩笑了笑,没有接话,而是看向王绩,问道:“王先生,直流电源的问题相信要不了几天便能解决,但是不知道您那边各种原料、设备可否准备好了?”
王绩点头道:“山长放心,老夫那边是万事俱备,只欠东风了!电解槽、粗铜、胆矾全部都已经准备就绪!”
李泽轩惊讶道:“哦?进度这么快?那王先生,您准备的胆矾数量可否充裕?”
毕竟工坊将来所要精炼的铜,数量上也不少,李泽轩必须得提前问清楚。
王绩笑道:“山长您安心便是,这胆矾又不是什么稀罕之物,蓝田县就有一个矿洞专门出产胆矾,完全足够供应咱们工坊精炼铜!”
李泽轩闻言,惊喜道:“什么?蓝田县有胆矾矿?我怎么不知道?”
王绩奇怪道:“这胆矾矿一直都有啊!不过这东西只是在医药方面有些用途,不怎么值钱,侯爷您不知道也属正常!”
胆矾,即硫酸铜晶体,这东西也是可以用来做药的,它能刺激胃黏膜,引起呕吐中枢兴奋而催吐。用于风痰壅塞、喉痹、癫癎、误食毒物、口疮、牙疳、风眼赤烂、疮疡、胬肉、肿毒不破等。
李泽轩连忙打断道:“谁说不值钱了?这胆矾既可以用来提炼粗铜,又能用电做电解液来电解精炼铜,有了这座胆矾矿,就能很大程度地解决咱们现在缺铜的困境了!”
“胆矾炼铜?胆矾里面怎么能提炼铜呢?哦,对了!这个的确可以,葛仙翁在《抱朴子内篇·黄白》中提到过用胆矾溶液浸泡铁片从而来获取铜的方法,在化学上,这个叫做置换反应!诶!我咋就没想到这点呢~?”
王绩先是疑惑,随即拍了拍脑袋,懊恼道。
提炼铜的方法大致可以分为两种——火法炼铜和湿法炼铜。其中火法炼铜是将孔雀石与点燃的木炭接触而被分解为氧化铜,继而被还原为金属铜。方程式为CuCO3.Cu(OH)2+C==2Cu+2CO2+H2O!
这也是中国宋代以前生产铜的主要方式!
湿法炼铜也称胆铜法,其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜,就是把铁放在胆矾(CuSO4·5H2O)溶液(俗称胆水)中,使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来;二是收集,即将置换出的铜粉收集起来,再加以熔炼、铸造。
中国人最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,西汉时先用硫酸与氧化铜反应,再用铁置换出铜。刘安《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜”,“曾青”指可溶性铜盐,即铜盐遇到铁时,就有铜生成。
晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜,其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。
但这些方法也只是方士们在炼丹过程中的偶然发现,并没有真正用于生产!直到唐末五代间,湿法炼铜的原理才开始应用到生产中去,至宋代更是发展成为大量生产铜的重要方法之一。
在唐初,知道湿法炼铜的人少之又少,就更不用说将之用于实际生产了!
见王绩反应了过来,李泽轩点头道:“没错!这胆矾炼铜用的就是化学中的置换反应!一会儿我派人去找到王先生你所说的这处矿洞,尽快探明里面胆矾的储量,之后咱们便可以在矿洞周围开挖胆水槽,把铁锻打成薄片排置槽中,用胆水浸没铁片,胆矾中的铜就会附着在铁片的表面。
虽说将铁片锻打成薄片会比较麻烦,但咱们工坊现在拥有水力冲压机床,这个也就称不上是麻烦了!另外,将铁锻打成薄片,可以增加铁的表面积,极大地缩短置换时间,提高铜的产率。希望这座矿洞产出的铜能够完全供应蓝田县铺设电线的消耗!”
前一阵子他还在发愁上哪儿去搞一些铜呢,没想到在自己的封地上居然就有一座胆矾矿,这个时代的人,显然是还没有意识到胆矾矿的真正用途,要不然这座矿早就被朝廷征用、开采了,也不会等到现在了!
王绩闻言,忍不住一脸憧憬地感慨道:“这座矿洞里面的胆矾若真是储量惊人的话,咱们就能将电线覆盖整个蓝田县了~!这种盛景,王某做梦都在期待啊!”
