第961章 制氨法

被父亲下令之后,李文全不敢怠慢,第二天便开始着手了解肥料生产的现状。

他先是去了城外的肥田粉作坊。

说是作坊,其实是附属于炼钢厂的一间厂房,占地不大,十几名工匠守着几口铅制的反应釜。

李文全在门口站了一会儿,看到工匠们将炼焦炉出来的煤气通入硫酸溶液中,反应后结晶出白色的硫酸铵粉末。

整个过程又脏又呛,煤气的刺鼻气味弥漫整个车间,工匠们脸上都蒙着一层灰黑的粉尘。

这座作坊的主事姓蒋,是京师钢铁厂的老工匠,被调过来管这摊子事。

他见李文全亲自来了,连忙迎出来,在围裙上擦了擦手:

“李董事长,您怎么亲自来了?这地方脏,屋里坐。”

李文全疑惑地看向这个主事,这名主事说道:

“咱们作坊也是倭银公司投资的产业之一,我在倭银公司的董事大会上见过您。

原来这也是倭银公司的产业啊。

倭银公司如今已经不是个简单的贸易企业,它将利润投入到京畿地区很多的工厂中,控制了不少产业。

李文全摆摆手说道:

“不坐了,你跟我说说,这肥田粉一天能产多少?”

蒋主事挠了挠头:“实话说,一天也就三五百斤。咱们这作坊全靠炼钢铁产生的煤气,煤气多的时候能多产点,煤气少了就没法干。”

“钢厂那边也是看产量说话的,人家炼钢才是正事,咱们这肥田粉,说到底就是个搭头。”

他顿了顿说道:“产量上不去,销量也一直不大。京畿附近的农户,用肥田粉的也就那些种菜的大户,种粮食的小农户嫌贵,一亩田撒个二十斤肥田粉,成本比农家肥高出一大截,他们也舍不得。”

李文全点了点头,这个和他之前的市场调研结果一样。

化肥好不好?化肥能不能增产,经过这些年来的宣传,农户也明白化肥的作用。

但是化肥的价格对他们来说还是太高了。

李文全又问了几个细节。

蒋主事告诉他,现在用的方法是“回收法”,就是利用钢铁厂炼焦和造煤气时产生的氨气废气,导入硫酸中反应生成硫酸铵。

这个方法最大的问题就是完全依附于钢铁厂,钢铁厂不停产,才有氮气可回收,钢铁产量上不去,氦气的量也就上不去。

而且氨气在煤气中的含量本来就不高,提取效率也低,导致产量一直上不去。

离开作坊后,李文全又去了城东的农具铺子,找铺主聊了聊肥田粉的销路。

这座商铺也是当年东宫旗下的商铺,李文全在当今皇帝做太子的时候,负责过东宫旗下商铺的经营。

这掌柜也是李文全的老熟人了,当年筹建倭银公司的时候,他还想要将这个掌柜带去倭银公司,但是对方年事已高,不愿意去海外折腾拒绝了李文全。

掌柜说道:

“说到底,还是产量太小,价格下不来。”

“要是能把产量翻个几番,把价格降下来,那农户肯定抢着买。

李文全回到马车上,把今天打听到的信息在心里过了一遍。

回收法受制于钢铁厂的产量,大规模量产肯定不能靠这个。

如果要用硫酸铵,就得另想办法,不用废气回收。

但这涉及到化学反应工艺和新建工厂,投入和技术门槛都不低。

马车在长安街上哒哒前行,李文全靠在车壁上,闭上眼盘算着。

父亲说得对,化肥这事要是真做成了,不仅是赚钱的事,更是功在社稷的事。

也不知道实学会那边,陶学士能不能有办法。

等到李文全回到家中,却发现家中有客人。

管事的将他引入父亲的书房,武清伯李伟正在和一名中年人热情交谈。

“来来来,陶博士,这是犬子文全。”

接着李伟向李文全介绍道:

“这是陶学士最器重的弟子,建工学院的博士祭酒陶勘陶博士。”

