第961章 製氨法
被父親下令之後,李文全不敢怠慢,第二天便開始著手了解肥料生產的現狀。
他先是去了城外的肥田粉作坊。
說是作坊,其實是附屬於煉鋼廠的一間廠房,占地不大,十幾名工匠守著幾口鉛製的反應釜。
李文全在門口站了一會兒,看到工匠們將煉焦爐出來的煤氣通入硫酸溶液中,反應後結晶出白色的硫酸銨粉末。
整個過程又臟又嗆,煤氣的刺鼻氣味彌漫整個車間,工匠們臉上都蒙著一層灰黑的粉塵。
這座作坊的主事姓蔣,是京師鋼鐵廠的老工匠,被調過來管這攤子事。
他見李文全親自來了,連忙迎出來,在圍裙上擦了擦手:
“李董事長,您怎麼親自來了?這地方臟,屋裡坐。”
李文全疑惑地看向這個主事,這名主事說道:
“咱們作坊也是倭銀公司投資的產業之一,我在倭銀公司的董事大會上見過您。
原來這也是倭銀公司的產業啊。
倭銀公司如今已經不是個簡單的貿易企業,它將利潤投入到京畿地區很多的工廠中,控製了不少產業。
李文全擺擺手說道:
“不坐了,你跟我說說,這肥田粉一天能產多少?”
蔣主事撓了撓頭:“實話說,一天也就三五百斤。咱們這作坊全靠煉鋼鐵產生的煤氣,煤氣多的時候能多產點,煤氣少了就冇法乾。”
“鋼廠那邊也是看產量說話的,人家煉鋼才是正事,咱們這肥田粉,說到底就是個搭頭。”
他頓了頓說道:“產量上不去,銷量也一直不大。京畿附近的農戶,用肥田粉的也就那些種菜的大戶,種糧食的小農戶嫌貴,一畝田撒個二十斤肥田粉,成本比農家肥高出一大截,他們也舍不得。”
李文全點了點頭,這個和他之前的市場調研結果一樣。
化肥好不好?化肥能不能增產,經過這些年來的宣傳,農戶也明白化肥的作用。
但是化肥的價格對他們來說還是太高了。
李文全又問了幾個細節。
蔣主事告訴他,現在用的方法是“回收法”,就是利用鋼鐵廠煉焦和造煤氣時產生的氨氣廢氣,導入硫酸中反應生成硫酸銨。
這個方法最大的問題就是完全依附於鋼鐵廠,鋼鐵廠不停產,才有氮氣可回收,鋼鐵產量上不去,氦氣的量也就上不去。
而且氨氣在煤氣中的含量本來就不高,提取效率也低,導致產量一直上不去。
離開作坊後,李文全又去了城東的農具鋪子,找鋪主聊了聊肥田粉的銷路。
這座商鋪也是當年東宮旗下的商鋪,李文全在當今皇帝做太子的時候,負責過東宮旗下商鋪的經營。
這掌櫃也是李文全的老熟人了,當年籌建倭銀公司的時候,他還想要將這個掌櫃帶去倭銀公司,但是對方年事已高,不願意去海外折騰拒絕了李文全。
掌櫃說道:
“說到底,還是產量太小,價格下不來。”
“要是能把產量翻個幾番,把價格降下來,那農戶肯定搶著買。
李文全回到馬車上,把今天打聽到的信息在心裡過了一遍。
回收法受製於鋼鐵廠的產量,大規模量產肯定不能靠這個。
如果要用硫酸銨,就得另想辦法,不用廢氣回收。
但這涉及到化學反應工藝和新建工廠,投入和技術門檻都不低。
馬車在長安街上噠噠前行,李文全靠在車壁上,閉上眼盤算著。
父親說得對,化肥這事要是真做成了,不僅是賺錢的事,更是功在社稷的事。
也不知道實學會那邊,陶學士能不能有辦法。
等到李文全回到家中,卻發現家中有客人。
管事的將他引入父親的書房,武清伯李偉正在和一名中年人熱情交談。
“來來來,陶博士,這是犬子文全。”
接著李偉向李文全介紹道:
“這是陶學士最器重的弟子,建工學院的博士祭酒陶勘陶博士。”
