他打发仆役退下,约好时辰再来收食盒,便走出偏房提醒道:“主公,先用些吃食吧?”
“唐清,招呼师弟们停手吃饭。吃完再接着做。”明玉珍直起身,捏着那杯泡了牛筋的烧杯,径直往休息室走。
正说着,唐清端来一盆温水递到跟前。明玉珍就着水洗手时,心里还在琢磨:这地方要是有自来水管就好了,实验重地,终究不方便让没分寸的仆役进来搭手。
擦干手上的水珠,明玉珍亲手掀开食盒盖子,招呼众人随意坐下垫垫肚子。
一席饭吃得风卷残云,片刻便见了底。众人还坐着歇气,外头仆役进来要收拾食盒与残羹。
明玉珍连忙抬手拦住:“别动,骨头都留下,实验还用得上。”
唐清笑着接话:“这些食余骨头脏得很,我们早备下了干净的牛骨粉、马骨粉、鸡骨粉,都收在库房里呢。”
“你们倒想得周全。”明玉珍点头赞许,“亏得你们记着这些细节。”
“义父忘了?在四川的时候您就说过,牛骨除了熬汤,磨成粉掺进瓷土,说不定能烧出别样的好瓷器。”
“主公日理万机,记不得这些细碎事也正常。”张文炳在旁接话,“这骨瓷,潭州的工坊已经试制出来了。只是产量还没提上来,也没敢往外发售——主要是这技术的保密法子,还没琢磨妥当。”
他心里清楚,自家招募的工匠手艺终究比不得江西景德镇的老师傅,要是骨粉制瓷的秘密被人窃了去,这东西立刻就失了独一份的优势。
“这事也好办,就看骨粉除了制瓷,还有没有别的正经用处。”明玉珍心里其实也没十足的章法。
“臣倒留意过,乡间百姓种田,常把各类骨粉砸了做底肥。”
明玉珍略一思忖,骨头的主要成分是磷酸钙,作物生长正需要氮磷钾,这骨粉可不就是现成的磷肥?便随口问道:“肥效怎么样?”
“效果还算不错。”张文炳知道学宫农科的人早把各色肥料都试了个遍。
“那你这保密的问题不就解决了?”明玉珍笑道,“明面上打着收骨粉制肥的由头,暗地里分出一部分去烧骨瓷,神不知鬼不觉。”
“主公聪慧,臣万万不及。这点子臣竟半分也没想到。”张文炳顺势拱手赞道。
“说到骨粉肥,臣这儿还有桩趣事。”张文炳又道,“骨粉在潭州城外的试验田效果不错,我们便试着在湖广辖内各县推广,大半县份都回禀有效,只是肥效有高有低,唯独安乡县一点用处都没有。起初还以为是下面人作假,学宫的先生亲自去当地试种,结果当真没效果。”
明玉珍闻言先是一怔,暗觉没道理——前世相关的农业知识他接触得不少,比如金坷垃的鬼畜,即便主业是化工,也清楚作物生长离不了氮磷钾。可只沉吟片刻,他便想通了其中关窍。
古墓里的尸骨埋上千百年还能保有形状,若是不能溶解,作物根本没法吸收。骨头遇酸能分解,所以肥效好的地方多半是酸性土壤,酸性越强,骨粉分解得越快,效果自然越好。
念及此处,明玉珍忽然灵光一闪——硫酸产业的应用场景,这不就送上门来了?等回头就设计个实验方案,制一批酸化处理的骨粉,交给学宫的人明年去安乡县再试,大概率能成。
说话间,唐清已领着三个少年回了天井继续做实验,休息室里只剩明玉珍和张文炳二人。
张文炳从袖中取出账册,开始禀奏后勤府的各项事务。
“臣本该前几日就来报账,只是那时主公一心扑在实验室里,臣不敢多来打扰。”
