102.火法炼铅
经过破碎处理后，按照姜明的估计，方铅矿的品位达到35%至40%，闪锌矿的品位达到40-45%，达到了直接焙烧的标准。
后世的方铅矿需要经过破碎、磨碎处理，再用化学药剂进入浮选，最终选出铅精矿。现在没有那么好的条件，暂时也没有球磨机和化学药剂，无法磨碎和浮选，姜明只能利用品位约40%的铅精矿，直接进行火法炼铅。
明代宋应星的《天工开物》中，对于火法炼铅也有专门记载，根据铅矿伴生矿是银或铜的不同，列出了不同的冶炼思路。
“先将山炭放到炉子的底部，再放入铅精矿。”蒋七指挥着工人向烧结炉中投料。
烧结是火法炼铅的第一步，原理是铅精矿中的硫化铅在高温中，被空气中的氧气氧化为氧化铅，同时释放大量的热量。
烧结炉用耐火砖和耐心水泥修建，高3米，炉内底部直径1米，顶部直径0.3米，总容积约1.6立方米。烧结炉修在0.5米的底台上，炉顶的投料口旁边是1根烟囱，将二氧化硫排到空气中，姜明还是很爱护工人健康的。旁边有一条倾角15度的斜坡，长约14米，工人可以将翻斗车推到坡顶，直接把原料倒进投料口。
烧结炉底部的左、右两边均有鼓风口，各连着一台用水车驱动的鼓风机，平时只用一台，另一台备用。水车鼓风机的结构很简单，一个偏心轮通过连杆，与鼓风机的活塞相连，将水车的旋转运动转化为往复运动，不断为烧结炉鼓风。
烧结炉的前面是炉门，可以扒出烧结成块的氧化铅和残渣。
“点火吧！”姜明吩咐工人将火把从炉门放到到烧结炉中，点燃了里面的木炭。
这时鼓风机也开始运动，将新鲜空气沿着管道送向烧结炉。姜明设计的送风管是用生铁铸造，架放在火道里面，火道燃烧木炭。新鲜空气从风道向烧炉吹去的时候，先经过火道的预热，到达烧结炉的时候，温度可以达到800度。
“铁的导热性比水泥强很多，以后高炉的送风管全都换成铁管。”想到之前为高炉设计的送风管还是水泥浇铸的，姜明心道。那时候，姜明还冶炼不出钢铁，只能先用水泥管。
大约半小时之后，水车的转速越来越快，风压变大，空气越来越充足，炉内的铅精矿开始充分燃烧起来，炉顶的烟的颜色由黑转青、由青转白，最后变成浓浓的火烟。
“这烧结炉旁边也太热了，里面明明只添加了很少的木炭，怎么会这么热呢？”烧结炉太热，蒋七略微远离了炉子，嘴中嘀咕道。
姜明轻笑一声，道：“这铅精矿也是能烧的，不过它只有在高温环境中才能燃烧，底下的那点木炭只是起到引火的作用。当风箱向炉中送去热风后，铅精矿也慢慢燃烧起来，放出大量的热量，所以它的温度也是非常高的。”
“哦，原来如此，老朽明白了。”将七也懒得夸赞姜明了，在他眼里，督军简直无所不知，这种事稀松平常。
当铅精矿在炉中充分燃烧后，炉中的温度约800至900度，此时硫化铅已经充分燃烧生成氧化铅，然后在高温下烧结或融化成块状。
“吩咐工人打开炉门，扒出里面的黄色块状物和残渣。”发现时机差不多了，姜明便让蒋七安排工人收集氧化铅。
氧化铅是黄色晶体或粉末，古代又称为黄丹，是一种重要的严料，有剧毒，古代很多炼丹师将黄丹涂在丹炉的内壁上，结果丹药就含有黄丹，要了不少皇帝的命。
工人打开炉门后，收集扒出来的黄色块状物和粉末，准备作下一步的处理。另有一些工人会对残渣进行筛远，因为铅精矿仍有伴生矿，像闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿，以及金、银等贵金属，这些硫化物在高温中也会氧化、分解，留在残渣中。
