“铋?这个名字不错。”王伦并不清楚武植命名的这个“铋”是不是历史轨迹中元素周期表里的那个,不过,先行者有权定标准、下定义。
就在王伦以为武植生化研究所的前阶段进展就只有漂白粉和金属铋时,武植却继续了他的汇报:
“为了更全面地明确铅矿石的复合成分,金莲提醒我,再用未经冶炼的劣质铅矿石重新开展一次置换实验。”
“难道还有新的金属被置换出来了?!”王伦惊喜交加。
“不错。本来在置换到第四种铅粉时,以为就没有其它新元素了。还是金莲提出了‘穷尽法’,也就是要把所有的铅粉都置换干净,再做出最后判断。”武植一脸侥幸之色:
“幸亏我们用的是最劣质的铅矿石,其中的铅含量极低,否则还不知道要消耗多少锌粉呢。”
“就是说,最后还有第五个置换物出现了?”王伦好奇了,这矿渣和矿石之间居然还有区别。
“嗯,最后出现了一种蓝灰色的金属粉末,量还不小,仅次于铜的含量,比重略高于铁,在8.6左右。”武植露出满意的笑容,“大约三百多度就能熔化,而且沸点比锌粉还低,猜测可能在七百多度就挥发了。”
“所以,在熔炼过的矿渣里面就没有这种金属,因为熔炼过程中它已经挥发掉了。”王伦恍然大悟。
听到这里,曾经去过莱芜监实地调查的闻焕章灵光一现:“如此一来,在莱芜监冶户清理出来的烟灰里面,应该会有大量这种金属聚集。”
李助笑了起来:“我们只要找个理由讨要那种烟灰,不就可以零成本获得这种新金属了吗?”
“李兄这个主意不错。”王伦也笑了起来,转念又关注起安全问题来,“不过,武兄,这种新金属沸点如此低,需要密切关注其安全性问题。”
“放心吧,先生。我们研究所现在由屠小鹿负责生物方面的实验,一个核心的长期任务就是进行生物安全性的实验研究。”
“那就好。”王伦这才满意地点点头,“对了,武兄,你给这种新金属也取个名字吧。”
“嗯,让我想想啊……”武植摸着下巴琢磨了一下,“既然它存在于铅矿石里面,但却在铅之后才被置换出来,又容易因为高温挥发、隔绝在矿渣之外,不如就取名为‘镉’。”
又是一个熟悉而陌生的名字,王伦自然是当场同意了。
不过,此时闻焕章却发现了一个问题:
“武所长,虽然说这个酸浸法可以置换出新的金属元素,但是,大规模制备提纯需要消耗太多的硫酸和锌粉了。
而且我们把泥罐法和黄铜配方上交朝廷之后,对于锌的获取应该会产生不利影响。”
王伦等人一听,也反应过来了,确实好像会出现闻焕章担心的那种情况。
“闻先生说的大规模制备,难度确实不低。至少目前来看,置换提取的纯度不高,多种金属容易混杂,需要长期优化工艺流程。”武植微微一笑,信心满满,“不过,锌粉和硫酸并不需要太多。”
“怎么说?”王伦心里一动,连忙追问道。
“电解反应。”武植先给出了解决方案,然后才解释,
“我们是采用硫酸溶解这些金属,形成了硫酸银、硫酸铜、硫酸铅、硫酸铋和硫酸镉,被锌粉置换之后,全部都变成了硫酸锌。”
“没错,按照化学反应原理,就是如此。”众人都纷纷点头。
“如果没有发现电解反应原理,确实需要蒸发结晶、再熔炼。但我们研究所已经发现,只要采用石墨阳极、锌片阴极,进行高电压的电解反应,就可以在阴极锌片上把溶液里的锌原子给提炼出来。”
王伦大喜,补充道:“如此一来,溶液里面最后留下的就又是硫酸了。反过来,这些锌和硫酸又可以循环利用。确实不需要消耗大量的锌和硫酸。”
一贯冷静示人的闻焕章也大喜过望,连连赞叹:“这化学变化果然神奇,谁能想到,一整套工艺流程下来,最后真正消耗掉的,就只有电能这一项啊!”
“所以,除了酸浸置换法,我们接下来还会开展酸浸溶液的电解法,看看是否有锌粉置换不出来的新元素,可能会被电解出来。”武植展示了一幅未来蓝图:
“甚至,有没有一些元素并不能被酸浸溶解?那么我们可以高温熔化之后,直接利用耐高温的石墨电极来进行电解。或许,又能获得更多的新元素物质。”
“好!高温熔融电解。这个方法太好了!在高温状态下,化合物原子之间的联系减弱,在高压电流的影响下确实可能出现分离,把新的元素物质剥离出来。”王伦不由得拍案叫绝。
钱忠此时却提出了一个新的方案:“武植兄弟刚才提到高温熔融电解法,我突然有了一个想法。”
“哦?钱大哥也有新方案了?”王伦喜出望外。
“其实也不是新方案。在《梦溪笔谈》里就记录了闪电熔解金银和钢铁的事情。
既然现在我们已经有了水力、火力发电,而且之前试验的那个碳弧灯不是会产生高温吗。
我们为什么不直接采用类似的电弧来熔炼金属,或者武植兄弟需要的熔融物质?”
钱忠灵感迸发,继续延伸道,
“而且,电力输出的可控性比焦炭燃烧容易多了。我们完全可以通过控制电流输出来控制温度,让实验和生产更加的标准化。”
武植也补充道:“如果按照钱大哥的方案,那么冶金材料的研究就不必再依赖焦炭和坩埚了。
焦炭加热既可能影响实验研究,也造成了极大的浪费。
关键是,采用电弧熔炉的话,完全可以在更小的容器中进行,更有利于合金材料的研究。”
“对啊!”钱忠一拍大腿,“武兄弟分析得太对了!现在冶金材料研究最大的困境,就是没办法进行高频次的小标本量试验,导致各种数据的采集严重滞后。
有了电弧炉,只要电力足够,甚至可以同时进行多个小型电弧炉的不同配比试验,从而发现更优质的合金材料。”
“甚至,这种电弧炉我们还可以采用更便捷的交流电。”王伦痛并快乐着,感叹道:
“只是,关键问题又回到了发电能力方面,可是火力发电又受限于焦炭的储量。”