张文炳将账册翻到扉页,指尖顺着条目一行行往下挪:“先说说工坊格局。截至今年八月,后勤府在潭州、衡州、松滋、澧州、常德、辰州六地,共设官营工坊四十七座。其中冶铁工坊九座、炼铜工坊七座、制革工坊六座、被服工坊八座、长枪工坊五座、刀剑工坊四座、弓弩工坊三座、制硝工坊两座、陶窑三座。另有小型工坊十余处,专门打制铆钉、铁环、马蹄铁、车轮、锄头等杂项器具。入秋以来工坊还在增设,后勤府名册上记的是四十七座,实际运转的早已不止这个数。”
他顿了顿,又接着道:“头几年难,全靠主公从各处抄没的家底往里填,造出来的兵甲器械尽数缴入府库,见不着半分现钱。这两年地盘稳了,各路军头都来下订单——俞君正的步军甲、邓元帅的水军装、向大亨的山地骑兵装具,还有李普成他们三处的工坊物料,连远在袁州的欧普祥都派人来订弓弩、兵甲。今年单是这些订单,扣掉物料与人工成本,纯利折算成粮食就有三百多万石。姜珏八月刚补了一批订单,党仲达那边也口头应了份额,都算上的话,年底还能再添一大笔。”
“这些钱粮,你都支用在何处了?”明玉珍没抬头,不知何时手里又捏了根鹅腿骨,正用竹镊子夹着,要往稀硫酸烧杯里放。
张文炳一条条报得清楚:潭州工坊区扩建用了一百二十万石,主要是新建炉窑、架设输水水车、修整工坊间的通路;采购原料花了四十万石,铁矿石、铜矿石、硫磺、牛皮、竹木都在其内;工匠月银支用六十五万石,全按计件发酬,手艺精湛的老师傅一月能领两石米外加半两银子,比元廷当差时好过数倍;新工坊置办器具花了七十五万石,铁砧、风箱、陶轮一应物件都算在内;剩下的零头,都拨去修缮学宫、码头与官道了。另外专门拨了十二万石给洈水,专门收采当地的硫磺矿石。
“工匠都是从哪儿招募的?”明玉珍又问。
“从各地流民里挑有手艺的,元廷旧工坊逃出来的匠户,还有江西过来的老铁匠。只要有一技之长,来者不拒,给房给粮安顿。单是潭州工坊区常住的匠人就有三千多,算上学徒、帮工、力夫,早已过万。”张文炳语气里带着几分感慨,“说句实在话,潭州这座新城,不是靠商税撑起来的,是先靠工坊立住了根基,人聚过来了,商铺才跟着开起来,商税也就跟着涨了。这是一套连环的路子:工坊养人,人聚起商市,商市再反过来滋养工坊,得慢慢周转起来。”
聊到禹山岛科学城的物资调拨,张文炳特意加重了语气:“铜、铁、锡、铅、硫磺、硝石、木炭,全走官营物资调拨,不算银钱,只记出入数量。三年累计调过去铜十二万斤、铁二十五万斤、锡三万斤、铅四万斤,数目和唐清那边的台账完全对得上。匠人也调了近百名过去,烧玻璃的、制陶器的、做精细木工的,全是从各工坊挑出来的好手,同样走调拨流程。”
明玉珍终于直起身,在旁侧的布巾上擦干净手:“工坊的事你全权做主,不必事事都来问我。等廖发祥打通番禺的商路,铜铁原料充足了,就再扩产能。账目每季报一次总数即可,不用列得这般细碎。”
张文炳应声领命,收好账册转身要走,到了门口忽然回头:“对了主公,永兴场今年给后勤府送了三千斤青矾、八百斤蓝矾。易南一在信里提了一句,说这些矾石可以炼矾、做染料,还能入药。臣让人留了一部分样品,主公若有兴趣,可以瞧瞧。”
“嗯,留下吧。”明玉珍点头,“青矾、蓝矾以后也单独列项记账。告诉易南一,矿上出多少我们收多少,不必怕积压。还有,你手里能存下钱粮结余,我不会随意调拨,你只管放手把那一摊子事办好,也为将来营建都城多攒些实务经验。”
“臣遵命!”张文炳心头一热,躬身领命。
张文炳走后,明玉珍端着烧杯回到天井,蹲回方才的位置,捞起那根泡了大半日的牛筋。
