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清华真学神，十门功课全考满分共1000分，揭开索尔维制碱秘法

2016-12-25 化学加

来源|SME 编辑|化学加

只知责任所在
拼命而为之
...

鸦片战争的失败
使正在“闭关锁国”的中国大门被打开
中国逐渐沦为外国的商品市场和原料产地
洋碱随着列强入侵流入中国市场
流进了千家万户却无人知道如何生产
但是在中国近代化工史上
出现了这么一位改变了这一现象的化学家——
侯德榜

他怀着坚定的“科学救国”和“工业救国”的抱负
直面西方国家的封锁和打压
冲破封建制度的牵绊
与范旭东、陈调甫等一行实业化学家
撑起了属于中国化学工业的一片天空

侯德榜，字致本
1890年8月9日生于福建省闽侯的一个农村家庭
祖父希望他苦读诗书
功德榜天下，故取名德榜
自幼家境贫寒
从小在乡间私塾读书
为了学习和劳动两不误
他劳动之余抓紧时间读书
他不但放牛时带着书
就连在田间踩水车的时候书还不离手
“挂车攻读”这个小故事就是源于侯德榜
且一度传为佳话

后来在开药铺的姑母资助下
进入了一所美国办的教会中学——福州英华书院就读
在这期间他曾多次目睹国人受列强欺压的画面
振兴中华的想法多次在他脑海中萦绕
1906年侯德榜还因参加反美示威罢课而被学校开除
得亏成绩优异1907年被保送到上海闽皖铁路学堂就读
毕业后曾到津浦铁路段符离集车站当过工程实习生
在这一年的工作期间
他始终觉得自己现有的学识和能力
对祖国的命运和民族的前途起不了一丝作用

1909年上，在上海闽皖铁路学堂，侯德榜（右二）与同窗学友合影
于是在1911年
侯德榜便果断弃职考入了清华留美预备学堂
明确了“师夷长技以制夷”这条强国之路
侯德榜是清华学校第一届（壬子级）毕业生
他曾在第一学期就取得十门功课全部满分
以总分1000分的骄人成绩震惊了整个清华园
1913年
侯德榜以全班第一名的成绩
与15位毕业生一起赴美留学
进入麻省理工学院攻读化工专业

《少年侯德榜》电影海报
留学八年
他先后获得学士、硕士、博士学位
为了当一名称职的化工工程师
课业之余
他还到美国的水泥、硫酸、燃料、电化等工厂积攒不同的工作经验
这些都对他日后建立解决化工厂遇到的问题有极大帮助
在美国留学期间
侯德榜遇到了使他走上制碱之路的范旭东和陈调甫

化工实业家范旭东
当他了解到国内大量需碱
但是索尔维集团在制碱技术上垄断
和卜内门公司在中国的蛮横霸道的现状
侯德榜毅然投身到中国制碱工业的道路
1921年10月
侯德榜回到中国便迅速赶到范旭东在天津塘沽的制永利制碱厂
他被任命为总工程师
负责技术指导工作

侯德榜纪念邮票
碱是许多工业产品的原材料，纺织、造纸、火药
古时候，人们很早就学会煅烧植物成灰制碱
但是用这些原始的方法获得的碱还是非常有限的
在1862年
比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳为原料发明了制碱法
盐的利用率为75%
但是为了在这项发明中谋取最大的利益
索维尔公会决定设计图纸只向成员国公开，对外坚决保密

比利时工业化学家（物理界“最豪华阵容”会议索尔维会议的创始人）
各国化学家都想打破这个秘密的堡垒
使这项技术真正地造福人类和民族
可惜都不能奏效
索维尔集团垄断了这项技术将近70个年头
从侯德榜来到永利制碱厂之后
他便带领着工程师们在没有任何技术指导下
摸索着艰苦的制碱之路
经过三年多的奋斗
1924年8月13日
永利碱厂正式开工生产

侯德榜工作照
但是可惜生产出来的纯碱是红黑红黑的杂质非常多
这样的纯碱是没有办法卖得出去的
然而此时永利已经耗资200多万银元了
如果就此停产，之前所有的努力便会成灰泡沫

1929年范旭东、侯德榜、李烛尘等人在永利碱厂厂区合影

在永利面临危机的时候
美商卜内门提出投资永利
要求另聘外国技师来替换侯德榜
但是永利肩负的不是个人的成败
而是整个民族化学工学发展的使命
他曾给朋友的信中写道：“这些事 , 无一不令人烦闷 , 设非隐忍顺应，将一切办好，万一功亏一篑，使国人从此不敢再谈化学工业，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！”
范旭东和侯德榜毅然拒绝了卜内门的投资
之后范旭东就一心负责解决资金问题
而侯德榜就一头栽在找出失败的源头上

侯德榜故居
终于他们发现了一切原因
都是因为从美国进口的干燥锅是早已被淘汰的劣质产品
用这种干燥锅，杂质是极易入锅的
在愤怒之余，侯德榜和范旭东在几经周转后
买来了新的质量过关干燥锅，还重新改进了各种设备仪器

