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致敬“四川百年百杰科学家”(六) |“侯氏制碱法”创始人侯德榜:他用坚持解开了纯碱的秘密
发布日期:2021年06月24日 14时20分32秒

人物名片

侯德榜(1890—1974),男,福建闽侯人,中共党员,著名化工专家,“侯氏制碱法”创始人,中国近代化学工业的奠基人之一,1955年受聘为中国科学院学部委员(院士),为我国化学工业的开发、建设和生产作出了杰出贡献。

“撒下一些碱粉,溶化西方的坚冰;书写一本碱书,将中国推上顶峰;奠下一块基石,托起复兴的希望。”有人用这句话来形容化工专家侯德榜的一生。

在国外对索尔维制碱法采取技术封锁的情况下,他带领职工长期艰苦努力,解决了一系列技术难题,产出优质“红三角”牌纯碱,在美国费城万国博览会上被授予金质奖章,并将“索尔维制碱法”的奥秘公布于众,让世界各国人民共享这一科技成果,打破了外国的技术垄断。

抗战爆发时,他来到四川,在遇到“索尔维制碱法”不适用于当地情况时,他发奋自行研究新的制碱法,克服种种困难取得成功,这一新的制碱法被命名为“侯氏制碱法”,为世界制碱技术开辟了一条新的途径,更为抗战时期的军工业及大后方的工业发展做出了巨大贡献。

上世纪40-50年代,他又发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱新工艺,以及碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺,并使之在上世纪60年代实现了工业化和大面积推广,为新中国化肥工业发展作出了巨大贡献。

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他的故事

打破外国技术封锁,产出优质“红三角”牌纯碱

20世纪初,我国工业刚刚开始发展,基础工业需用的两大基本化工原料——酸和碱,大部分依靠外国进口。其中,碱的进口量每年高达100万担,当时市场一磅纯碱的价格相当于一盎司黄金的价格,成本十分高昂,同时,还要受到外国碱业垄断集团的操纵。国内厂商无不叫苦,徒呼奈何。

在这样的背景下,不少实业家都积极探索,希望打破外国技术的封锁,探索出制碱的方法。1921年,侯德榜从美国麻省理工学院化工科毕业,在实业家范旭东的邀请下,踏上了回国的航船,受聘担任永利碱厂工程师。

由于外国制造商的垄断封锁,初到永利碱厂时,侯德榜只能了解到索尔维制碱法的主要原料,得不到技术资料,一切都只好靠自己来摸索研究。

他脱下白领西服,换上蓝布条工作服和胶鞋,身先士卒,下到灼热的石灰窑里,钻进满是油污淤泥的下水道中进行调查研究,带领工程技术人员攻克一个又一个技术难关。历经反复调试,一条纯碱生产线终于正式投产,但事情的经过并非一帆风顺,第一批产品就让在场的工程师们傻了眼:原本期待中的纯白色的纯碱并没有出现,取而代之的,则是一片令人瞠目的暗红色。

侯德榜并没有放弃,而是重新检查工艺流程,分析事故原因。他最终发现纯碱变色并非工业设计问题,而是受到了铁锈污染所致。于是,他利用少量硫化钠和污染源接触,使其底部结成一层硫化铁保护膜,再生产时纯碱就变成纯白色了。

纯碱变白了,这意味着侯德榜利用自己的智慧与学识,破解了“索尔维制碱法”,永利碱厂很快量产了纯碱,命名为“红三角”牌纯碱,这一纯碱纯度高、价格便宜,一经推出就受到了不少厂商的欢迎。

1926年8月,“中国永利”制造的“红三角”牌纯碱,在美国费城万国博览会上荣获金质奖章,得到“中国近代工业进步的象征”的评语,它成功打入了国际市场。

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“红三角”牌纯碱荣获1926年费城万国博览会金奖证书

掌握了纯碱的制备技术,侯德榜与范旭东却没有选择保守秘密。1932年,侯德榜在美国出版了一本英文著作,名为《纯碱的制造》,书中囊括了全部的技术和工程实践经验。这项曾神秘的科技成果由此公之于众,并造福于世界各国人民。

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侯德榜等人赴欧美考察。前排左三为侯德榜,后排左五为范旭东

侯德榜对工业的贡献还不只如此,之后,他和范旭东成立永利化学工业公司,并在南京卸甲甸兴建硫酸铔厂,对我国民族化学工业的发展和壮大做出了卓越的贡献。

他的成就

自行研制“侯氏制碱法”,拿到了新中国第一张发明证书

南京硫酸铔厂开工未及半年,“七七”事变爆发,侯德榜在南京创办的永利碱厂遭到日军轰炸,而制碱法试验刚进入关键阶段,容不得半点闪失。南京的中共地下党组织第一时间带领工人护厂,保护关键的设备、图纸转移到四川继续发展,短短三个月,就在各种物资都极度匮乏的犍为县五通桥建起永利川厂,继续制碱法试验,保护这难得的科技火种。

在四川,制盐的原料是卤水,成本比塘沽的海水高许多倍,如果沿用索尔维法制碱,成本太高,摆在面前的困难,让侯德榜探索新的制碱方法,而早在破解索尔维制碱法的时候,侯德榜就发现索尔维制碱法中只有食盐中的钠和石灰中的碳酸根,二者结合才生成了纯碱,而氯和石灰中的钙结合生成的氯化钙,却都没有利用上,于是他大胆设想能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来。

这种方法经历了超过500次的实验,仅样品就分析了超过2000个……最终,侯德榜成功了,他的这个发明被称为联合制碱法,相比于“索尔维制碱法”,这个新方法大大提高了食盐利用率,使食盐利用率从70%一下子提高到96%。同时副产品也不再是污染环境的氯化钙,而是可以用于土壤施肥的肥料,开启了世界制碱业的新纪元。

1941年3月15日,永利公司举行厂务会议,全体同仁一致赞同将新碱法命名为“侯氏制碱法”,而在1953年,“侯氏制碱法”获颁新中国第一张发明证书。

然而,侯德榜并不满足于已取得的成绩,想要寻找一种更理想的制碱方法,把制碱工业和合成氨工业有机地联合起来,一个全新的氨碱联合流程得以最终完成。从20世纪60年代起,“侯氏制碱法”氨碱联合制碱工艺在我国纯碱行业全面推开,目前该制碱法仍然是国际制碱领域的先进技术。侯德榜虽然拥有发明专利权,却将这项技术无偿提供给全世界,体现了一位科学家无私奉献的精神。