原本干硬如木的牛筋已经软了下来,边缘泛着白,捏在手里弹性比原先好了数倍。他喊明越过来,吩咐他把这根牛筋换进新配的三成稀酸里,记好时辰,每半个时辰过来察看一次变化。
夕阳将小院浸成一片金红,三个少年的身影在青石板上拉得修长。剔透的玻璃器皿在暮光里泛着温润的微光,粗陶罐静静立在墙根,像守着一桩与这乱世全然格格不入的秘密。
明玉珍望着三个少年忙碌的背影,心中了然:眼前这几烧杯看似寻常的硫酸,正是撬动整个湖广工业的第一粒种子。
等铅室法的技艺再改进一下就扩产,硫酸实现批量生产,冶铁、制革、印染、火药,所有行当都会跟着天翻地覆。
若要打个比方,禹山岛科学城是总领方向的科研院,这岳州实验室,便是落地转化的产业孵化园。
第465章 青矾与蓝矾
至正二十年,八月二十八日。
晨曦微露。
岳州城都督府的实验区褪去了昨夜的夜色,微凉的秋风卷着草木清气,掠过宁静的小院落。
昨夜被明玉珍留下课题的唐清四人,一夜未敢松懈,甚至没有回自己的卧室,守着摆满烧杯、坩埚的操作台思索对策,眼底虽带着淡淡的疲惫,眉宇间却凝着豁然开朗的兴奋。
昨日夜间,明玉珍的一番诘问,彻底点破了他们当下制酸工艺的最大短板。
众人依照父亲帅吩咐,配齐了一系列梯度浓度的稀硫酸,可当父帅随口考较,若是打乱十杯不同酸度的溶液后,四人面面相觑,无一人能找出法子来精准分辨出每一杯的具体浓度。
明玉珍彼时的提点,至今还回荡在几人耳边:
铅室法量产的硫酸本就是稀酸,无精准浓度标注,直接用于染布、鞣皮、农耕,要么酸度太高腐蚀布料、烧坏作物,要么酸度太低徒劳耗费工时、物料。
如果采用现在的方法不管三七二十一把稀硫酸全部浓缩为硫酸,看似能绕开这个难题,但是实际上是增加了整个社会的运行成本。
看似细微的差距,落到规模化生产中,便是极大的浪费。想要让硫酸真正落地民用、军用,首要解决的,便是精准定酸度的难题。
四人彻夜推敲,翻遍了平日里明玉珍传授的所有理化常识,结合领地内早已普及的硝液测浓度的老法子,终于摸索出了可行的方案。
天光大亮时分,今日无什么大事要处理的明玉珍一身常服,缓步走入实验小院。
他看向操作台的目光满是审慎温和,目光扫过封口严实的烧杯——昨夜叮嘱的牛皮纸封口已然全部做好,牢牢盖住杯口,隔绝了晨间潮湿空气,杜绝稀硫酸吸水稀释失效的问题。
“想通了?”明玉珍立于案前,淡淡开口。
唐清率先上前,神色笃定,语气带着彻夜钻研后的雀跃:“义父,我们四人思索一夜,已有解法!”
她上前一步,指着台边用来测量硝水浓度的简易浮力计,细细道出核心思路:
“如今领地测硝液浓度,都是用浮力沉坠之法,浓度不同,液体浮力不同,沉坠刻度深浅便不同,此法简便精准,可沿用至硫酸测量。说起来这个硝液浓度计还是义父当年在沔阳府时发明的。”
其余三人连忙补充道:“只是硝液温和,寻常竹木、陶土、铁块器具便可使用,可硫酸腐蚀性极强,一半的材质片刻便会被侵蚀损毁,根本无法沿用旧器具。我们反复推演,只有散种材质可不怕强酸腐蚀——黄金、铅与玻璃。”
“高透玻璃含氧化铅,我们在岛上的时候发现了,遇强酸会被腐蚀析出杂质不说,也会损毁玻璃器具。”唐清条理清晰地细化方案,“因此需特制无铅玻璃做仪器管体,或者以黄金打造精密沉坠刻度基座,不选有毒的铅,这样大概既耐强酸腐蚀,又能精准沉降对标,复刻硝液浓度计的原理,便能测出每一杯硫酸的精准酸度!”
