Study on Manufacturing Process of Potassium Nitrate using the Natural Materials in Joseon Dynasty

This study was performed to investigate the manufacturing process of the Yeomcho(potassium nitrate), a necessary raw material for making gunpowder using soils and ashes by our ancestor. 10 types of soils including underfloor soil and 6 kinds of ashes including mugwort ash were collected, referencing the historical record. The ionic components extracted from the soils and ashes were analyzed by ICP(inductively coupled plasma atomic emission spectrometer) and IC(ion chromatograph). Nitrate ions and potassium ions were dominantly contained in soils and ashes, respectively. In particular, nitrate ions were found in the highest lebels in underfloor soil which often has much exposure to human living environments and accumulated fine organic matter. Potassium ions contained in ash was affected significantly by the type of plant and the growth environments and the measured levels were the highest in mugwort ashes. Yeomcho of 68% purity was obtained from the soil and ash mixture of 1:1 and thid purity was improved by about 14% by fractional crystallization method.

천연물을 이용한 조선시대의 염초 제조공정에 관한 연구

본 연구는 조상들이 천연물인 흙과 재를 이용하여 화약원료인 염초(질산칼륨)를 만든 과정을 알아보기 위하여 역사기록을 근거로 마루밑 흙 등 10종의 흙과 쑥재 등 6종의 재를 채취하여 수행되었다. 흙과 재로부터 추출한 이온성분을 ICP와 IC로 분석한 결과 흙과 재에는 각각 질산이온과 칼륨이온이 주로 함유되어 있었으며, 특히 사람의 생활환경에 노출되고 미세한 유기물질이 축적되는 마루밑 흙에 질산이온이 제일 많이 포함되어 있었다. 재에 포함된 칼륨이온은 식물의 종류와 식물의 성장환경에 큰 영향을 받으며, 쑥 재에 가장 많이 포함되어 있었다. 흙과 재의 1:1 혼합 추출액으로부터 최대 68% 순도의 염초를 얻었으며, 염초의 순도를 높이기 위하여 물질의 용해도 차이(분별결정)를 이용하여 정제한 결과 염초의 순도를 약 14% 향상시킬 수 있었다.