闪锌矿、黄铁矿都会与氧气在高温下反应，生成氧化铁和氧化锌，都可以收集起来，冶炼成金属单质。金、银也可能存在残渣中，可以收集起来冶炼。
状块的氧化铅可以直接放到鼓风炉中还原，粉末状的氧化铅则收集到一起，压制在铸铁盒中，放回炉中烧结成块。
“打开鼓风炉，将这些黄色铅块放到里面冶炼。”工人已经拣出不少黄色块状物，蒋七便吩咐工人进行下一步的冶炼。
鼓风炉的结构和烧结炉差不多，是竖炉结构。考虑到烧结炉的产量有限，鼓风炉并不大，高度为2米，炉膛底部直径0.8米，顶部投料口直径0.3米，容积只有0.9立方米。按照有效从积0.7立方米，铅的密度是铁的1.5倍，利用系数可达到0.8，若满负荷运转，每天铅产量可以达到560公斤。
氧化铅和木炭放到鼓风炉后，工人点燃木炭，水车也驱动鼓风机为炉内输送新鲜的热空气，两者开始在炉内缓慢地反应着。随着炉内温度升高，反应越来越剧烈，木炭燃烧生成二氧化碳，又与过量的碳反应，生成一氧化碳。
一氧化碳与氧化铅在高温下发生氧化还原反应，生成单质铅。铅的熔点低，只有300多度，很快在炉中1000多度的高温中融化成液体，沿着鼓风炉的出铅口流出。
“多亏督军设计出两种炉子，第一天就顺利炼出了铅。”看到熔融的铅水，从鼓风炉的出铅口流出，蒋七忍不住赞叹道。
古代炼铅多是采有一步到位，将铅精矿和木炭一起放入炉中，在高温下反应，直接冶炼出铅。但是这种方法冶炼出的铅杂质较多，需要进一步精炼。当然，古代多数情况下对金属的纯度要求没那么高，一般并不提纯。因为方铅矿往往伴生金银，白银会融到铅中，碰到这种情况，古代的匠人会进一步从铅中提炼白银。
目前冶炼出来的铅，纯度已经超过95%，已经可以满足日常使用。可是姜明想到铅中还有银，那就好人做好底、送佛送到西，继续提纯铅吧！
他没有回应蒋七，只是淡淡道：“咱们还是按原计划，续续提纯铅吧。”
蒋七点点头，指挥工人将出铅口的沟漕打开，液态铅沿着沟槽流入到坩埚中。坩埚是用高岭土烧制而成，可以承受1500度的高温。
工人拿着铁棒不断搅坩埚中的液态铅，随着温度降低，铜在液态铅的溶解度降低，结晶成固析出，由于铜的密度比铅低，浮在铅的表面，用铁质漏勺将铜取出。
同时，随着液态铅的不断搅拌，其中的锑、砷、锡与氧气接触，生成难溶于液态铅的氧化物，浮于铅液的表面，同样用铁质漏勺分离。
除去铜、锑、砷、锡等元素之后，便完成了第一步的粗铅精炼。实际完成这一步，铅的纯度已经超过99%，可以在各种工业中广泛使用。
姜明看外面天色已暗，吩咐道：“今天就到这里，明天教你们从铅中提炼出白银。”
“啊！铅中还有银子？”听到督军明天要从铅中提取银子，老蒋惊讶的嘴巴都合不上，太不可思议了，其他人更是目瞪口呆。
古人虽然会从方铅矿中冶炼白银，但也不是人人都会，只有少数的官府匠人知道这点。而且选矿的第一步就跟姜明不一样，冶炼白银的工匠是敲碎了方铅矿，找出含银的石块进行冶炼。而姜明恰好相反，找出含铅的石块，冶炼出铅，再提纯，分离出银。
至于第二步，从铅中提炼出白银。姜明心知肚明，今天是办不成的，缺少一样材料。
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