………………………
离开墨凌薇的实验室,李泽轩立即派刘峰、刘云带人前去察看那处胆矾矿洞,之后,他便去了灞河边上,看了看张鸿生的盔甲制造进度,张鸿生向李泽轩保证,最迟在后天,就能做出第一套板甲,第一套做出来后,后面的生产速度将会越来越快!
“少爷,昨天老夫让人用水力冲压机床锻造了一批大小、厚度相同的铁片,有了这些铁片,便能做之前你所说的链条了,老夫已经安排了工匠组装链条,预计明天就能完成!这有了链条之后,少爷您是不是就开始打算造第二代链条传动的自行车了?”
福伯也在水电站这边,见李泽轩过来“视察工作”,他连忙走了过来,说道。
李泽轩闻言,心中一喜,暗道那种落后、笨拙的前轮驱动式自行车终于能淘汰了,他笑着道:
“造!赶快造!越快越好!哦,对了,福伯,这用链条传动的自行车,即便我不给您图纸,您也能想象出它的构造吧?”
福伯点头道:“少爷放心,老夫心中有数,这第二代自行车只是传动方式与第一代自行车不同而已,其他地方基本上是大同小异,这个还难不倒老朽!”
李泽轩兴奋道:“呵呵!那好!我就静待福伯的好消息了!之前的自行车给咱们工坊创造了极为丰厚的利润,现在咱们掌握了生产链条的技术,造出更为灵活、轻快的第二代自行车,相信会有更多人喜欢、并且愿意为之花钱的!在不久的将来,咱们奇趣阁工坊生产出来的自行车,定会遍布于大唐的大江南北!”
去年由于他没有水坝,也没有水力冲压机床,没办法造链条,只能造出那种在前轮上安装脚踏的“远古”自行车,这种自行车骑行起来费力,而且容易栽跟头,李泽轩只是刚开始感觉新鲜,骑了几天之后就再也没骑了,他是现代人,骑过的自行车随便一辆都比那种“远古”自行车好骑一万倍!
但程咬金这样的唐朝“土著”却是不知道这世上还有更好骑的自行车,他们只知道奇趣阁工坊生产的这种自行车比马车要快捷、灵活、方便,所以才会每天出门都骑。
现在有了链条,一切全都不一样了,李泽轩不仅能够生产出链条驱动后轮的自行车,他还想造一些带碟刹变速功能的山地自行车,甚至他还想搞电.....
这种改良后的自行车,相信不仅可以取代马车,甚至能够取代马匹啊!
………………………
第二日。
李泽轩吃过早饭后第一件事便是去了医馆,王博士见到李泽轩来,连忙汇报道:
“山长,此次咱们大唐联合医馆一共招募了五十八名医术高超、医德高尚的大夫,其中女大夫共有八名,男大夫五十名,他们之中有擅长正骨和治疗跌打损伤的,也有擅长治疗幼儿疾病的,更有擅长针灸推拿的,反正咱们之前分的那几个科室,都有大夫可以胜任了!”
李泽轩点了点头,道:“如此甚好!医馆这边要尽快正常运行起来,全面向蓝田县的百姓们开放,所有的药材价格、诊费都要做到公开、透明,不能坑骗百姓!另外,这女大夫相比于男大夫在数量上还是太少了,我先前与你们说过,医者不分男女,医者的眼中,更不应该存在男女性别的观念,不要因为别人是女人,就瞧不起对方的医术,昨天的葛卿月就是一个很好的例子!以后得多招些女医者过来!”
李泽轩听说在昨天的面试、考核中,葛卿月以双满分的成绩“笑傲群雄”,不知道惊掉了多少人的眼球,李泽轩觉得可以拿葛卿月来给天下有志于医道的女子做一个榜样,告诉天下人,女子也可以学医、从医,并且医术不会比男子差!
王博士拱手道:“山长,经过昨天的面试、考核,可没有人再敢轻视女医者了,之所以女医者只有八人,委实是因为前来应聘的女医者太少了!不过今天《大唐日报》上登出了咱们联合医馆可以招募女医者的告示,相信不久之后,便会有医术高超的女大夫,前来投奔咱们医馆!”
李泽轩闻言,点头道:“如此便好!医馆这边以后有什么困难,王博士您只管跟何县令说,也可以跟我说。能帮忙的,县衙那边和本侯肯定会倾力相助!”
“是!山长!”
………………………
午后,李泽轩又骑马去了工坊。
因为他得到消息,墨凌薇的电动机和福伯负责监造的第二代链条式自行车全都做好了!
