石灰
恢复中的后末日时代社会需要开始挖掘和处理的第一种物质是碳酸钙,因为对任何文明的基本运作而言,它的很多功能都至关重要。这种简单的化合物及其易于制造的衍生物,可以用来恢复农业生产力、保持卫生和净化饮用水、提炼金属和制造玻璃。它还是一种重要的建筑材料,是重启化学工业时的重要试剂。
珊瑚、贝壳以及白垩都是非常纯的碳酸钙来源。事实上,白垩也是一种生物岩石——英国多弗尔的白垩悬崖本质上就是古代海床上的贝壳被紧密挤压成的一百米厚平板。但是分布最广泛的碳酸钙来源是石灰石。幸运的是,石灰石相对较软,使用锤子、凿子和镐,不费多大力气就能从采石面上破解下来。或者可以把回收来的机动车钢制车轴的一端打造成尖状,然后用作撞钻不停捣入岩面,打出成排的洞。往这些洞里夯入木塞并保持其湿润,它们就会膨胀并最终在岩石上造成裂缝。不过很快你就会希望重新发明炸药,用爆炸的力量来替代这种让人筋疲力尽的劳动。
碳酸钙本身被定期用作“农业石灰”来保持土地状况,最大限度提高其作物生产力。把压碎的白垩或石灰石撒入酸性土壤,把pH值推回到中性。酸性土壤会降低我们在“农业”一章探讨过的关键植物营养的含量,尤其是磷,让你的庄稼挨饿。在田地里撒石灰能够有助于增强你施加的任何粪肥或者化学肥料的效果。
不过,特别能够满足文明的多种需求的,是石灰石加热时会经历的化学变化。如果碳酸钙在足够热的炉中被烘烤——至少要达到900℃——这种矿物就会分解成氧化钙,并释放出二氧化碳气体。这通常被称作锻石灰或者生石灰。生石灰是一种强碱性物质,被用于填埋坟墓——这种功能在灾难之后可能会很有必要——来防止疾病扩散及控制恶臭。另一种多用途的物质是用锻石灰加水小心反应生成的。英语中表示“生石灰”的单词quicklime来自古英语单词cwic,意思是“活泼的”或者“有生气的”,因为生石灰与水的反应相当剧烈,释放的热量足以把水烧开,看起来就像是活物一样。从化学的角度来讲,氧化钙把水分子撕成两半,生成氢氧化钙,又叫熟石灰或者消石灰。
熟石灰具有强碱性和腐蚀性,用途很广泛。如果你想用纯白色涂料在炎热气候中保持建筑物的凉爽,将熟石灰与白垩混合起来便可以配成白色涂料。熟石灰还可以用来处理废水,将悬浮的小颗粒结合成沉淀物,留下清水以备进一步的处理。它还是一种重要的建筑材料,我们在下一章将会介绍。完全可以这么说:没有熟石灰,就不会有我们所熟知的城镇。不过首先要考虑的是,你到底应该如何做才能把石头变成生石灰?
现代石灰厂使用带燃油加热喷嘴的旋转钢桶焙烤生石灰,但是在后末日时代,你只能采用更加原始的方法。如果你真的要从头开始,你可以在一个坑里烧一大堆柴火,在火堆中间烧石灰石,将产生的小批生石灰碾碎并加水生成熟石灰,利用它拌出砂浆,修建更加高效的砖衬烧窑,以便更有效率地生产石灰。
烧制石灰的最佳低技术方案是混合给料竖窑:其本质上就是一个高大的烟囱,里面交替堆放着燃料层和有待煅烧的石灰石层。这种竖窑往往修建在陡坡旁,一是为了获得结构上的支撑,二是为了更加保温。石灰石在竖井里沉降的过程中,先是被上升的干热空气预热并干燥,然后在燃烧区被烧成石灰,最后在底部冷却。沉降下来的生石灰可以从出料口中掏出来。随着燃料被烧成灰烬、生石灰从底部被取出,你可以从顶部加入更多层的燃料和石灰石,让竖窑没有期限地一直烧下去。
熟化生石灰需要浅水池,你可以使用回收来的浴缸。诀窍在于不断加生石灰和水,使混合物的温度一直保持在接近沸点,利用释放的热量确保反应迅速进行。产生的精细颗粒会先把池水变成牛奶状,然后沉淀并因为吸水而成为胶状。放干石灰水之后,你就会得到黏稠如泥的熟石灰团。我们将在“高等化学”一章探讨石灰水如何用来制造火药,不过在这里我们只介绍熟石灰的一项格外有用的应用:制造化学武器来对抗四处劫掠的微生物群落。
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