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明代的火药理论仍是中医的“君臣佐使”，黑火药以硝为君药，长期流传的简易配方为“一硝二黄三木炭”，硫磺与木炭的比例加起来不超过四分之一。对于九江地区而言，获得硫磺与木炭并不是难事。本地蚕业发达，多需硫磺、石灰之属驱散虫蚁，由于珠三角气候潮湿，蚕结茧后比江南多一道焙茧的工序，因此木炭也是常见易于采买之物。唯独硝石不易获得，且历来是朝廷严格管控之物。
天然的硝石矿在野外很罕见，中国的硝石大多产自三处，四川出产的叫川硝，山西出产的叫盐硝，山东出产的叫土硝。这三个产区目前都不在元老院的控制区，加之兵火相结，外地硝石进口更少，元老院占领两广之后出于军事需求的原因对硝石的进销的控制也很严格。
为了在不引起外人注意的情况下获得大量硝石，朱氏一族可谓煞费苦心，最终从一个来自澳门的葡萄牙人那里学到了欧洲人的“硝田制硝法”。由于硝田成熟需要八个月之久，因此需要大量的鱼塘来改建为硝田，而且不止一处。得益于朱氏家族根深蒂固，产业庞大，加上以陈子壮为首的本地缙绅以及木石道人的资助，才勉强操办起来。
火药生产是一项危险而高技术含量的工作，茅元仪来后按照明朝官方火药厂标准建立了一套操作制度，赏罚分明，比之朱氏之前自己想当然的操作提升了一个档次，也减少了生产事故，避免暴露。
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