陶勘虽然是实学研究者,但也不是两耳不闻天下事的书呆子,知道李文全富可敌国。

而他是陶观的弟子,也清楚经费对于科研的重要性,热情地向李文全行礼。

李文全连忙向陶勘回礼。

陶勘向李文全说道:

“李世子,实不相瞒,我已经研究了两年多的肥田粉。”

李文全示意他继续说。

“肥田粉是民间的叫法,按照陶师的命名方式,应该叫做硫酸铵。”

陶观能成为学士,除了他的众多发明之外,最重要的是两个贡献。

一个是他统一了化学的命名方法,他在苏泽的启发下,建立了一套化学物质命名方法,比如硫酸、硝酸,这套方法已经在化学研究的圈子里广泛使用。

第二个是他开始了定量分析,通过定量的分析,确定了物质的构成,将化学反应公式化和定量化。

在如今,这套方法已经被广泛接纳,甚至不是研究实学的产业界人士,比如李文全都能听得懂了。

陶勘从袖中取出一卷图纸,铺在桌上:

“硫酸铵这东西,说到底就是氨气溶于硫酸生成的。”

“我仔细分析过,真正对庄稼起作用的,是氮气中含有的氮元素。而氮气这东西,味道和尿味一模一样。”

李文全皱眉问道:“这和尿有什么关系?”

陶勘说道:

“我做了个小实验。把新鲜的人尿密封加热,收集冒出来的气体,通入硫酸里,同样得到了硫酸铵的结晶。”

李文全愣了一下:“你是说肥田粉和农家肥,本质上是一样的东西?”

陶勘点头说道:“正是如此,农家肥之所以能肥田,是因为其中的含氮有机物在土壤中被微生物分解,缓慢释放出氨气。”

“而硫酸铵施入土中,遇水直接溶解,庄稼根系吸收更快。两者的真正有效成分,都是氨。”

李文全若有所思,手指轻轻敲着桌面。

陶勘继续说道:

“所以问题的关键,就是如何大规模制造氨气。回收法只能依赖钢铁厂,产量永远上不去。”

“我这两年在建工学院的实验室里试了不少方法,最后摸索出一条可行的路子。”

李文全问道:“什么路子?”

陶勘指着图纸上画的一个反应装置图:

“我找到了一种方法,可以用电石制作氮。”

李文全没有听懂,示意他详细解释。

陶勘说道:

“电石这东西,李世子应该知道,京师钢铁厂已经开始小规模生产了。它的本名是碳化钙,是煤和石灰石在电炉中高温熔炼出来的。”

“我发现的反应是这样的:把电石磨成粉末,先通入氮气进行反应生成新的化合物,这种化合物再加水,就能释放出氨气。

“这个反应速度很快,可控性也比回收法强得多。只要把电石准备好了,生产一环接一环,不需要像回收法那样看钢铁厂的脸色。”

李文全眼睛一亮,如果肥田粉能够脱离钢铁厂独立生产,那产量不就上来了吗?

他连忙问道:“预计产量能有多大?”

陶勘说道:

“如果设备够大,工艺够稳定,理论上产量可以比回收法高出几十倍。关键在于反应需要高温高压,这一点我目前还没完全解决。”

“高温高压?”李文全面色微紧,“要多少度?”

陶勘说道:“我试过几次,反应温度至少要在二百度以上,压力需要密封的反应容器,这样的条件,普通的铁锅铁釜承受不住,空气会膨胀漏气,甚至会炸开。”

李文全倒吸一口气:“那是会出人命的。”

陶勘点头:“是。所以我想建一座专门的容器,用厚壁的铁罐,罐体要能完全密封,内部要一层耐腐蚀的釉面或陶瓷。罐体外面加夹层蒸汽加热,把温度升上去。”

“还要装安全阀,当压力超过安全线时自动放气。”

李文全沉默了一会儿,问道:“这东西造得出来吗?”