红三角牌纯碱商标

终于在1926年6月29日
永利碱厂终于生产出了雪白的纯碱
这个消息震动了整个国际
同年八月
永利生产的纯国产《红三角》牌纯碱
在美国的万国博览会上获得金质奖章
这个“中国工业发展的象征”成为了我国制碱工业的一座伟大的丰碑

探索到索尔维制碱的秘法
侯德榜本可以靠高价出售专利而发家致富
但他却没有像索尔维集团一样为了利益藏着掖着
而是是大大方方地把这一技术公布于世
让全世界人民一起来享受这一科技成果
他把数十年的制碱经验和技术写成的《纯碱制造》一书
打破了索尔维集团的垄断
从此制碱法的神秘面纱被完全揭开

《纯碱制造》
1936年间
侯德榜等人还成功在南京建立了第一间硫酸铵厂
第一次为祖国的农业制成了化学肥料
为中国农业和中国工业打开了崭新的一页
但是在这个动荡的年代想要一劳永逸是不可能的
硫酸铵厂投入生产不到半年后，抗日战争爆发
日军大肆侵华，南京硫酸氨厂前后三次被轰炸
1937年，抗日战争全面爆发
因永利拒绝与日寇合作，被迫迁移
为了躲避日寇，他们来到四川重新建厂

制碱的主要原料是盐
然而四川地处内陆没有丰富的海盐资源
只有成本昂贵的井盐
如果继续采用转化率只有75%的索尔维法
制碱生产是无法维持的
当时侯德榜得知德国采用的蔡安制碱法
对盐的利用率较高
所以侯德榜一行人便前往德国学习这种新的方法

化学专家们,中间是侯德榜
当时侯德榜不知道的是
那时候德国早已与日本暗中结盟
德国对考察队一再刁难
甚至还提出永利制造出来的纯碱不能卖给东北三省这样极具侮辱性的条件
侯德榜义愤填膺
立刻终止了此次无礼的谈话
回去后侯德榜决定改进索尔维制碱法
开创新的制碱法
他发现制碱过程中遗留下来的废料没有什么用途
是极大的浪费
所以决定改进之前的制碱法

从左到右：范旭东侯德榜李烛尘

侯德榜经过500多次的循环试验和分析了2000多个样品后
才把具体工艺流程定下来
1940年
侯德榜设计出的这种全新的制碱法——联合制碱法
也称侯氏制碱法
现在的高中化学课本有一节就是专门讲了这种制碱工艺
把氨厂和碱厂连在一起
由氨厂提供给碱厂需要的氨和二氧化碳
而母液里面的氯化铵再通过加食盐和吹氨气的方法
得到纯净的氯化铵和可循环利用的饱和食盐水

侯氏制碱法

这种联合制碱法可以使食盐的利用率从75%提高到98%
成本降低了不少且产品回报率还高
还使原来无用且污染环境的氯化钙转化为有用的化肥
侯氏制碱法的发明，再次轰动了整个世界
各国纷纷效仿研究开发属于他们的联合制碱法
使世界制碱业踏入了新纪元
时至今日
联合制碱法仍然是世界制碱领域最先进的制碱技术
侯德榜也因此法获得了非常多的荣誉
被人们一致认为是属于“国宝级”的人物

1956年2月，毛泽东与桥梁专家茅以升（左二）、化学家侯德榜（左三）等交谈

1965年
侯德榜还实现了碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺的设想
这种新工艺投入生产以后
其产量长期占全国氮肥总产量的一半以上
对我国农业生产做出了不可磨灭的贡献
此外侯德榜在当时还支援过像南非、印度、巴西等缺乏技术的地区
曾先后五次去印度为“达坦”公司勘察设计制碱工业
对我国外交事业也有杰出贡献

1956年4月14日，侯德榜(右)抵达罗马，应意大利增进同中国文化和经济关系研究所邀请访问意大利

为了科学事业
他奉献着自己的一切
但是他的人生却总不是顺心的
在文化大革命这场浩劫中
他被加上“反动学术权威”的罪名，受尽屈辱
但是他觉得最为痛心的不是这些打击
而是在这段时间里面没有办法工作研究的苦闷
后来由于周总理的照顾和关怀
才得以恢复正常生活和工作

就连恶疾缠身的晚年
仍然心系国家，心系化学化工
当时他视力已经极度衰退
在不能执笔和没有助手的情况下
还坚持审查一些关于化工的书稿
当时有人劝他注意身体别干了
但是他却坦然地说：“我是马命，马是站着死的。我也是，只要一息尚存就要工作。”
就连病重住院，他还仍带着这些书稿

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
在那个年代
侯德榜等人走过的是最艰辛曲折的道路
他是怀着“科学就过”和“工业救国的”崇高信念
一片赤诚的奋斗者
他总是以最敏捷的思维和最严谨的工作态度
在我国化工工业的道路上摸索打滚一生
是我国近代工业的追梦者和拓荒者
他就像中国化工工业的根基
稳稳地托起了我国化工工业的大厦