“山长,这个就是电动机,只要它接上蓄电池,里面的转子便能飞速旋转!”
奇趣阁工坊,墨凌薇指着地上的“一坨”铁疙瘩,说道。
李泽轩皱了皱眉,不得不承认,这个电动机的外型做的有些丑陋,那外壳儿应该是直接铸造而成的,表面没有抛光、没有淬火、更没有喷漆什么的,简直要多丑有多丑,就是不知道这个丑东西能不能正常使用了!
“接上电我看看!”
李泽轩轻声说道。
“嗯!”
墨凌薇应了一声,连忙招呼着旁边的宋小四去从王绩那儿搬了一台铅蓄电池过来。
阎少宁自从昨天慌慌忙忙地回家后,直到现在都还没有来,墨凌薇没了使唤的人,也就只能使唤宋小四了!
铅蓄电池搬运过来后,墨凌薇将电动机倒着放置,并让宋小四扶稳,然后她自己去接电源,当电线接到蓄电池的正负电极上之后,“呜~”的一声,电动机迅速地旋转起来了!
“成功了!成功了!咱们改变了这个时代的动力方式啊!”
李泽轩看着狂转不已的电动机,一脸感慨道。
……………………
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实验室内,墨凌薇皱了皱眉头,问道:“既然咱们这么需要直流电,灯泡用直流电也可以点亮,那我们当初为何不直接用直流发电机来发电?”
听到墨凌薇问出这个问题,李泽轩不由暗赞这丫头聪慧过人,他想了想道:“墨姑娘,你有没有想过这个问题,如果水电站发出来的电是直流电的话,那么它经过一里长的电线,将会衰减多少电压?
要知道,同样粗细的电线,长度越长,电阻越高,分压也就越大,假设水电站输出的电压为200伏,传输到一里之外的地方,其电压很可能只有一百五十伏左右,更远的地方,电压会更低!
而我们工坊所生产的电灯,其标定电压都是一致的,若是用直流电进行传输的话,那距离水电站远的地方,将会无法获得足够大的电压来点亮电灯!
若是用交流电进行传输,就不会存在这个问题了,因为我们有变压器,在距离水电站比较远的地方,我们可以用变压器进行升压,从而将电压提升到我们所需要的那个值。而直流电要想转换电压可不会像交流电这么容易!
除此之外,墨姑娘你应该也清楚,交流发电机的内部构造要比直流发电机简单,寿命也比直流发电机的寿命要长,所以综合了多方面的考虑,我选择了交流电的传输方案!”
其实关于交直之争,即便放到现代,也不是仅仅以交流电胜出而终止。就二十一世纪的电力系统而言,高压输电是交直并存、相辅相成的状况,甚至,随着电力电子技术的发展,直流输电也有可能会再次强势回归主导地位,因为直流电在传输过程中只需要考虑线路电阻引起的损耗,而交流电在传输过程中,阻抗、感抗、容抗都会对传输的电力产生损耗!
不过就目前大唐的技术条件而言,选择交流电进行传输,才是最为可行、最为经济的方案!
墨凌薇闻言恍然大悟,她点了点头,一脸佩服道:“没想到这里面还有这么大的学问,山长当初建立水电站的时候,可真是高瞻远瞩啊!”
李泽轩笑了笑,没有接话,而是看向王绩,问道:“王先生,直流电源的问题相信要不了几天便能解决,但是不知道您那边各种原料、设备可否准备好了?”
王绩点头道:“山长放心,老夫那边是万事俱备,只欠东风了!电解槽、粗铜、胆矾全部都已经准备就绪!”
李泽轩惊讶道:“哦?进度这么快?那王先生,您准备的胆矾数量可否充裕?”
毕竟工坊将来所要精炼的铜,数量上也不少,李泽轩必须得提前问清楚。
王绩笑道:“山长您安心便是,这胆矾又不是什么稀罕之物,蓝田县就有一个矿洞专门出产胆矾,完全足够供应咱们工坊精炼铜!”
李泽轩闻言,惊喜道:“什么?蓝田县有胆矾矿?我怎么不知道?”
王绩奇怪道:“这胆矾矿一直都有啊!不过这东西只是在医药方面有些用途,不怎么值钱,侯爷您不知道也属正常!”