这套方案质朴却精准,完全贴合当下的工艺水平,没有脱离现有技术根基,却完美补齐了当下的工艺短板。
明玉珍眼底露出赞许之色。
他要的从不是天马行空的空想,而是这群少年人自主思考、落地解题的科研能力,唐清四人昨夜无人督促,自主攻坚、联动思索,已然做到了他要求的自我管理、自主推进项目。
“思路完全可行。”明玉珍点头定论,“即刻传信科学岛,将这份无铅玻璃酸度浓度计的制作章程传过去,让工坊加急开模、锻料、烧制,早日造出成品,落地试用。”
四人闻言心头一松,随即连忙拱手询问:“义父,今日我等需开展何种实验?”
明玉珍目光扫过台上整齐排列的十杯梯度稀硫酸、静置一夜的硫酸铁反应液、过滤完毕的硫酸铜原液,缓缓排布下今日的实验章程,条理分明,主次清晰。
“酸度计制作还需要一段时日,这批提前配制好的梯度稀硫酸确不便于久放,今天把它们全数利用起来,同步推进两项主线实验,穿插两项结晶小实验。双线并行,一项遇阻便暂停思索,切换另一项推进,不可空耗时辰。”
他俯身指着一旁备好的棉布、麻布、生皮革试样,率先交代第一项核心实验:
“第一,织物鞣染实验。将十杯已知浓度的稀硫酸依次标号,分别浸泡棉布、麻布、皮革三类物料,统一浸泡时长、统一室温晾干,逐一记录每一组物料的变化——是否发软、变脆、腐蚀、破损。全部观测完毕后,统一用靛蓝染料上色,对比每一组的着色均匀度、固色持久度、布料损耗率。最终筛选出最经济、低损耗、着色最优的酸处理配比,定下民用染布、鞣皮的标准工艺。”
这个实验的目的极为务实,彻底解决此前铅室法稀硫酸浓度不明、盲目使用的弊端,避免浓缩稀释反复加工造成的染料、工时浪费,让酸碱处理工艺真正实现标准化。
随即,他指向昨天用酸泡了一夜的鹅腿骨,继续吩咐:“第二,农耕改良实验。取同等分量的畜禽骨粉,分别用十杯不同浓度稀硫酸浸泡消解,静置腐熟;如果还有液体就继续加骨粉;一个原则是骨粉便宜,硫酸金贵,只许骨粉过量。从验证硫酸处理骨粉制作磷肥的最优方案,为境内农田增产铺路。”
这个实验的目的就是要找准到底是用浓硫酸好,还是稀硫酸好,多大的浓度是最好的;然后判断每一百毫升硫酸里能吃进去多少骨粉,这是制备骨磷肥的生产工艺条件。
两项主线实验落地,明玉珍又指向操作台两侧静置了一夜的两瓶废液,布置下两项基础结晶实验,用以帮四人夯实纯净物辨识的基础认知。
“你们来看这两瓶废液。”明玉珍指着左侧清澈的液体,“这是昨日稀硫酸与铁钉反应的母液,铁钉尚有剩余,今日已然不再冒泡,说明溶液内硫酸已完全反应,无多余残酸,仅剩纯粹的硫酸亚铁溶液。取干净的金坩埚盛装,文火低温缓慢加热浓缩,而后静置自然降温,等待结晶析出。”
随即又指向右侧蓝色清液:“这是浓硫酸与铜粉反应后的原液,内部残留少量细碎铜粉,先细细过滤除杂,取纯净滤液,同样文火浓缩、静置结晶,析出固态晶体。”
“你们需亲手操作、全程记录。”明玉珍沉声叮嘱,“待两种晶体析出、晾干、定型,你们便记住这份形貌、色泽、质地,往后但凡遇此品相,便是纯净的硫酸亚铁、硫酸铜,不过大概率是带结晶水的。辨清纯净物,是所有化工实验的根基。”
指令清晰,分工明确,四人立刻各司其职,有条不紊地开启了一日的实验。
