土炸藥是如何煉成的？

一、前言

炸藥是我國的四大發明之一，一直在日常生活與工業生產中扮演重要的角色。在實現正規的工業化生產之前，土炸藥到底是如何煉成的呢？在湖南省張家界市永定區王家坪鎮石堰坪村內有一處硝洞遺址，前人曾在其中生產土炸藥的成分之一——土硝。讓我們走進石堰坪村，瞭解這段被塵封的歷史。

二、硝洞簡介

圖一 區點陣圖

圖二 金雞洞位置圖

硝洞遺址所在洞穴名稱為金雞洞，位於湖南省張家界市永定區王家坪鎮石堰坪村，西北距張家界市65公里，東南距桃花源70公里，南距沅陵五強溪50公里。因其隱蔽性良好，前人曾在洞內進行制硝活動，故又被當地百姓稱為硝洞。硝洞遺址屬於清代晚期的制硝遺址，直到20世紀80年代，仍有當地人到硝洞內取土製硝。後因洞內環境改變導致土體硝含量減少，以及現代制硝工業取代了傳統制硝方法，當地人不再進入硝洞內取土製硝，硝洞被廢棄。

圖三 硝洞內部照片

硝的學名為硝酸鉀（KNO3），為無色透明斜方晶體或白色粉末，無臭、無毒，有鹹味和清涼感，易溶於水。硝酸鉀是一種強氧化劑，易燃燒和爆炸，民間常用於制土炸藥。由於具有高溶解性，其有效成分氮和鉀均能迅速被作物吸收，無化學物質殘留，可用於花生、馬鈴薯等本地氯敏感作物，是本地常用的無氯氮鉀肥。硝被清政府嚴格管制，前人透過制硝並出售補貼家用。

制硝過程其實就是將硝酸鉀從土壤中提取結晶的過程。在石堰坪村走訪的過程中，我們找到一位曾在硝洞內取土製硝的老人。根據老人對制硝流程的描述，結合硝洞內相關遺蹟，我們還原了他年輕時的制硝流程，並與同時期文獻中記載的制硝流程進行對比。

二、老人口述的制硝流程

①選址：由於硝受到清政府管制，故前人選擇遺址隱蔽性良好的金雞洞作為制硝場所。

圖四

②製作硝池：在硝洞內開挖硝池，池壁為泥土抹砌，區域性有塊石壘砌。硝池由一級濾池（大）與二級濾池（小）組成，兩級濾池之間由排水孔連線。

圖五

圖六 硝池照片

③挖取硝土：在硝洞內挖取硝土。硝土中硝含量比普通土壤高，表面有一層霜狀白色結晶。

圖七

圖八 硝洞內仍能清晰看到挖取硝土留下的鋤頭印痕

④將硝土倒入硝池：在一級濾池底部鋪一層幹稻草，然後分多次倒入硝土，每次倒入後需壓實硝土，直至硝土距一級濾池頂部約三十釐米。

圖九

⑤往硝土上淋水：從硝洞內水渠中取清水，緩緩倒入一級濾池。

圖十

圖十一 硝洞內水渠旁發現人工踏步

⑥挖取濾池內渣土：淋水五小時後，將一級濾池內渣土挖出，重新倒入渣土並淋水。

圖十二

⑦舀取硝水：待二級濾池內硝水充分靜置後，取上層清液。

圖十三

⑧將硝水挑回家：由於後續步驟需要用火，硝洞內空氣流通較差，故在家中完成後續步驟。

圖十四

⑨生火熬硝：將硝水倒入於鐵鍋中燒開，加入用本地棕櫚樹杆燒成灰後兌水製成的鹼水，再大火煮半小時，過濾。濾去雜質後燒開，再次加入鹼水並大火煮半小時。

圖十五

⑩得到成品土硝：充分冷卻後，表面有一層冰狀固體析出，即為土硝。土硝與下層固體有明顯分層，將其輕輕剝落，在乾燥處存放，隨用隨取。

圖十六

三、同時期文獻中記載的制硝流程

上世紀五十年代末，大躍進活動在全國範圍內展開，為了“支援鋼糧元帥升帳”，各地人民公社大搞火藥工廠以滿足生產需要。硝作為黑色火藥的原料之一，其純度直接影響火藥的質量，許多省份總結制硝經驗並編寫成冊以供學習交流。透過查詢與老人制硝同一時期的文獻，我們總結出人民公社時期工廠制硝的流程。（參考書目為《土法制造炸藥與爆破方法》，人民交通出版社出版，1960）

圖十七

①尋找硝土：硝土來源為天然硝土和人工培育硝土。天然硝土表面有一層白色霜狀結晶，可透過焰色反應直觀判斷含硝量。人工培育法是指先把制過土硝的碎磚塊和泥土等按10：1的比例與糞便或豬毛水混合，然後把混合物堆在陰乾通風的平地上，厚約一到兩尺，再在混合物上搭蓋草棚，以防被雨水淋溼，但要保證空氣流通且有日光照射，讓其堆放二十天。人工培育的硝土出硝量往往更高。

②拌灰加入濾池：把桐子殼、蕎麥稈等燒成灰，拌入硝土中。在水缸底部開一小孔，用木塞塞住，並鋪上一層棕皮，於孔下放一水盆，製成濾池。將拌灰後的硝土分層填入濾池，壓實後方可繼續填入硝土，直至距濾池頂部三寸。

③一次熱水多次冷水迴圈浸泡法：往濾池中加入煮沸的熱水浸泡15-30分鐘，開啟小孔得到溶液1，然後倒入冷水浸泡3-5小時，得到溶液2，再次倒入冷水浸泡，得到溶液3。將溶液2煮沸後倒入濾池浸泡15-30分鐘，得到下一組溶液1，然後倒入溶液3浸泡3-5小時，得到下一組溶液2，再倒入清水浸泡，得到下一組溶液3。依次類推，將上一組溶液2煮沸後浸泡得到下一組溶液1，上一組溶液3浸泡得到下一組溶液2，最後用清水浸泡得到溶液3。將多組溶液1混合，即為硝水。

④蒸發結晶：將硝水倒入鍋中燒開煮沸，隨時撈出附在表面的雜質，用竹筷浸液，滴在鐵器上能迅速凝固併成晶體時，停止加熱。熬好的溶液過篩後冷卻，靜置一天，有大量針狀結晶析出，即為毛硝。把毛硝溶於熱水，再次蒸發，濾去析出的氯化鈉等雜質，冷卻後結晶出土硝。

四、對比分析

硝洞遺址中制硝流程所用硝土均為硝洞內天然硝土，同期文獻中制硝流程還可使用人工培育的硝土。硝易溶於水，在南方梅雨季節，天然土壤在雨水的沖刷下含硝量變低，無法制硝，而人工培育可打破這一氣候限制。

硝洞遺址中制硝流程僅淋一次冷水，同期文獻中制硝流程使用一次熱水多次冷水迴圈浸泡法。一次淋水不能充分溶解硝土中的硝，導致硝土利用率低，造成原料浪費，多次挖廢土、填新土也是對勞動力的浪費。

硝洞遺址中制硝流程所產土硝純度較低，同期文獻中制硝流程所產土硝純度較高。純度高低直接決定了土硝的適用面。純度較低的土硝只能用於打槍、炸岩石、施肥等，純度較高的土硝可用於生產工業炸藥。

綜上，文獻中記載的制硝流程受氣候等外部條件影響較低，原材料利用率高，產物純度高，加之運輸成本降低等因素，硝洞遺址所產土硝失去競爭力，硝洞故而被廢棄。