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一、引言

　　純堿，化學名稱碳酸鈉（Na2CO3），俗名蘇打，是許多工業部門例如紡織、肥皂、造紙、玻璃等行業的重要原料。純堿在食品工業也發揮了重要作用，常用作饅頭、面包等面食的中和劑、膨松劑。因而純堿也曾是衡量一個國家工業水平的重要指標，然而制堿技術卻在很長一段時間里被國外壟斷并對中國實施技術封鎖，嚴重影響國人的生活，也大大制約了民族工業的發展。直到1943年，侯德榜創造性地將制堿和合成氨結合起來發明了“聯合制堿法”，才打破了國外長期壟斷的被動局面，實現了國人制堿的夢想。

　　二、制堿技術發展史

　　堿的加工利用最先來自天然堿，主要包括從草木灰中提取堿液和從鹽湖水中取得天然堿。我國天然堿因產地不同有“口堿”和“泰康堿”之分，前者主要來源張家口和古北口，名滿天下；后者產自河南泰康縣，集中在鄰近省份銷售。隨著工業的發展，這種獲得天然堿的方法顯然是遠遠不能滿足巨大市場需求的。

　　1791年，法國人勒布蘭（Leblanc）以食鹽為原料制得純堿，該方法依賴硫酸，設備腐蝕嚴重并且純度不高，后來被比利時化學家索爾維（Solvay）的方法取代。索爾維的方法又稱氨堿法，是以食鹽、石灰石和氨為原料，同時制得純堿和氯化鈣。氨堿法實現了連續性生產，食鹽的利用率得到提高，產品也較為純凈，因而很快成為主流的生產工藝。

圖 1曾位于紐約州的索爾維制堿法工廠

　　前文已經提到，掌握索爾維制堿法的資本家們為了獨享技術成果，采取了嚴格的保密措施，外人對此新技術一無所知，不少技術專家曾試圖挖掘技術秘密，均以失敗告終。隨后，侯氏制堿法的出現令世界純堿工業發生了翻天覆地的變化。我國純堿工業經歷由小到大的歷史蛻變，是許多愛國實業家、化學家在艱難曲折中探索的結果。

　　三、“工業先導，功在中華”的范旭東

　　侯氏制堿法的誕生，除了侯德榜，另一位名叫范旭東的實業家也功不可沒。1945年他逝世時，毛主席親筆題寫“工業先導，功在中華”八個大字對他進行了極高的評價。“永、久、黃”三字很好概括了范旭東對于我國民族復興大業的巨大貢獻。

　　圖 2范旭東（左）和毛澤東題寫的挽聯（右）

　　永：永利制堿公司。范旭東作為發展我國民族工業的先驅，致力于創辦堿業，在天津成立了永利制堿公司。他和陳調甫等人嘗試利用索爾維法制堿，卻面臨重重困難，陳調甫赴美考察期間機緣巧合認識了侯德榜，隨后飽含愛國情懷的侯德榜毅然回國，苦干數載成功破解了索爾維制堿法的秘密，并為后來侯氏制堿法的誕生奠定了基礎。

　　久：久大精鹽公司。其實早在范旭東成立永利制堿公司之前，他就成功地創辦了鹽業公司用于研制精鹽，塘沽久大精鹽公司的誕生具有重要意義，中國現代化學工業由此奠基。

　　黃：黃海化學工業研究社。1922年8月，范旭東從久大精鹽公司分離出了中國第一家專門的化工科研機構——黃海化學工業研究社，并把久大、永利兩公司提供的資金用于科研。自此，永利、久大和黃海研究社三位一體，組成了龐大的化工集團。

　　圖 3天津塘沽永利堿廠舊影

　　四、“千分才子”侯德榜的制堿故事

　　侯德榜1890年出生于福建省閩侯縣的一個農民家庭，他聰穎過人并且勤奮好學。1911年他以十門課一千分的好成績考入清華留美預備學堂，獲得“千分才子”美譽，名滿清華園。1913年他赴美留學，四年后順利獲得MIT化工學士學位，隨后又獲得哥倫比亞大學博士學位。在陳調甫的引薦下，侯德榜肩負民族大義，決心制堿報效祖國，由此也翻開了事業的新篇章。

