Технологическое древо Фронтир Индикона

Параллельно выпариванию поташа получил гашёную известь. У нас извести немного было, Ярослав Александрович чуть больше пуда притащил с реки. Попросил печь в аренду. Раздробил известь. Печь то необходимо топить именно углем, так как только уголь может дать достаточно высокую температуру для декарбонизации. При топке дровами такую температуру набрать невозможно. На раскалённый добела уголь разложил ровный и не толстый слой известняка, а сверху добавил ещё слой углей. Начал процесс вечером, а к утру уже известь была готова. Печь то мне только на ночь дали. Известковые камни погасил в ведре с водой, опустив их на десять минут. Вона забурлила, идёт химическая реакция с выбросом температуры более сотни градусов, кипением и разбрызгиванием. Осевший на дно белый осадок — это и есть гашёная известь, его оставляем на сутки для вызревания. После останется только процедить через фильтр, а затем высушить. За несколько ночей, я смог подобрать режим обжига и получить довольно качественный продукт. Ночью известь, а днём выделял крахмал из клубней папируса. Мне на опыты щедро отсыпали половину нашего запаса. Получить картофельный крахмал в домашних условиях сможет каждый. И главное, что для этого не нужен какой-то особый картофель. Пригодны на крахмал и отходы: поврежденный и подмороженный картофель, мелкий, даже старые клубни, которые навряд ли захочется съесть. Из отходов — доходы, так можно назвать эту операцию! Вымыл, очистил от кожуры, промыл как следует и измельчил. Полученную массу процедил через сложенную ткань и оставил в котле отстояться, пока крахмал не осядет на дно. После воду заменил на новую и процедуру повторил четыре раза, пока она совсем не посветлела. Полученный осадок и есть крахмал. Порошок высушил под солнцем. Проверял готовность так: высохший достаточно раскатать скалкой, он станет рассыпчатым порошком с желтоватый оттенком. Из двадцати кило папируса три килограмма...Неплохо!

Однако известь, крахмал — это всё мелочи, а вот мыло сварить совсем другое дело! Что есть мыло? Это жидкая смесь солей, в основном, карбонатов калия и натрия обладающая сильнощелочной реакцией. Щёлочи у нас есть. Заливаем водой поташ и получаем нужную концентрацию щёлока, перемешиваем, и настаиваем около трёх часов и в результате получаем щёлок. Он получается весьма концентрированным и в таком виде годится для дальнейшей химической переработки. Если же его разбавить водой в пропорции один к десяти, то можно использовать и при стирке, и при обработке кож, и для сгонки волоса. Но мне нужно мыло, для чего в щёлок добавляю топлёный жир. Полученную смесь медленно кипячу, постоянно помешивая, пока масса не застынет в однородную клейкую массу. Её собираем во второй котел, и снова кипятим с щёлоком. Добавляем соль, гашёную известь в зависимости от получаемой консистенции. Снова собираем получаемое мыло, формируем в один кусок и откладываем на ткань обсохнуть, чтобы стекли остатки щелока. Высушиваем мыло. Чтобы повысить моющие способности в мыло надобно добавить глицерин, а для придания антисептических свойств — расплавленный гуммиарабик, он же придаст мылу замечательный запах.

Чуть позже я получил из мыла стеарин, а из жира глицерин. Настругал из него тонкие хлопья и залил горячей водой. На водяной бане разогрел до тех пор, пока мыло не растворится в воде полностью. После снял сосуд с раствором с водяной бани, добавил органических кислот из браги с избытком. В результате реакции на поверхности выступила густая белая масса — это и есть стеарин, то есть, смесь нескольких органических кислот, в основном, стеариновой, пальмитиновой и олеиновой. Когда он остынет останется его собрать и несколько раз промыть чистой водой, а после просушить.

