所謂反射爐,就是將燃燒室和熔煉室分隔開來,利用爐子帶弧度的穹頂結構將燃燒室中高溫的火焰和制熱空氣導入熔煉室內,實現加工料和燃料的分離,避免燃料對加工料的污染。
早期人們因為對鐵的精煉需求,而發明了這種爐子。
反射爐這種穿越必備的東西,網絡寫手的資料中自然不會沒有。
陳憲將反射爐的熔煉室設計成了一個傾斜的槽狀,銅錢被放入斜槽的上端,受到反射火焰加熱后,銅錢中的錫、鉛會先溶解,并順著斜槽流淌到斜槽下方的出口處。
經過長時間的控煅燒后,銅錢中的錫、鉛大部分分離后,剩下的銅會被進一步的精煉。
銅的火法精煉,是利用銅中大部分雜質對氧的親和力大于銅,并且生成的氧化物不溶于銅的原理。
比較原始的銅精煉法,就是用反射爐將銅料溶解,鼓入空氣讓銅料和其中的雜質氧化,銅氧化后形成的氧化銅會溶解在銅液中,而雜質形成的氧化物則不溶于銅液,形成了爐渣。
清除爐渣后,在銅液中倒入重油,或者插入青木,對氧化銅進行還原,還原過程中,為了防止銅再次被氧化,還要在銅液表面鋪上一層碳,來阻止氧化反應。
陳憲修建了更大的反射爐,安裝了更多,更大的風箱,順利的將銅溶解成了液態。
等到銅溶解后,又從側面直接對熔煉室鼓入加熱過的空氣,加強銅液的氧化反應,同時從熔煉室側面專門留出的操作門中,伸入熟鐵絲編織的罩濾,不住的將漂浮在銅液表面的氧化物爐渣撈出。
經過一段時間的精煉后,等到銅液表面不在出渣的時候,停住爐子中的火頭,打開操作門,往銅液表面撒入碳粉,將通液表面覆蓋。
按理來說,重油是更好的還原劑,但陳憲哪里來的重油,他便讓人將青木插入銅溶液中,充當還原劑。
事實證明,個方法還算靠的,精煉出的紅銅非常漂亮。
熔煉銅幣得到的錫鉛合金,陳憲按照資料中記載的結晶法嘗試將其分離。
所謂結晶法,就是指,錫鉛合金的溶液在溫度降低的過程中,會先結晶析出錫,利用這個原理,就能將鉛錫溶液反復加熱冷卻,撈取純度更高的錫晶體。
這個方法相當的費時費力,需要反反復復的多次結晶,才能得到高純度的錫,不過好在錫和鉛的熔點不高,加工相對容易,陳憲對錫的用量也不大。
資料中還記載了如何檢驗錫中還有沒有大量鉛的辦法。
錫容易和強堿反應,生成錫酸,而鉛不會和強堿反應,陳憲手里剛好有氫氧化鉀這種強堿。
利用這個化學原理,陳憲取少量的提純過的錫,和強堿混合,觀察最后是否剩下鉛。
通過對比,陳憲就能分辨出提純是否有效,根據這個實驗結果,他就能判斷出撈取錫結晶的時機,從而給未來的量產制定詳細的工藝指導。
在除去鉛的過程中,錫鉛合金要先在反射爐中進行熔煉,陳憲乘著這個機會,讓人用細鐵絲編制的濾網將溶液中的灰渣和硬塊撈取。
這些灰渣和硬塊就是鐵和砷之類的雜質,這是利用錫鉛遠比鐵等雜質熔點低的多的特性來去除這兩種雜質,這種方法在現代工業中叫做熔析法。
經過這兩步精煉,錫的純度已經足夠高了,陳憲開始按照炮銅的比例將銅錫兩種金屬熔煉成青銅合金。