　　圖 4陳調甫（左）和侯德榜（右）

　　回國后侯德榜出任永利堿廠的總工程師，歷經周折，永利公司花費重金購得一份索爾維制堿法的簡略資料，但具體的生產工藝卻保密不得而知，要想成功制堿必須全靠自己摸索。侯德榜埋頭鉆研，經過無數次實驗、改進，終于成功揭開了索爾維制堿法的神秘面紗。

　　索爾維制堿法的基本原理并不復雜：用飽和食鹽水吸收氨氣，再向其中通入二氧化碳，制得溶解度較小的碳酸氫鈉，過濾出碳酸氫鈉后煅燒即可制得純凈潔白的碳酸鈉固體。該方法的突出優點是技術成熟，原料來源豐富且廉價。

　　圖 5索爾維制堿法工藝流程示意圖

　　現代化學可以對整個生產流程涉及到的化學反應進行解釋。本可出售專利大發其財的侯德榜選擇將研究成果著書公之于眾，讓世界各國人民共享成果。1926年美國費城舉辦的萬國博覽會上，中國生產的“紅三角”牌純堿榮獲金質獎章，被譽為“中國工業進步的象征”；在1930年瑞士舉辦的國際商品展覽會上，“紅三角”再獲金獎，又一次獲得世界范圍內的認可。

　　圖 6索爾維制堿法涉及到的化學反應

　　“紅三角”牌的純堿讓國人揚眉吐氣，也向世界證明了中國人的智慧。1937年，日本侵華的戰火逐漸蔓延，位于天津的永利制堿公司不得以遷至四川并將廠址取名“新塘沽”。由于內地鹽價昂貴，如果仍用索爾維法制造純堿，鹽的利用率太低，生產經營也必將無法維持。當時有一種食鹽利用率較高的制堿方法“察安法”被德國牢牢控制，侯德榜試圖考察此法時被德國提出的苛刻條件高價勒索，無奈之下只得自行研究制堿新法。

　　經過不懈努力，侯德榜針對氨堿法的不足，對此法進行了重大改進，他創造性地將制堿和合成氨結合起來，成功地發明了聯合制堿法，其基本化學原理與索爾維制堿法相同，但革除了用石灰石生產CO2這一工段，CO2來源于合成氨的造氣（水煤氣轉化）工段。1943年中國化學工程師學會一致同意將其命名為“侯氏（聯合）制堿法”。

　　圖 7侯氏制堿法的工藝流程示意圖

　　侯氏制堿法的另一成果是解決了索爾維法產生的氯化鈣占地毀田、污染環境的弊端。制堿新法的副產物是價值較大的化肥氯化銨，在一定程度上促進了小化肥工業的發展。值得一提的是侯德榜還發明了回收氯化銨的技術：利用低溫時氯化銨比氯化鈉溶解度小的原理，在278~283K時向母液中加入磨細的食鹽粉末，由于同離子效應，促使前者結晶析出。分離氯化銨后的母液主要含氯化鈉，可繼續送回到吸收、碳化塔，大大提高了食鹽的利用率。

　　五、結束語

　　除了為我國化工事業鞠躬盡瘁，侯德榜先生更像辛勤的園丁，培養了一批又一批技術骨干，他們都以侯先生為榜樣，在各自崗位為我國化工事業的發展壯大貢獻力量。時光飛逝，但侯先生的事跡卻從未被淡忘：中國郵政在1990年時專門發行郵票紀念侯先生，隨后的1999年中國化工學會又以侯先生名字設立侯德榜化工科學技術獎用于獎勵表彰優秀的化工科技工作者；天津大學也以話劇《侯德榜》的方式緬懷這位工業先驅。無論是嚴謹求實的科學態度還是心系祖國的赤子情懷，侯德榜先生具有許多難能可貴的精神值得我們學習，當之無愧的吾輩楷模。

　　參考資料

　　[1]張玉芳. 侯德榜和他的侯氏制堿法[J]. 文史精華,2010(02):47-52.

　　[2] 馮曉蔚. 化學工業泰斗侯德榜[J]. 文史春秋,2013(09):44-49+2.

　　[3] 高寒. “化工之父”的實業救國路——民族實業家范旭東的成功之道[J]. 宏觀經濟管理,2011(08):65-67.

　　[4] 柴常盛. 純堿工業(上)[J]. 化工管理,2014(16):97-101.