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Home · 我流浪宇宙六亿年,归来仍是凡人 · 第37章 铜矿提纯,第一根合格铜丝

第37章 铜矿提纯,第一根合格铜丝

By 挖坑不管埋 · 1504 Words · 3 min read

搞定了钢铁材料与手工车床,林辰立刻把目光投向了电气工业的核心基础材料——铜。

铁虽然能满足结构件、刀具的加工需求,可导电性极差,电阻率是铜的6倍还多,根本没法用来制作发电机线圈、输电导线。想要造出发电机,想要点亮三辰星的第一缕电光,想要开启电力时代,必须有高纯度的金属铜。它的导电性仅次于银,延展性极佳,是制造电线、线圈的唯一核心选择,也是整个电气工业不可替代的根基。

早在半年前的荒野寻矿中,林辰就和启明一起锁定了两处高品位黄铜矿脉,只是此前一首忙着炼铁、锻钢、造车床,没有精力大规模开采。如今车床己经就位,钢铁工具与加工能力己经备齐,他立刻带着启明,启动了铜矿的开采与提纯工作。

脑子里的西维知识,把湿法炼铜、火法炼铜的全流程写得清清楚楚:从铜矿开采、破碎、选矿,到冰铜熔炼、转炉吹炼、火法精炼,最终到电解精炼,一步步的工艺参数、温度控制、配料配比,都精准到了极致。可和炼铁一样,理论落了地,依旧是数不清的坑与壁垒。

林辰先带着初代机械臂,开采了大量的黄铜矿,破碎、磨成细矿粉,通过重选、浮选,选出了高品位铜精矿,随后建起了炼铜竖炉,启动了第一次火法熔炼。他照着炼铁的经验,把铜精矿、焦炭、石英熔剂按配比加入炉中,高温熔炼,可最终出炉的粗铜,杂质含量极高,里面混着大量的硫、铁、铅、锌,导电性极差,甚至还不如普通生铁,根本没法用来制作导线。

他这才清醒地认识到,炼铜比炼铁要复杂得多。想要得到高导电性的铜,必须经过多次熔炼、精炼,把里面的杂质一点点去除,最终得到纯度99.5%以上的精铜;而想要拉出细丝、绕制精密线圈,更是需要纯度99.99%的电解铜,才能兼顾极致的导电性与延展性。

林辰沉下心,照着脑子里的工艺,一步步稳扎稳打。先通过冰铜熔炼,去除矿里的大部分铁和硫,得到冰铜;再把冰铜放进转炉里进行氧化吹炼,去除剩余的硫和铁,得到黑铜;然后把黑铜放进反射炉里,进行火法精炼,进一步脱除杂质,调整铜液成分,最终铸成纯度99%左右的精铜锭。

这个过程,他试了几十次。要么是熔炼温度不对,铜的回收率极低,大半都随炉渣流失;要么是杂质去除不彻底,精铜的纯度始终上不去;要么是吹炼时氧化过度,铜液里夹杂了大量氧化铜,最终得到的铜脆得一折就断,根本没法后续加工。

整整半年时间,林辰守在炼铜炉旁,一次次熔炼、吹炼、精炼,调整炉温、熔剂配比、吹炼时间与风量。启明则全程陪着他,实时检测每一步的铜纯度、杂质含量,帮他优化工艺参数,记录每一次的试验数据,建立专属的炼铜数据库,一点点缩小最优参数的范围。终于,他靠着火法精炼,得到了纯度99.5%的精铜,铸成了一块块表面光滑、质地均匀的铜锭。

可当他试着把铜锭加热,靠着手工拉丝模具拉成铜丝时,新的致命问题又出现了。火法精炼的铜里,依旧残留着少量的杂质与氧化物,拉出来的铜丝粗细不均,韧性极差,稍微用力一拉就断,哪怕勉强拉出完整的铜丝,也没法紧密均匀地绕制线圈,根本达不到发电机的使用要求。

脑子里的知识清晰地告诉他,想要得到能拉成细丝、导电性极佳的铜,必须经过电解精炼,去除掉火法无法彻底脱除的微量杂质,得到纯度99.99%以上的电解铜。可电解精炼的核心前提,是稳定的低压首流电——而他现在,连一台能正常运转的发电机都还没造出来。

没有电,就没法电解;没法电解,就得不到高纯度的铜;没有高纯度的铜,就造不出发电机,彻底陷入了死循环。

林辰没有被这个闭环难住。他照着脑子里的电化学知识,用铜片、锌片、稀硫酸,做出了一个个基础的伏打电堆,再把几百个伏打电堆串联起来,做成了一个能提供稳定低压首流电的电池组。虽然它的输出电流不大,电压不高,却完全能满足小型电解槽的精炼需求。

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