Сто килограммов для прогресса. Часть четвертая (СИ)

Пробили нижнюю летку, но вместо привычного чугунного ручья из летки поползла густая светящаяся масса. Поползла и встала, темнея и остывая на глазах.
- Все! Приплыли!
- Вот и козел!
- Ну не совсем козел, это же не домна. Разбирается тут все. Заодно и облицовку сменим.
- Но хорошего мало.
- Факт!
Да, чуда не произошло. Вагранка - это не домна. Теперь ждать пока остынет. Остывать будет долго - внутри несколько тонн непонятной массы. Начали осторожно воду лить - повалил пар. Изучили то что вытекло из летки, оказалось что это шлак, силикатно-глинозёмистый, тугоплавкий. Мало извести положили! А где же железо, хотя бы?
Наконец разобрали нижнюю часть вагранки. В середине шлаковой массы обнаружили лепешку. Лепешка вроде как чугунная, но не совсем, смесь со шлаком. Это же крица! Если ее долго ковать и отжигать, то получим железо. Кричное, некачественное. Получается, что вагранка сработала как домница, недодомна.
Металла много - взвесили, выходит что, с учетом потерь, в руде порядка сорока процентов железа. Неплохая руда, жаль, что на османской земле и приходится ее покупать.
Железо видно, а где никель? По идее это и есть ферроникель. Но сколько его там? Да и есть ли никель, в принципе? Попробуем извлечь электролизом.
- Командор, а катод какой ставить? В справочнике написано что никелевый или из неж... нерж... ржавеющей стали.
- Да, это сплав железа и хрома, часто с никелем, Антип. Хрома у нас нет. Нержавейки без хрома я что-то не помню. Хотя если замешать процентов восемнадцать никеля - не должно ржаветь. Тогда уж проще сплошной никель.
- Значит, чтобы получить никель - надо иметь никелевый электрод? Замкнутый круг, значит?
- Ну да. Опять.
- И что делать будем?
- Так, стоп. У нас же есть немного нержавейки! Вон то мое ведро, помнишь? Оно же еще долго дистиллятором работало.
- Большое слишком. Да и жалко - очень нужное для химии.
- Тогда кружку! Пошли, у меня лежит, я ею давно не пользуюсь.
Я уже давно перешел на нашу керамическую посуду, приятнее чем нержавейка. Керамика у нас уже очень приличная, особенно когда нашли каолин. Тонкая, прочная, звенит - почти фарфор. Глазируем стеклянным порошком. Пробуем цветную роспись, тоже стеклянным порошком, уже цветным. Получение цветного стекла мы уже давно отработали, когда стразы делали.
- Вот, смотри. Немного помята, но пойдет, дно почти ровное. Сплав железо-хром-никель. Надо осаждать слой никеля и отдирать. Если получим достаточно прочную фольгу - сделаем ее основой сплошного катода. Эти катоды уже будем переплавлять.
Но даже с таким катодом из будущего не все просто оказалось. В аноде очень много железа и надо не допустить его к катоду. Основной способ тут - окисление железа в электролите воздухом. Это мы используем не в первый раз, у нас даже есть ручной воздушный насос для этого. Крутишь ручку, и из стеклянной трубки с мелкими отверстиями идут пузырьки.
Но этого недостаточно, даже окисленное железо будет загрязнять катод. Катод хотели отделить войлочной мембраной, шерсть довольно кислотостойкая. Но электролит агрессивный, поэтому применили керамику. "Горшок в горшке" - старая схема, наружный горшок глазированный, внутренний из пористой керамики.
В катодную область понемногу подаем раствор серной кислоты, так чтобы уровень электролита у катода был выше чем у анода - создается противоток. Ионы никеля проходят сквозь диафрагму, а оксид железа должен уходить в дренаж. Грязный электролит надо отстаивать и фильтровать и возвращать в катодное пространство. Еще правильную плотность тока надо поддерживать. Мы не первый раз используем такую технологию. Чтобы разделить металлы в гальванике, и не на такие ухищрения пойдешь.