两人专职负责织物与皮革实验,标号、浸泡、计时、记录,每一组试样分开摆放,绝不混淆,严格控制变量,确保实验结果精准可信。
另外两人负责骨粉消解实验与结晶实验,分工协作,互不干扰。
秋日山坳风温适宜,文火慢烧的金坩埚温度均匀,无铅玻璃烧杯通透洁净,只是绿微泛绿,每一处反应变化都清晰可见。
时光缓缓流逝,时至正午,各项实验皆有了明显进展。
最先出结果的是两组结晶实验。
经过整夜静置、半日文火浓缩降温,金坩埚内的硫酸亚铁溶液彻底析出了一簇簇淡翠绿色的规整晶体,晶莹剔透,棱角分明,质地纯粹无杂。
另一侧过滤除杂后的硫酸铜滤液,降温后更是析出了大片澄澈的湛蓝色晶体,色泽鲜亮,品相规整,望之夺目。
唐清俯身凝视着两簇从未亲手提炼过的纯净晶体,瞳孔骤然收缩,心头巨震。
她自幼生长于市井,常听闻工匠、药户所用的青矾、蓝矾,寻常市集、药铺随处可见,并且在科学岛也不止一次见过,却从未知晓其真实本源。
此刻亲眼看着硫酸与铁、铜反应,提纯结晶得出的成品,竟与世间流传的青矾、蓝矾一模一样!
原来,青矾便是水合硫酸亚铁,蓝矾便是五水硫酸铜。
前人只知取用矾石,却不知其成因、不知其理化本质,千百年来只凭经验沿用,无人深究根源。而义父仅凭一套酸碱反应、一套浓缩结晶之法,便彻底勘破了流传千年的物料本质。
这一刻,天井里的秋风掠过案台,日光落在澄澈的矾晶之上,折射出细碎璀璨的微光。
唐清望着眼前纯粹的色彩,只觉这片扎根在乱世的简陋实验区,远比世间任何楼台殿宇都要动人。
她心中愈发觉得盛世可期,义父开辟的这条格物致知、以技定天下的道路,无比光明、无比正确。
与此同时,织物实验的数据也逐渐清晰。
浓度过高的稀硫酸,即便酸度远不及浓硫酸,依旧会腐蚀麻布、皮革,让布料纤维变脆、发硬,染色后极易掉色、破损;浓度过低的酸液,无法软化织物纤维,靛蓝染料难以附着,着色浅薄、极易褪色,白白耗费染料与人工。
而中间梯度的两组稀硫酸,既能适度软化纤维、辅助固色,又不会损伤物料本体,染色均匀鲜亮,物料柔韧如初,恰好契合“经济高效、低耗优质”的最优标准。
骨粉实验同样初见成效,适宜酸度的硫酸充分消解了骨粉中的硬质磷质,将难以被土地吸收的固态养分,转化为易被作物汲取的速效养分,为后续农田增产、粮草增收打下了坚实基础。
四人站在实验台前,看着满满一桌详实的数据、规整的晶体、对比鲜明的试样,心中豁然开朗。
不过,这些工艺条件远不是今天一次实验就能优化完成的,例如浸泡的时间需要优化,等时间优化完毕,又需要进一步优化硫酸的更精确的浓度,毕竟眼下10%的浓度差还略为大了些。
等到酸优化完,染料的染色工艺又需要优化了,不过这部分可以交给染坊去自己摸索。
总之,接下里,三小只就可以自己在这实验室日复一日的重复优化即可,她,唐清泽可以暂时返回科学城主持工作。
第466章 返回科学岛
至正二十八年八月底,辰时初刻。
岳州都督府后院的实验小院里,晨露还凝在青瓦檐角,风一卷便簌簌落在阶前青石板上,洇出细碎的湿痕。
明玉珍身着素色常服,左手托着粗陶茶盏底,右手虚扶盏沿,指节搭在微凉的瓷壁上,静静立在廊下,看着唐清姐弟四人在实验室里忙碌。
此刻唐清正垂着头立在黑漆操作台前,指尖按着散页实验记录,按工序编号一一理齐,又将整沓纸竖起来,在案面上齐齐一磕,对齐毛边纸口。