陶勘雖然是實學研究者,但也不是兩耳不聞天下事的書呆子,知道李文全富可敵國。
而他是陶觀的弟子,也清楚經費對於科研的重要性,熱情地向李文全行禮。
李文全連忙向陶勘回禮。
陶勘向李文全說道:
“李世子,實不相瞞,我已經研究了兩年多的肥田粉。”
李文全示意他繼續說。
“肥田粉是民間的叫法,按照陶師的命名方式,應該叫做硫酸銨。”
陶觀能成為學士,除了他的眾多發明之外,最重要的是兩個貢獻。
一個是他統一了化學的命名方法,他在蘇澤的啟發下,建立了一套化學物質命名方法,比如硫酸、硝酸,這套方法已經在化學研究的圈子裡廣泛使用。
第二個是他開始了定量分析,通過定量的分析,確定了物質的構成,將化學反應公式化和定量化。
在如今,這套方法已經被廣泛接納,甚至不是研究實學的產業界人士,比如李文全都能聽得懂了。
陶勘從袖中取出一卷圖紙,鋪在桌上:
“硫酸銨這東西,說到底就是氨氣溶於硫酸生成的。”
“我仔細分析過,真正對莊稼起作用的,是氮氣中含有的氮元素。而氮氣這東西,味道和尿味一模一樣。”
李文全皺眉問道:“這和尿有什麼關係?”
陶勘說道:
“我做了個小實驗。把新鮮的人尿密封加熱,收集冒出來的氣體,通入硫酸裡,同樣得到了硫酸銨的結晶。”
李文全愣了一下:“你是說肥田粉和農家肥,本質上是一樣的東西?”
陶勘點頭說道:“正是如此,農家肥之所以能肥田,是因為其中的含氮有機物在土壤中被微生物分解,緩慢釋放出氨氣。”
“而硫酸銨施入土中,遇水直接溶解,莊稼根係吸收更快。兩者的真正有效成分,都是氨。”
李文全若有所思,手指輕輕敲著桌麵。
陶勘繼續說道:
“所以問題的關鍵,就是如何大規模製造氨氣。回收法隻能依賴鋼鐵廠,產量永遠上不去。”
“我這兩年在建工學院的實驗室裡試了不少方法,最後摸索出一條可行的路子。”
李文全問道:“什麼路子?”
陶勘指著圖紙上畫的一個反應裝置圖:
“我找到了一種方法,可以用電石製作氮。”
李文全冇有聽懂,示意他詳細解釋。
陶勘說道:
“電石這東西,李世子應該知道,京師鋼鐵廠已經開始小規模生產了。它的本名是碳化鈣,是煤和石灰石在電爐中高溫熔煉出來的。”
“我發現的反應是這樣的:把電石磨成粉末,先通入氮氣進行反應生成新的化合物,這種化合物再加水,就能釋放出氨氣。
“這個反應速度很快,可控性也比回收法強得多。隻要把電石準備好了,生產一環接一環,不需要像回收法那樣看鋼鐵廠的臉色。”
李文全眼睛一亮,如果肥田粉能夠脫離鋼鐵廠獨立生產,那產量不就上來了嗎?
他連忙問道:“預計產量能有多大?”
陶勘說道:
“如果設備夠大,工藝夠穩定,理論上產量可以比回收法高出幾十倍。關鍵在於反應需要高溫高壓,這一點我目前還冇完全解決。”
“高溫高壓?”李文全麵色微緊,“要多少度?”
陶勘說道:“我試過幾次,反應溫度至少要在二百度以上,壓力需要密封的反應容器,這樣的條件,普通的鐵鍋鐵釜承受不住,空氣會膨脹漏氣,甚至會炸開。”
李文全倒吸一口氣:“那是會出人命的。”
陶勘點頭:“是。所以我想建一座專門的容器,用厚壁的鐵罐,罐體要能完全密封,內部要一層耐腐蝕的釉麵或陶瓷。罐體外麵加夾層蒸汽加熱,把溫度升上去。”
“還要裝安全閥,當壓力超過安全線時自動放氣。”
李文全沉默了一會兒,問道:“這東西造得出來嗎?”
