初中化学化学家：侯氏制碱法的创造者侯德榜

初中化学化学家：初中化学化学家： 侯氏制碱法的创造者侯德榜侯氏制碱法的创造者侯德榜 侯氏制碱法的创造者侯德榜侯氏制碱法的创造者侯德榜 侯德榜 (公元 1890～1974)许多 工业部门，尤其是纺织、肥皂、造纸。玻璃、 火药等行业都需要大量用碱。古代那种从草木 灰中提取碱液，从盐湖水中取得天然碱的方法 是远远不能满足需求的。为此， 1775 年法国 科学院用 10 万法郎的悬赏征求可工业化的制 碱方法。1788 年，勒布兰提出了以氯化钠为原 料的制碱法，经过4 年的努力，得到了一套完整的生产流程。勒布兰 制碱流程虽然在推广应用中不断地被完善， 但是因为这方法主要是利 用固相反应，又是高温操作，存在许多缺陷，生产不能连续，劳动强 度大， 煤耗量大， 产品质量不高。 面对这些问题， 许多人有意改革它。 到了 1862 年，比利时化学家索尔维实现了氨碱法的工业化。由于这 种新方法能连续生产，产量大，质量高，省劳动力。废物容易处理， 成本低廉，它很快取代了勒布兰法。 掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果，他们采 取了严密的保密措施，使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想 探索此项技术秘密，大都以失败告终。不料这一秘密竞被一个中国人 运用智慧摸索出来了。这个人就是侯德榜。 1 披露索尔维制碱法的秘密披露索尔维制碱法的秘密 侯德榜， 1890 年 8 月 9 日生于福建闽侯农村。少年时他学 习十分刻苦，就是伏在水车上双脚不停地车水时， 仍能捧着书本认真 读书。后来在姑母的资助下，他单身来到福州英华书院和闽皖路矿学 堂读书。毕业后曾在津浦铁路符离集车站做过工程练习生。 在工作之 余，他抓紧时间学习，1911 年考人清华留美预备学校。经过 3 年的 努力， 他以 10 门功课 1000 分的优异成绩被保送到美国留学。 8 年中， 他先后在麻省理工学院、柏拉图学院、哥伦比亚大学攻读化学工程， 1921 年取得博士学位。 在国外留学时，他时刻怀念祖国，惦记着处于水深火热中的 苦难同胞。这时候，在纽约他遇到了赴美考察的陈调甫先生。陈受爱 国实业家范旭东委托，为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。 当 陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁， 而且利用我国缺 碱而卡我国民族工业的脖子的情况时， 具有强烈爱国心的侯德榜马上 表示，“可以放弃在美国的舒适生活，立即返回祖国，用自己的知识 报效祖国。” 1921 年 10 月侯德榜回国后，出任范旭东创办的永利碱业公 司的技师长（即总工程师）。他深刻地体会到创业之艰难。要创业首 先需要实干的精神。他脱下了白领西服，换上了蓝布工作服和胶鞋， 身先士卒，同工人们一起操作。哪里出现问题，他就出现在哪里，经 常于得浑身汗臭，衣服中散发出酸味、氨味。他这种埋头苦干的作风 2 赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下，技师、 工人们团结一心，为建成中国自己的碱厂而奋战。 虽然索尔维制碱法的原理很简单：先把氨气通入食盐水，然 后向氨盐水中通二氧化碳，生产溶解度较小的碳酸氢钠。 再将碳酸氢 钠过滤出来，经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠。 但是具体的生产工艺却 为外国公司所垄断，所以侯德榜要掌握此法制碱，得完全靠自己进行 摸索，困难是很多的。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安 装等经过了一个又一个难关， 仅从试生产的过程也可略见一斑。 