胆矾,即硫酸铜晶体,这东西也是可以用来做药的,它能刺激胃黏膜,引起呕吐中枢兴奋而催吐。用于风痰壅塞、喉痹、癫癎、误食毒物、口疮、牙疳、风眼赤烂、疮疡、胬肉、肿毒不破等。
李泽轩连忙打断道:“谁说不值钱了?这胆矾既可以用来提炼粗铜,又能用电做电解液来电解精炼铜,有了这座胆矾矿,就能很大程度地解决咱们现在缺铜的困境了!”
“胆矾炼铜?胆矾里面怎么能提炼铜呢?哦,对了!这个的确可以,葛仙翁在《抱朴子内篇·黄白》中提到过用胆矾溶液浸泡铁片从而来获取铜的方法,在化学上,这个叫做置换反应!诶!我咋就没想到这点呢~?”
王绩先是疑惑,随即拍了拍脑袋,懊恼道。
提炼铜的方法大致可以分为两种——火法炼铜和湿法炼铜。其中火法炼铜是将孔雀石与点燃的木炭接触而被分解为氧化铜,继而被还原为金属铜。方程式为CuCO3.Cu(OH)2+C==2Cu+2CO2+H2O!
这也是中国宋代以前生产铜的主要方式!
湿法炼铜也称胆铜法,其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜,就是把铁放在胆矾(CuSO4·5H2O)溶液(俗称胆水)中,使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来;二是收集,即将置换出的铜粉收集起来,再加以熔炼、铸造。
中国人最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,西汉时先用硫酸与氧化铜反应,再用铁置换出铜。刘安《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜”,“曾青”指可溶性铜盐,即铜盐遇到铁时,就有铜生成。
晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜,其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。
但这些方法也只是方士们在炼丹过程中的偶然发现,并没有真正用于生产!直到唐末五代间,湿法炼铜的原理才开始应用到生产中去,至宋代更是发展成为大量生产铜的重要方法之一。
在唐初,知道湿法炼铜的人少之又少,就更不用说将之用于实际生产了!
见王绩反应了过来,李泽轩点头道:“没错!这胆矾炼铜用的就是化学中的置换反应!一会儿我派人去找到王先生你所说的这处矿洞,尽快探明里面胆矾的储量,之后咱们便可以在矿洞周围开挖胆水槽,把铁锻打成薄片排置槽中,用胆水浸没铁片,胆矾中的铜就会附着在铁片的表面。
虽说将铁片锻打成薄片会比较麻烦,但咱们工坊现在拥有水力冲压机床,这个也就称不上是麻烦了!另外,将铁锻打成薄片,可以增加铁的表面积,极大地缩短置换时间,提高铜的产率。希望这座矿洞产出的铜能够完全供应蓝田县铺设电线的消耗!”
前一阵子他还在发愁上哪儿去搞一些铜呢,没想到在自己的封地上居然就有一座胆矾矿,这个时代的人,显然是还没有意识到胆矾矿的真正用途,要不然这座矿早就被朝廷征用、开采了,也不会等到现在了!
王绩闻言,忍不住一脸憧憬地感慨道:“这座矿洞里面的胆矾若真是储量惊人的话,咱们就能将电线覆盖整个蓝田县了~!这种盛景,王某做梦都在期待啊!”
………………………
离开墨凌薇的实验室,李泽轩立即派刘峰、刘云带人前去察看那处胆矾矿洞,之后,他便去了灞河边上,看了看张鸿生的盔甲制造进度,张鸿生向李泽轩保证,最迟在后天,就能做出第一套板甲,第一套做出来后,后面的生产速度将会越来越快!
“少爷,昨天老夫让人用水力冲压机床锻造了一批大小、厚度相同的铁片,有了这些铁片,便能做之前你所说的链条了,老夫已经安排了工匠组装链条,预计明天就能完成!这有了链条之后,少爷您是不是就开始打算造第二代链条传动的自行车了?”
福伯也在水电站这边,见李泽轩过来“视察工作”,他连忙走了过来,说道。
李泽轩闻言,心中一喜,暗道那种落后、笨拙的前轮驱动式自行车终于能淘汰了,他笑着道:
“造!赶快造!越快越好!哦,对了,福伯,这用链条传动的自行车,即便我不给您图纸,您也能想象出它的构造吧?”
福伯点头道:“少爷放心,老夫心中有数,这第二代自行车只是传动方式与第一代自行车不同而已,其他地方基本上是大同小异,这个还难不倒老朽!”