Для получения глицерина использовал нутряной жир, он более чистый. Нарезал мелкими кусочками и расплавил, периодически помешивая, на медленном огне. Подготовил щелочной раствор. Охладил жир и хорошенько его перемешал. Температура и расплавленного жира, и щелочного раствора должна быть приблизительно тридцать пять градусов, при наличии термометра добиться такой температуры совсем нетрудно. Далее выливаю щёлочь в растопленный жир, и как следует перемешиваю после чего потихоньку подсыпаю соль. Как только на поверхности смеси начинает образовываться густой сироп, а снизу жидкость, процесс приостанавливаю и деревянной шумовкой снимаю сироп. Внизу у нас останется жидкость с небольшим количеством примеси вот это и есть глицерин. А сироп не что иное как мыло. Переплавить, да разлить по формочкам. А сам глицерин чтобы очистить достаточно пропустить через сито номер два, их по моим размерам связал Джон. Из самых жёстких волокон. Он за прошедшие недели навострился работать с ткацким станком и плести нити. К этому времени Павел и Мартин поставили небольшой ветряк, от шкива которого я мог запитать небольшую мельницу и главное посредством полу-перекрёстной передачи мне настроили привод для мешалки, что сняло с меня громадную часть работы.

* * *

— Ярослав Александрович, но я никак не возьму в толк, зачем он нам понадобился?

— Как это зачем? А прокладки для автоклава, а карандаши, а восковые краски? В конце концов для арбы можно сделать амортизирующие элементы, а ещё мне на подошву.

— На подошву?

— Да, на подошву! Мне до чёртиков надоело шляться в лаптях, а впереди тяжёлый поход, где нужно найти как можно больше минералов, а без горных ботинок, в осыпающихся, словно труха, холмах и сопках нечего делать. И как бы вы не возражали, в оставшиеся дни я планирую сделать резину.

— Да разве я, против?

— Ну вот и замечательно! Тогда, если не трудно, принесите кожу из бочки, молочай ядовит. Нам нужно сшить перчатки.

Каучуконосов в саване считай нет, много корешков попробовал. Единственный пригодный способ — извлечь его из ядовитого млечного сока молочая гигантского. Того самого, чью древесину мы используем. Да, там его не так много, но есть. Самого сока очень мало, но как только мы начали измельчать кору и пробовать выварить из неё каучук дело наконец сдвинулось с мёртвой точки. Сделав рукавицы, мы отправились за добычей. Предусмотрительно. При заготовлении коры, сок так и брызгал во все стороны. Если руки не защитить химический ожог будет похуже чем от борщевика кавказского, к тому же испарения молочая оказались настолько ядовиты, что нам пришлось ещё использовать тканевую повязку с фильтром. Измельчив и перетерев кору молочая в получившуюся липкую, остро пахнущую, зелёную жижу мы добавили воды и начали нагревать. Дальше я у уже работал один и сачком снимал густую, молочного цвета пену — млечный сок, который уваривал и процеживал через фильтр с мелким ситом, укладывал между кусками ткани и отжимал на винтовом прессе, получая тонкие листы каучука грязно белого цвета. Остаётся его только просушить.

Для получения сажи у нас был подготовлен специальной формы конический котёл, к которому сверху, на рогатинах, горизонтально подсоединялась составная пятиметровая труба со слабым уклоном кверху. Сажа, осаждающаяся на ближайших к котлу участках трубы, пригодна для красок или угольных карандашей, а сажа, осаждающаяся на более отдаленных участках трубы, вследствие своей тонкости и чистоты весьма пригодна для изготовления отличной туши. Но и эта сажа содержит некоторые смолистые вещества, которые необходимо удалить. В котёл помещаю измельчённую смолу. Развожу слабый огонь, так чтобы смола расплавилась и стала коптить, осаживаясь на стенках трубы. После получения густого слоя копоти я разобрал трубу и промыл её раствором щёлока, смыв всю копоть и дважды промыл в дистиллированной воде. Промытую сажу варил с крепким раствором едкого натра в течение получаса. Едкий натр способствует полному уничтожению всех смолистых веществ. Снова промываю несколько раз водой и высушиваю в закрытых сосудах в печи, потом перемешиваю её с совершенно прозрачным раствором гуммиарабика и выпариваю массу до такой степени, чтобы при охлаждении получилось совершенно затвердевающее тесто. Готовую тушь разлил по гипсовым, смазанным воском формам в виде мелков. Сделал несколько цветов: красный получил добавкой оксида меди, зелёный — из окиси хрома, голубой — из окиси меди.