陶勘說道:
“能。京師鋼鐵廠已經在生產高爐用的鑄鐵件了,造這種厚壁罐體應該問題不大。”
“關鍵是加工精度和焊接手藝。如果李世子能幫我聯係鋼鐵廠的巧匠,按照我的圖紙鑄造,我有信心造出來。”
李文全看向父親李偉。
李偉說道:
“工部那邊,本會長還是能說得上話的,京師鋼鐵廠隻要能造出來,咱們下訂單購買就是了。”
李文全畢竟是商人,他更考慮成本問題。
他問道:
“這工廠大概需要多少銀元?”
陶勘說道:
“我剛才算過,如果隻建一座小型的實驗裝置,蓋個廠房,連設備加材料,大約需要這個數。”
他伸出一根手指。
李文全倒吸一口氣問道:“一萬元?”
陶勘點頭:“一萬銀元。如果實驗成功,再擴建到能供應一府之地的大廠,後續投入恐怕要五萬到十萬元。”
這個投入還是超過了李文全的預算,但是他注意到陶勘說的是“一府之地”。
他問道:
“一府之地?一座工廠,能夠供應一府之地的農田?陶博士,你知道一府之地多少田嗎?”
陶勘說道:
“李世子,在下當然知道一府需要多少,但是這工業生產就是這樣,隻要工廠運轉起來,就是日夜不休的生產,產量是非常巨大的。”
“李世子,還記得硫酸的價格嗎?陶師說當年東宮商鋪製作醬油的時候,綠釩是所有原料中最貴的,現在硫酸的價格呢?”
這下子李文全明白了,他點頭。
硫酸是工業的重要原料,他也知道不少京畿的商人投資建設了硫酸工廠。
自從使用鉛室法製作硫酸後,硫酸的產量大增,市場上的硫酸價格也連續走跌。
他也曾經去考察過硫酸工廠,見到一座硫酸工廠的產量後,他才熄滅了投資的想法,這已經是激烈競爭的市場了,不再是以往的暴利行業了。
不僅僅是硫酸,凡是工業化大規模生產的東西,價格很快都會落下來。
李文全咬了咬牙:“行。一萬銀元,我出了。但是陶博士,你要保證半年內看到成果。”
陶勘拱手:“李世子放心,我陶勘既然敢接這個活,心裡是有底的。”
聽到這裡,李文全才算是稍稍安心。
陶勘既然是陶學士的得意門生,他這麼有把握,肯定是能辦成的。
說定了工廠的事情,李偉又說道:
“陶博士,再說磷肥的事情吧。”
陶勘說道:
“其實會長和世子想錯了,這磷肥反而是最容易的。”
“磷肥的原料不需要複雜的化工合成,直接開采天然礦物就行。”
“當年鎮海伯經度航行時,在南海和東洋海域發現了很多堆積了鳥糞的海島。這些鳥糞經過千百年堆積,已經形成了厚實的礦層,富含磷元素。”
李文全皺眉問道:“鳥糞也能做肥料?”
陶勘點頭:“正是。鳥糞中含有的磷酸鈣,磨成粉末後直接施用到地裡,就有一定的肥效。”
“如果用硫酸處理一下,效果更好,可以製成過磷酸鈣。陶師的實驗室現在用的磷,都是從這些鳥糞石中提煉的。”
他頓了頓補充道:
“京畿地區的磷肥需求不大,主要是因為產量上不去,價格下不來。但如果能大規模開采這些鳥糞石,成本就能大幅降低。”
“以世子在航海界的威望,組織船隊去那些海島開采運輸,磷肥生產就能配套起來。”
李文全沉思片刻,問道:“這些海島在什麼地方?距離大明遠不遠?”
陶勘答道:“具體航線,宮裡有詳細的海圖,當年宸公公也有所記錄。”
宸昊曾經作為宣慰使,和張敬修一起前往南洲,他的航海記錄也存放在司禮監中。
“據陶師說,最遠的一處距離廣東不過半個月航程,近的就在瓊州府以南。隻要派幾艘船,帶足人手和工具,一年之內就能運回幾千噸鳥糞石。”
李偉插話道:“那還等什麼?文全,你趕緊聯係倭銀公司的舊部,把船和人手調起來。”
李文全立刻說道:“行。我明日就去倭銀公司,看看還有冇有閒置的船。”