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左上圖 侯德榜
右上圖 侯德榜創(chuàng)辦的永利堿廠
下圖 1956年,時(shí)任化學(xué)工業(yè)部副部長(zhǎng)的侯德榜率代表團(tuán)出訪歐洲
百年前,積貧積弱的中國(guó)剛剛從長(zhǎng)達(dá)千年的封建統(tǒng)治中解脫出來(lái),現(xiàn)代化的教育、科學(xué)體系幾乎都是從零起步,更遑論民族工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。1890年出生于福建一個(gè)普通農(nóng)民家庭的侯德榜,卻憑借刻苦鉆研的拼勁和嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)精神,為中國(guó)化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)代化添上了閃光的一筆。
侯德榜的頭像曾被作為郵票發(fā)行,還印進(jìn)過(guò)課本,在當(dāng)時(shí)幾乎清一色的外國(guó)化學(xué)家中,他和他發(fā)明的“侯氏制堿法”更顯得難能可貴。
色彩鮮艷、耐磨禁穿的衣服,今時(shí)今日人們?cè)缫阉究找?jiàn)慣。但在人人土布長(zhǎng)衫的年代,這樣的衣服可是奢侈品。其原因在于,在紡織工業(yè)中,純堿(碳酸鈉)是清洗棉花、印染等環(huán)節(jié)必不可少的化工材料。除紡織之外,這種也是肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業(yè)必備原料的化工產(chǎn)品盡管需求量非常大,卻一直缺少規(guī)模制備的方法。
為了獲得人工純堿,法國(guó)國(guó)王曾經(jīng)懸賞重金求賢。直到1861年,比利時(shí)化學(xué)家索爾維才利用食鹽、石灰石和氨為原料,使大規(guī)模、工業(yè)化生產(chǎn)純堿成為現(xiàn)實(shí)。但純堿的制備技術(shù)卻長(zhǎng)期被少數(shù)公司封鎖,并在全球范圍內(nèi)施行特許供應(yīng)制。許多國(guó)家的科學(xué)家都試圖破解“索爾維制堿法”,卻紛紛鎩羽而歸。
當(dāng)時(shí),中國(guó)的純堿市場(chǎng)被英國(guó)一家公司壟斷。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,借口遠(yuǎn)洋海路艱難,英國(guó)人趁機(jī)將純堿價(jià)格抬高七八倍,甚至囤積居奇,待價(jià)而沽。受此影響,許多中國(guó)工廠陷入絕境之中。
這時(shí),留學(xué)回國(guó)的侯德榜遇上了一生中最好的合作伙伴——實(shí)業(yè)家范旭東。對(duì)科學(xué)報(bào)國(guó)、實(shí)業(yè)報(bào)國(guó)的共同目標(biāo),促使兩人一拍即合,并迅速組建了一支科研團(tuán)隊(duì),由侯德榜掛帥總工程師,踏上了破解純堿生產(chǎn)秘密的科研之路。
今天的人們恐怕很難想象當(dāng)時(shí)科研者們面臨的困境:面對(duì)一窮二白的工業(yè)底子,無(wú)論是設(shè)備的安裝、調(diào)試,還是整個(gè)工業(yè)流程的設(shè)計(jì),一切都需要自己摸索,自己動(dòng)手。
讀書(shū)時(shí),侯德榜就是個(gè)不折不扣的超級(jí)“學(xué)霸”。作為1913年畢業(yè)于清華大學(xué)的第一批學(xué)生,侯德榜曾留下了一個(gè)令人瞠目咋舌的紀(jì)錄:在赴美留學(xué)考試中,十門功課他竟然考了滿分1000分。無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是科研中,他信奉的,是腳踏實(shí)地的細(xì)致和能夠補(bǔ)拙的勤奮。和他共事過(guò)的人們?cè)诨貞涗浝镞@樣寫道:侯德榜每思考一個(gè)問(wèn)題、每布置一件工作,都要窮追到底,細(xì)致地設(shè)計(jì)和安排,使工作做到有條不紊、萬(wàn)無(wú)一失。
在純堿的研究中也是如此。歷經(jīng)反復(fù)調(diào)試,一條純堿生產(chǎn)線終于正式投產(chǎn)。然而,第一批產(chǎn)品卻讓在場(chǎng)的工程師們傻了眼:原本期待中的純白色的純堿并沒(méi)有出現(xiàn),取而代之的,則是一片令人瞠目的暗紅色。
這個(gè)消息很快被報(bào)館透露出去,一時(shí)間幸災(zāi)樂(lè)禍者有之,登門勸說(shuō)放棄者有之。此時(shí)的侯德榜,并沒(méi)有被失敗的情緒左右,而是重新檢查工藝流程,分析事故原因。大到流程設(shè)計(jì),小到一根小小的水管,每一項(xiàng)數(shù)據(jù)、每一個(gè)環(huán)節(jié),他始終秉持嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)精神,一項(xiàng)項(xiàng)尋找,最終發(fā)現(xiàn)純堿變色并非工業(yè)設(shè)計(jì)問(wèn)題,而是受到了鐵銹污染所致。侯德榜利用少量硫化鈉和污染源接觸,使其底部結(jié)成一層硫化鐵保護(hù)膜,再生產(chǎn)時(shí)純堿就變成純白色了。
終于,一個(gè)現(xiàn)代化的化工廠出現(xiàn)在了中國(guó)的土地上,這家工廠也與南開(kāi)大學(xué)、《大公報(bào)》一起被老百姓喜愛(ài)地稱為“天津三寶”。這也意味著,侯德榜利用自己的智慧與學(xué)識(shí),破解了“索爾維制堿法”。他們生產(chǎn)的純堿純度高、價(jià)格便宜,并在1926年美國(guó)費(fèi)城舉辦的萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)商一舉拿下金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)。評(píng)委們認(rèn)為,永利牌紅三角純堿是中國(guó)工業(yè)進(jìn)步的象征。
掌握了純堿的制備技術(shù),侯德榜與范旭東卻沒(méi)有選擇保守秘密,大發(fā)橫財(cái)。1932年,侯德榜在美國(guó)出版了一本英文著作,名為《純堿的制造》,書(shū)中囊括了全部的技術(shù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這項(xiàng)曾無(wú)比神秘的科技成果由此公之于眾,并造福于世界各國(guó)人民。
隨著抗日戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā),侯德榜隨工廠遷往四川。在破解“索爾維制堿法”之初,侯德榜就認(rèn)為這種方法存在很大的缺陷,食鹽利用率不高,原料中一半的成分沒(méi)有得到充分的利用。經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,侯德榜將“索爾維制堿法”與合成氨法相結(jié)合,將氨通入飽和鹽水中,制成氨鹽水,加入碳(酸)化塔中,同時(shí)通入二氧化碳在塔內(nèi)進(jìn)行碳酸化反應(yīng),生成碳酸氫鈉,煅燒后再得到純堿產(chǎn)品。
這種方法經(jīng)歷了超過(guò)500次的實(shí)驗(yàn),僅樣品就分析了超過(guò)2000個(gè)……最終,侯德榜成功了,他的這個(gè)發(fā)明被稱為聯(lián)合制堿法,也就是“侯氏制堿法”。相比于“索爾維制堿法”,這個(gè)新方法大大提高了食鹽利用率 ,同時(shí)副產(chǎn)品也不再是污染環(huán)境的氯化鈣,而是可以用于土壤施肥的肥料,開(kāi)創(chuàng)了世界制堿業(yè)的新紀(jì)元。