Но что обидно - если захочешь получить на катоде слой железа, это тоже не просто, мы пытались. Получается или налет ржавчины или очень рыхлый тонкий слой. Стали отрабатывать всякие рецепты. Во-первых электролит нужен сульфатно-хлоридный, во-вторых - его надо стабилизировать гидразином или аскорбиновой кислотой. Помню - в этот момент Антип встрепенулся:
 
- А что, этот витамин можно синтезировать?
- Забудь. Это сложно. У нас в очереди десятки более важных веществ, которые нужно синтезировать. А аскорбинка есть в овощах и фруктах, надо просто не забывать их есть.
И электролит можно стабилизировать другой органикой, у нас стало получаться с гидролизированным крахмалом. Но только когда применили асимметричный ток - поверхность на катоде стала похоже на настоящее железо.
Сегодня же у нас задача железо не допустить к катоду, а никель осадить там. И вот она - первая пленка никеля! Отодрали от внешней стороны кружки тонкие лепестки.
- Блестит как!
- Крепче станиоли будет.
- Да, никелем можно сталь покрыть - и будет блестящее покрытие, прочнее чем цинковое или медное.
- Как серебро блестеть будет?
- Даже лучше. Серебро оно белесое, а никель как ртуть, как зеркало.
- Что-то выход никеля низкий. Смотри сколько анода ушло, а на катоде несколько грамм. Куда девается?
- В электролите часть. Но, в основном, тут - в шламе железном, в виде каких-то соединений, гидроксида, скорее всего.
- Извлекать надо. Еще железо кислоту съело.
- Как это?
- Смотри, Командор - в шламе много сульфата трёхвалентного железа, а у электролита плотность упала. Серную кислоту подливать надо.
- Так это что, у нас серная кислота - вот так в шлам уходит? И много?
- Бывает что много.
- А получаем ее как?
- Как обычно - из серы и селитры, в свинцовом реакторе.
- А я думаю - куда селитра девается! Мы же столько пороха и тротила не производим, сколько селитры тратим!
- Ну да. Вот эта вся гальваника: производство серебра, электродной меди и всякого другого, много серной кислоты съедает. Хлоридный электролит далеко не везде можно использовать. Ну ты же сам знаешь: электролиз - вещь тонкая. И в других производствах много где используем.
- Уфф! - не то вздохнул, не то простонал я.
- Что?
- Антип. Мы не можем тратить столько селитры. Без серебра мы выживем, без пороха - нет.
- А без меди? Оно же для электричества.
- Уфф.
- Так что делать?
- Давай так. Это заканчивай - нужно точно подсчитать содержание никеля. Остальную крицу не трогай. По своим производствам проведи ревизию... проверку. Где сколько тратиться селитры. Это, в основном, через серную и азотную кислоты происходит. Для азотной так два раза селитра тратится.
- Проверку... - без энтузиазма сказал Антип.
- Я тебе писаря дам. Он все запишет, все посчитает. Ты только говори где - сколько. Потом приходи - будем думать где можно меньше этих кислот тратить. И надо пытаться получить серную другим способом, без селитры.
Основные способы производства серной кислоты я изучил давно: нитрозно-башенный, катализаторный и камерный - тот что мы сейчас используем. Катализаторов три варианта - оксид железа, оксид ванадия и платина. Платина в Америке, будет недоступна еще пару десятков лет. Ванадий. Посмотрел на карте месторождений - ближайшее в северной Европе. И еще не открытое, естественно. И как искать? Не, нереально пока.
Железный катализатор - сколько угодно. Но чтобы он заработал нужна температура порядка 650С. И из чего делать реактор? Свинец расплавится давно. Ну да, написано же - "в настоящее время техпроцесс не используется".
Нитрозно-башенный. Помню как переписывал описание процесса из смартфона, срисовывал схемы, конструкцию. Что-то сомневаюсь что сможем быстро наладить. И даже не быстро тоже. Как-то грустно получается с кислотой.
Тут Антип зашел.
- Закончил пробу - посчитал содержание никеля. От четырех до шести процентов где-то. С учетом потерь.
- Это по железу?
- Да, содержание в этой крице.
- Если в руде содержание железа около сорока процентов, то никеля тогда - около двух. Мало что-то. Ты точно считал?