А вот с флотацией, и вовсе вышел тихий ужас. Целую неделю мы вместе с Ярославом Александровичем подбирали необходимые для флотации талька реагенты. Долго нам не удавалось добиться устойчивой пены, чтобы разделить тальк и форстерит. Тальк, ведь, ключевой компонент глазурей, пироскопов и смазка для приводных ремней. Само слово 'флотация' происходит от английского слова flotation, что означает всплывание. Флотация на самом деле была известна довольно давно. О свойстве масла покрывать металлические частицы, погруженные в воду, было известно еще в глубокой древности. В сочинениях Геродота описывается, как на одном из озер девушки добывали пыль золота из ила, опуская обмазанные жиром птичьи перья. Однако вновь вспомнили о флотации лишь к 1870 году, когда, работая на шахте около одного из желобов, по которым поступала руда инженер Эльмор заметил большое скопление чистого колчедана. Анализируя этот факт, он пришел к заключению, что единственной причиной этого могло быть масло, попадавшее сюда с трансмиссии, проходящей точно над этим местом. Более внимательный осмотр подтвердил это предположение: в желобе оказался обрезок газовой трубы, покрытый слоем колчеданов таким образом, что точно повторял отпечаток человеческой руки. Оказалось, что обломок был уронен в желоб рабочим, который очевидно держал его масляными руками, а впоследствии к частицам масла прилипли зерна сульфидных минералов. Эльмор нашел, что добавление кислоты улучшает процесс и в 1901 г. зарегистрировал патент на метод масляной флотации. Недостатком этого способа являлась необходимость применения огромного количества масла, достигавшего трёхсот процентов от веса руды. Ну а процесс нужной нам, пенной флотации появился чуть позже и к началу тридцатых годов двадцатого века вытеснил все прочие. Короче, в двух словах, дело обстоит так: если к пульпе прибавить небольшое количество флотационного реагента и образовать в ней мелкораздробленные пузырьки воздуха, то реагент покроет частицы извлекаемой породы тонкой пленкой, в то время как частицы пустой породы остаются неизменными вследствие их пониженной способности покрываться пленкой этого реагента. Пузырьки воздуха подобным же образом покрываются пленками реагента. Покрытые пленками пузырьки воздуха прилипают к покрытым пленками частицам полезных минералов, чем и облегчают их всплывание, тогда как пустая порода остается во взвешенном состоянии в пульпе. С этим новомодным способом обогащения пород и разделения минералов я до сего момента был знаком лишь понаслышке. Зато, Ярослав Александрович был весьма искушён в этом вопросе и прояснил для меня массу тонкостей этого, без сомнения, сложного процесса.

