第90章 砷 铬 钴
刘云龙见秦银华问起砒霜的问题，心想今后冶炼含砷矿物时，确实会得到大量的砒霜，于是就问秦银华：“我们冶炼铅锌时得到的三氧化二砷溶液，纯度还不高，里面含有锡、铅、铁、硫等杂质。你准备怎么提纯？”
秦银华说道：“先在200℃的温度下处理硫，使得硫变成二氧化硫，再用硫酸处理，使得锡、铅、铁等杂质先与硫酸反应，就能得到高纯度的砒霜了。”
“怎么提取砷元素？”
“在砒霜中加入浓盐酸，三氧化二砷与浓盐酸反应生成三氯化砷，再高温蒸馏，就能得到高纯度的三氯化砷，然后用氢气还原，就能得到高纯度的砷。”
“砒霜是有毒，可砷本身是无毒的。”
秦银华又问道：“那提纯了砷，有啥用处呢？”
刘云龙说道：“硒、碲可以用于炼制合金，砷也可以用来炼制合金，比如砷青铜合金、砷铅合金。”
“青铜里也能加砷？”
“青铜里加入0.15％-0.5％的砷，青铜的机械性能没有改变多少，但导热性明显降低，塑性明显增加，更容易用来铸造轴承，且不会在轴承转动处产生高温。砷铅合金将来可以用作电缆的外皮，也能做子弹头。”
“子弹头干嘛要用砷铅合金？”
“现在军队里使用的火绳枪，命中率很低，能命中要害的更低。用砷铅合金做子弹头，子弹发射后，铅受高温，铅质就软了，易破碎，对敌人的伤害就大了。子弹里的砷受高温后，就变成三氧化二砷了。”
“你的意思是说，即使敌人没被击中要害，也会因砒霜而中毒？”
“呵呵，你可别去外面乱说哦。”
“我不会乱说的。砷还有别的用处吗？”
“可以做农药。很多果树会遭到天牛、吉丁虫、木蠹蛾的侵害，这些虫都躲在树干里，你在树干外喷药水杀不死它们。将来化工发展后，用砷来生产甲基砷酸钠、甲基砷酸二钠，把这二种物质注入被虫蛀空的树干里，就能杀死这些害虫。化工生产了铬酸铜砷后，把它涂在木材的表面后可以防腐，比如今后我们生产的木质战舰，必须要用到铬酸铜砷。木材涂了铬酸铜砷后，还可以防止白蚁蛀食木材。”
边上的贝喜鲁听后，问道：“刘总，你一会儿造子弹，一会儿造舰船，准备打仗了？”
刘云龙笑了笑，说道：“你可不能这么理解。顾明荣在铁铺试验打刀，我也没说是要准备打仗吧。我们只不过是有备无患而已。”
贝喜鲁这才没继续问下去。
秦银华又问道：“我们提取了很多磷，除了做磷酸外，也能像硒、碲、砷一样炼制合金钢吗？”
刘云龙说道：“可以呀。磷也能与青铜生成合金，在青铜中加入0.1％-0.4％的磷，就是磷青铜合金。磷青铜合金强度高，弹性、韧性都比青铜提高很多倍，还耐磨、耐腐蚀，因此可以用来制作弹簧、轴承、齿轮，将来制造海洋里航行的船舶时，很多零部件就要用到磷青铜合金。从现在开始，你们要把硒合金、碲合金、砷青铜合金、磷青铜合金形成系列，制定标准。”
秦银华说道：“知道了。”
贝喜鲁问潘益飞：“你算下来，这个铅锌矿中金、银、铜等的含量有多少？”
潘益飞说道：“根据勘探队给我的数据，铅的含量是9.0％、锌的含量是13％、铜的含量为0.16％、银的含量是168克/吨、金的含量是0.14克/吨，但目前的选矿方法，金、银、铜等金属的回收率最多为85％。”
贝喜鲁又问道：“潭山硫铁矿呢？”
潘益飞说道：“潭山硫铁矿中金、银、铜的含量比铅锌矿少，铜的含量是0.076％，银的含量是90克/吨，金的含量是0.066克/吨。”然后，轻声对贝喜鲁说道：“这两个矿简直就是给我们送钱的。”
刘云龙说道：“提炼金银的事，要保密。官府一旦知道我们提炼了很多金银，税率会提高到30％。”
潘益飞说道：“这个知道，我们提炼金银的事是不能说出去的。”
在后世，矿石中铜的含量在0.4％以上可称为铜矿，银的含量在150克/吨以上可称为银矿，金的含量在0.3克/吨以上可称为金矿。