陶勘说道:

“能。京师钢铁厂已经在生产高炉用的铸铁件了,造这种厚壁罐体应该问题不大。”

“关键是加工精度和焊接手艺。如果李世子能帮我联系钢铁厂的巧匠,按照我的图纸铸造,我有信心造出来。”

李文全看向父亲李伟。

李伟说道:

“工部那边,本会长还是能说得上话的,京师钢铁厂只要能造出来,咱们下订单购买就是了。”

李文全毕竟是商人,他更考虑成本问题。

他问道:

“这工厂大概需要多少银元?”

陶勘说道:

“我刚才算过,如果只建一座小型的实验装置,盖个厂房,连设备加材料,大约需要这个数。”

他伸出一根手指。

李文全倒吸一口气问道:“一万元?”

陶勘点头:“一万银元。如果实验成功,再扩建到能供应一府之地的大厂,后续投入恐怕要五万到十万元。”

这个投入还是超过了李文全的预算,但是他注意到陶勘说的是“一府之地”。

他问道:

“一府之地?一座工厂,能够供应一府之地的农田?陶博士,你知道一府之地多少田吗?”

陶勘说道:

“李世子,在下当然知道一府需要多少,但是这工业生产就是这样,只要工厂运转起来,就是日夜不休的生产,产量是非常巨大的。”

“李世子,还记得硫酸的价格吗?陶师说当年东宫商铺制作酱油的时候,绿钒是所有原料中最贵的,现在硫酸的价格呢?”

这下子李文全明白了,他点头。

硫酸是工业的重要原料,他也知道不少京畿的商人投资建设了硫酸工厂。

自从使用铅室法制作硫酸后,硫酸的产量大增,市场上的硫酸价格也连续走跌。

他也曾经去考察过硫酸工厂,见到一座硫酸工厂的产量后,他才熄灭了投资的想法,这已经是激烈竞争的市场了,不再是以往的暴利行业了。

不仅仅是硫酸,凡是工业化大规模生产的东西,价格很快都会落下来。

李文全咬了咬牙:“行。一万银元,我出了。但是陶博士,你要保证半年内看到成果。”

陶勘拱手:“李世子放心,我陶勘既然敢接这个活,心里是有底的。”

听到这里,李文全才算是稍稍安心。

陶勘既然是陶学士的得意门生,他这么有把握,肯定是能办成的。

说定了工厂的事情,李伟又说道:

“陶博士,再说磷肥的事情吧。”

陶勘说道:

“其实会长和世子想错了,这磷肥反而是最容易的。”

“磷肥的原料不需要复杂的化工合成,直接开采天然矿物就行。”

“当年镇海伯经度航行时,在南海和东洋海域发现了很多堆积了鸟粪的海岛。这些鸟粪经过千百年堆积,已经形成了厚实的矿层,富含磷元素。”

李文全皱眉问道:“鸟粪也能做肥料?”

陶勘点头:“正是。鸟粪中含有的磷酸钙,磨成粉末后直接施用到地里,就有一定的肥效。”

“如果用硫酸处理一下,效果更好,可以制成过磷酸钙。陶师的实验室现在用的磷,都是从这些鸟粪石中提炼的。”

他顿了顿补充道:

“京畿地区的磷肥需求不大,主要是因为产量上不去,价格下不来。但如果能大规模开采这些鸟粪石,成本就能大幅降低。”

“以世子在航海界的威望,组织船队去那些海岛开采运输,磷肥生产就能配套起来。”

李文全沉思片刻,问道:“这些海岛在什么地方?距离大明远不远?”

陶勘答道:“具体航线,宫里有详细的海图,当年宸公公也有所记录。”

宸昊曾经作为宣慰使,和张敬修一起前往南洲,他的航海记录也存放在司礼监中。

“据陶师说,最远的一处距离广东不过半个月航程,近的就在琼州府以南。只要派几艘船,带足人手和工具,一年之内就能运回几千吨鸟粪石。”

李伟插话道:“那还等什么?文全,你赶紧联系倭银公司的旧部,把船和人手调起来。”

李文全立刻说道:“行。我明日就去倭银公司,看看还有没有闲置的船。”