Как я и говорил, процесс основан на избирательном прилипании частиц минералов к поверхности раздела в жидкости и газе. Гидрофобные частицы минерала прилипают к вводимым в пульпу пузырькам воздуха или газа и поднимаются с ними кверху, образуя пену, а гидрофильные частицы, наоборот, остаются взвешенными в пульпе. Однако, не всё так просто, как в этом процессе. Существует ряд добавок, которые предназначены для того, чтобы повысить эффективность пенной флотации — это собиратели, активаторы, пенообразователи и депрессоры. Без них процесс флотации совершенно пустое дело. Собиратели — это важные реагенты, избирательно закрепляющиеся на поверхности минерала, который необходимо перевести в пену, и придающие его частицам отталкивающие воду свойства. То есть они представляют собой добавки, которые сцепляются с поверхностью частиц концентрата и увеличивают их общую гидрофобность. Собиратель как-бы выталкивает определенные составляющие компоненты из пульпы, в то время как ненужные хвосты, остаются в пульпе. Ярослав Александрович сразу дал мне готовый состав спиртового раствора — олеат натрия пополам со скипидаром. Из всего этого самым сложным оказалось выделить из жира олеиновую кислоту. Природные жиры не являются индивидуальными соединениями, а представляют собой разнообразную смесь глицеридов, точно также как воск — это сложный эфир высших жирных кислот и высших спиртов. В качестве источника использовал стеарин. Сперва растворил его в горячей воде. Добавил в раствор разбавленной уксусной кислоты, недавно полученной при перегонке древесины. Дождался пока на поверхность всплывет смесь жирных кислот. Единственное, кислоту надо доливать с избытком. Чтобы проверить концентрацию, достаточно в смесь добавить чуть соды, и, если раствор запенится, значит с концентрацией всё в порядке. Чистая олеиновая кислота образует бесцветные иглы с температурой плавления всего четырнадцать градусов, а при повышении температуры превращается в бесцветную маслянистую жидкость без запаха и вкуса. Для её выделения нужна серная кислота и довольно непростые манипуляции чего у нас нет, так что, немного помучившись, я отделил её от стеариновой и пальмитиновой посредством многократного замораживания и сливания жидкой части. Далее нейтрализовал кислоту едким натром получив соль натрия и жёлтые кристаллы олеиновой кислоты хорошо растворимые в воде. Олеиновая кислота чрезвычайно полезна, можно сказать незаменима при сверлении, строгании и нарезании резьбы. Причём к камню это относиться точно также, как и к легированным сталям.

Теперь про пенообразователи, они предназначены для придания устойчивости пене и обладают способностью изменять поверхностное натяжение жидкости, также они стабилизируют пузырьки воздуха и формируют стабильный слой пены.Структура этой пены зависит с одной стороны от характера флотореагентов, а с другой от крупности минеральных зерен. Каждый пенообразователь индивидуально влияет на характер распределения воздушных пузырьков в пульпе по крупности. Крупные пузырьки обладают достаточной подъемной силой для извлечения крупных минеральных частиц и сростков, а тонкие пузырьки, находясь в пульпе значительное время, способствуют прикреплению к частицам пузырьков более крупных размеров, но сами по себе плохо флотируют минеральные частицы даже средней крупности. С уменьшением размера воздушных пузырьков возрастает стабильность пены. Масса трудностей и тонкостей. В качестве вспенивателей мы опробовали масла солероса, баобаба, пажитника и бобов акации. Последние получил только вчера. Несколько дней назад Ярослав Александрович привёз два короба сухих бобов, пуд маслянистых семян и почти два килограмма масла, полученного путём паровой дистилляции. Решили использовать последнее потому, что его было много. Акациевое масло давало обильную, но мелкозернистую пену. По просьбе Ярослава Александровича составлял кривые угла смачивания при разных размерах пузырьков для талька, шпинели и кочубеита. То есть, смотрел какой формы и размеров пузырьки прилипают к частичкам породы.Они оказывается разные бывают, в форме менисков, овальные, круглые.

Депрессоры во флотации не менее важны, чем собиратели. Введение их в процесс флотации вызывает уменьшение извлечения не нужных нам минералов. Подавителями являются такие вещества, которые способствуют образованию на минералах полярных пленок, так что на эти минералы прекращает распространяться действие собирателей. Для того, чтобы произвести подобное действие, подавители должны быть веществами с сильной полярностью, то есть электролитами. Для того, чтобы подавитель мог реагировать с минералами, необходима малая растворимость этого минерала в воде. Растворимость минерала увеличивается вследствие тонкого дробления руд и зависит от температуры. Депрессором пустой породы у нас был крахмал. А я-то, дурак гадал, зачем он ему понадобился. Ну и последнее, чтобы улучшить закрепление собирателя, применяют активаторы. Ярослав Александрович сказал, что они нам не нужны. Ну а мне то откуда знать.