李泽轩兴奋道:“呵呵!那好!我就静待福伯的好消息了!之前的自行车给咱们工坊创造了极为丰厚的利润,现在咱们掌握了生产链条的技术,造出更为灵活、轻快的第二代自行车,相信会有更多人喜欢、并且愿意为之花钱的!在不久的将来,咱们奇趣阁工坊生产出来的自行车,定会遍布于大唐的大江南北!”
去年由于他没有水坝,也没有水力冲压机床,没办法造链条,只能造出那种在前轮上安装脚踏的“远古”自行车,这种自行车骑行起来费力,而且容易栽跟头,李泽轩只是刚开始感觉新鲜,骑了几天之后就再也没骑了,他是现代人,骑过的自行车随便一辆都比那种“远古”自行车好骑一万倍!
但程咬金这样的唐朝“土著”却是不知道这世上还有更好骑的自行车,他们只知道奇趣阁工坊生产的这种自行车比马车要快捷、灵活、方便,所以才会每天出门都骑。
现在有了链条,一切全都不一样了,李泽轩不仅能够生产出链条驱动后轮的自行车,他还想造一些带碟刹变速功能的山地自行车,甚至他还想搞电.....
这种改良后的自行车,相信不仅可以取代马车,甚至能够取代马匹啊!
………………………
第二日。
李泽轩吃过早饭后第一件事便是去了医馆,王博士见到李泽轩来,连忙汇报道:
“山长,此次咱们大唐联合医馆一共招募了五十八名医术高超、医德高尚的大夫,其中女大夫共有八名,男大夫五十名,他们之中有擅长正骨和治疗跌打损伤的,也有擅长治疗幼儿疾病的,更有擅长针灸推拿的,反正咱们之前分的那几个科室,都有大夫可以胜任了!”
李泽轩点了点头,道:“如此甚好!医馆这边要尽快正常运行起来,全面向蓝田县的百姓们开放,所有的药材价格、诊费都要做到公开、透明,不能坑骗百姓!另外,这女大夫相比于男大夫在数量上还是太少了,我先前与你们说过,医者不分男女,医者的眼中,更不应该存在男女性别的观念,不要因为别人是女人,就瞧不起对方的医术,昨天的葛卿月就是一个很好的例子!以后得多招些女医者过来!”
李泽轩听说在昨天的面试、考核中,葛卿月以双满分的成绩“笑傲群雄”,不知道惊掉了多少人的眼球,李泽轩觉得可以拿葛卿月来给天下有志于医道的女子做一个榜样,告诉天下人,女子也可以学医、从医,并且医术不会比男子差!
王博士拱手道:“山长,经过昨天的面试、考核,可没有人再敢轻视女医者了,之所以女医者只有八人,委实是因为前来应聘的女医者太少了!不过今天《大唐日报》上登出了咱们联合医馆可以招募女医者的告示,相信不久之后,便会有医术高超的女大夫,前来投奔咱们医馆!”
李泽轩闻言,点头道:“如此便好!医馆这边以后有什么困难,王博士您只管跟何县令说,也可以跟我说。能帮忙的,县衙那边和本侯肯定会倾力相助!”
“是!山长!”
………………………
午后,李泽轩又骑马去了工坊。
因为他得到消息,墨凌薇的电动机和福伯负责监造的第二代链条式自行车全都做好了!
“山长,这个就是电动机,只要它接上蓄电池,里面的转子便能飞速旋转!”
奇趣阁工坊,墨凌薇指着地上的“一坨”铁疙瘩,说道。
李泽轩皱了皱眉,不得不承认,这个电动机的外型做的有些丑陋,那外壳儿应该是直接铸造而成的,表面没有抛光、没有淬火、更没有喷漆什么的,简直要多丑有多丑,就是不知道这个丑东西能不能正常使用了!
“接上电我看看!”
李泽轩轻声说道。
“嗯!”
墨凌薇应了一声,连忙招呼着旁边的宋小四去从王绩那儿搬了一台铅蓄电池过来。
阎少宁自从昨天慌慌忙忙地回家后,直到现在都还没有来,墨凌薇没了使唤的人,也就只能使唤宋小四了!
铅蓄电池搬运过来后,墨凌薇将电动机倒着放置,并让宋小四扶稳,然后她自己去接电源,当电线接到蓄电池的正负电极上之后,“呜~”的一声,电动机迅速地旋转起来了!
“成功了!成功了!咱们改变了这个时代的动力方式啊!”
李泽轩看着狂转不已的电动机,一脸感慨道。
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