例如 干燥锅结疤了，浑圆的铁锅在高温下停止了转动， 时间长了后果是很 严重的。技师们都急得团团转，这时候侯德榜果敢地拿起玉米棒子粗 的大铁杆往下捅，操起 10～15 公斤重的铁杆上下捅可不比举重运动 员举杠铃轻松，累得他双眼直冒金星，汗水湿透了工装。不久他觉得 单靠力气难于解决这一技术问题， 经过大家商量，他们采用加干碱的 办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来，总算克服了困难。 侯德榜奋不顾身地把全部身心都扑到了生产上，从调换碳酸 化塔的水管，另行设计分解炉，到多次加强冷却设备，改造过滤机以 及处理不断发生的生产故障， 他都以探索者的勇气、生产者的细心和 科学家的严谨来对待。经过紧张而又辛苦的几个寒暑的奋战， 侯德榜 终于掌握了索尔维制碱法的各项技术要领。1924 年 8 月 13 日，永利 碱厂正式投产。 正当大家兴高彩烈地等待雪白的纯碱从烘烧干燥炉中 出来时，出现在眼前的却是暗红色的纯碱。 怎么回事？这无形给大家 泼了一盆冰水。作为总工程师的侯德榜冷静地去寻找事故的原因。 经 3 过分析他很快就发现纯碱变成暗红色是由于铁锈污染所致。 随后他们 以少量硫化钠和铁塔接触，致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。 再生产时纯碱变成纯白色了。 日产 180 吨纯碱的永利碱厂终于矗立在 中国大地上。1926 年，永利碱厂生产的“红三角”牌纯减在美国费 城举办的万国博览会上荣获了金质奖章。 这一袋袋的纯碱是中华民族 的骄做，它象征着中国人民的志气和智慧。 摸索到素尔维制碱法的奥秘，本可以高价出售其专利而大发 其财，但是和范旭东一样， 侯德榜主张把这一奥秘公布于众，让世界 各国人民共享这一科技成果。 为此侯德榜继续努力工作， 把制碱法的 全部技术和自己的实践经验写成专著《制碱》于1932 年在美国以英 文出版。一个有骨气的中国人就是这样披露了素尔维制碱法的奥秘。 拼命为之的中国化学工业拼命为之的中国化学工业 三酸二碱是化学工业的基本原料，仅能生产纯碱显然是不行 的。在永利碱厂投入正常运行后，永利公司计划筹建永利硫酸铵厂。 这个厂可以同时生产氨、硫酸、硝酸和硫酸铵。建厂的重担自然又落 在侯德榜的肩上。 建造硫酸铵厂与当年永利碱厂的开创不一样，不存在技术保 密的问题，面临的问题关键是怎么引进国外技术、选购设备，争取投 资少而见效快。为此侯德榜不辞辛苦对整个计划作了周密的调查研 究。 铵厂的设计，应该自成系统，完整合理，引进技术要完全立 足于国情，而不是照搬外国的成套设备。在采购设备中，侯德榜精打 4 细算。凡是国内能够保证质量的，就自己动手在国内解决。进口外国 设备时，他巧妙地利用了各国厂商之间的竞争， 选择适用又价廉的设 备，对若干关键设备；更是力主择优。在与外商谈判和选购设备时， 侯德榜相当机智，例如制硫酸的全套设备是从美国买的， 在买下这套 设备的同时，侯德榜顺便索要了硫酸铵的生产工艺图纸。掉过头来， 他又从另一家工厂以废钢铁的价格买下一套硫酸铵生产设备 （时至今 日还在运转）。这种精明能干连美国的许多经理都佩服。 硫酸铵厂的设备来自英、美、德、瑞士等国的许多厂家，还 有些是本国造的，最后竟能全部成龙配套，这是很不容易的。它充分 显示了侯德榜的学识才干和昔心经营， 表现出他高度的事业 J 乙和可 贵的献身精神。侯德榜能这样出色地指挥完成这项巨大工程， 还在于 他精通业务、知识广博。正如他自己说的： “要当一员称职的化学工 程师，至少对机电、建筑要内行。”这也是他的座右铭。在他给友人 伪一封信中他曾写道：这些事，“无一不令人烦闷，设非隐忍顺应， 将一切办好，万一功亏一簧，使国人从此不敢再谈化学工程，则吾等 成为中国之罪人。吾人今日只有前进，赴汤蹈火，亦所弗顾，其实目 前一切困难， 在事前早已见及， 故向来未抱丝毫乐观， 只知责任所在， 拼命为之而已