大华公司开采的小茅山铅锌矿，如每年开采1万吨矿石的话，按85％的回收率，就能提取765吨铅、1100吨锌、13.6吨铜、1360公斤银（3.67万两）、1190克黄金（32两）。开采的潭山硫铁矿，如每年开采1万吨矿石的话，除了提取硫磺、制备硫酸外，能提取6.46吨铜、765公斤银（2.06万两）、561克黄金（15.12两）。这样，小茅山铅锌矿和潭山硫铁矿一年可炼铜20.06吨，合3.37万斤（明代斤），目前铜含量为80％的黄铜价格是230文/斤（2500文合1两白银），提取的铜即使按这个价格计算，3.37万斤铜产值至少有3107两白银，如算上硫、铅、锌、铁、金、银及其它贵重金属，这2个矿创造的产值至少5万两。
刘云龙心想，怪不得后世开采小茅山铅锌矿的吴县铜矿是利税大户，光福的几个乡镇企业靠开采硫铁矿发财，连潘益飞也说这两个矿是“给我们送钱的”，今后还有玉屏山的铅锌矿可开采，可提炼的铜、金、银更多。
潭山硫铁矿还含有铊、钴、钼等，小茅山铅锌矿中还含有铊、镓、锗等，接下来潘益飞领着刘云龙、贝喜鲁来到提炼“铊”的炉前。
铊主要从硫铁矿制硫磺、硫酸的烟尘及熔炼铅锌矿的烟尘中提取，在这些烟尘中，铊主要以氧化铊、硫酸盐的形式存在。
工人们把收集的烟尘加入稀硫酸，先过滤掉硫酸铅等杂质，再加入盐酸溶液，利用锌、铜、镍、锗、镉、铟的氯化物并不沉淀的特性，得到沉淀物氯化铊。将氯化铊加入硫酸溶液，生成硫酸铊和氯化氢气体。向硫酸铊溶液中加入锌粉后，得到铊。
贝喜鲁问道：“我们提取的铊，派什么用？”
刘云龙说道：“化工生产中会大量使用各种酸，用铊与铅、锡熔制的合金可以抵御酸的腐蚀，今后很多酸的容器、管道就用这种合金来制作。”然后对贝喜鲁说道：“我们再去看看是怎么提炼钴、铬、钼的。”
钴没有单独的钴矿，大多伴生于硫铁矿、黄铜矿、铅锌矿、锰矿中。钼除了存在于辉钼矿中外，也大量伴生于硫铁矿、黄铜矿、铜金矿、铅锌矿、钨矿、铋矿中。大华公司提炼了钴、钼后，主要用于生产合金钢，也用于生产颜料氧化钴。
潘益飞说道：“边上那个炉子就在提炼钴、钼。钴的提炼就是根据上次刘总说的法子提炼的，我们在提炼钴时，还根据刘总写的书，同时提炼钼。”
他们视察的炉子是利用硫铁矿制硫磺、制硫酸的矿渣来提取钴、钼的。矿渣用铁块去除四氧化三铁后，再向矿渣中加入碳粉，加温到1000℃。矿渣中的锌被碳粉还原，由于锌的沸点是906℃，在1000℃下，绝大部分锌变成锌蒸气被排放后回收。将炉渣冷却后，在矿渣中加入氢氧化钠溶液，氧化钴、氧化钼分别与氢氧化钠反应生成钴酸钠、钼酸钠，去除锰、铁、铜、锌等杂质的沉淀物，向滤液中加入盐酸，钼酸钠与盐酸反应生成微溶于水的钼酸，过滤后得到钼酸。将钼酸加热到600℃，钼酸分解为三氧化钼，通入氢气还原三氧化钼，就得到单质钼。
向滤液中加入硫酸、氨水，浸出硫酸钴粗液。在硫酸钴粗液中，加入四氧化二磷、氢氧化钠，进一步除去溶液中的锰、铁、铜、锌等杂质后，得到较纯的硫酸钴溶液，再加入草酸铵，得到草酸钴沉淀物。将草酸钴烘干、加热后生成氧化钴。将制得的氧化钴中通入一氧化碳，钴就被还原成单质钴。
刘云龙接着视察铬、钨、镍的提炼。铬、钨、镍的提炼主要从徽州的铬铁矿、钨铁矿、蛇纹石中提炼，提炼的铬、钨、镍将用于炼制合金钢。
铬铁矿经精选后可直接用于炼铬钢，不必提炼单质铬后再炼铬钢。炼钢厂的炼铬炉主要是制备三氧化二铬，提取单质铬。
在铬铁矿矿粉中，加入纯碱、石灰石，在1150℃下将铬铁矿熔化，冷却后将熔融物用水浸取、过滤，得到含杂质的铬酸钠。在铬酸钠中加入硫酸，调整PH在7—8时，杂质氢氧化铝、氢氧化镁沉淀，过滤后，向滤液中再加入硫酸，调整PH为4左右，加热，溶液中的硫酸钠结晶出来，过滤后得到纯度较高的重铬酸钠溶液，然后冷却，得到重铬酸钠晶体。
在95℃的重铬酸钠溶液中加入硫化钠，生成氢氧化铬沉淀物，将氢氧化铬放入窑炉中焙烧到1300摄氏度，就得到三氧化二铬。
为提取单质金属铬，将三氧化二铬与焦炭混合后，采用碳还原法就得到了金属铬。
贝喜鲁问道：“这个铬除了可以炼铬钢，还有别的用处吗？”
刘云龙说道：“三氧化二铬本身绿色颜料，称为铬绿。将来有了铁蓝后，把铬绿与铁蓝混合，就是铅铬绿颜料。把重铬酸钠与硝酸铅反应制得的铬酸铅，是一种黄色颜料，俗称铬黄颜料。这几种颜料就能赚大把大把钱。今后，金属铬可以用来制作铁铬钴磁铁。”