硫酸工業(yè)

文/柴常盛/

硫酸是一種基本化工原料，乍一聽起來“硫酸”兩個字很陌生，距離我們家庭或個人好像很遠，其實它距離我們很近很近，平時，衣食住行都缺不了它。試想，如果沒有硫酸，造不出染料，人們就無法穿著五顏六色的服裝；如果沒有硫酸，造不出“肥田粉”等化肥，就會造成糧食和食品的短缺；如果沒有硫酸，造不出阿斯匹林、咖啡因、維生素C、糖精等常用藥物,人們的身體健康就會無法保障……所以說硫酸應(yīng)用范圍十分廣泛，輕工業(yè)、印染工業(yè)、化學工業(yè)、冶金工業(yè)、化肥工業(yè)、石油工業(yè)、制藥工業(yè)、炸藥工業(yè)和原子能工業(yè)都離不開它。由于硫酸在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，20世紀世界上經(jīng)常把硫酸產(chǎn)量的多少，作為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。

兩千年前我國即發(fā)明了制取硫酸的工藝

據(jù)史書記載，早在2000多年前，我國即發(fā)明了制取硫酸的工藝。東漢（25～220年）年間編著的《黃帝九鼎神丹經(jīng)》的卷九中收錄了狐剛子的“煉石膽取精華法”，說的就是干餾膽礬制取硫酸的工藝。該書寫道：“以土墼壘作兩個方頭爐，相去二尺，各表里精泥其間，旁開一孔，亦泥表里，精燥使干：一爐中著銅盤使定，即密泥之；一爐中以實燒石膽使作煙，以物扇之，其精華盡入銅盤。爐中卻火待冷，開取任用。入石藥，藥皆神。”

后來至公元860年唐朝段成式編著的《酉陽雜俎》上也記載：“王玄策（648年出使印度）俘中天竺王阿羅那順以詣闕、兼得術(shù)士那羅爾娑婆，言壽二百歲。太宗奇之，館于金飆門內(nèi)，造延年藥……言婆羅國有藥，……能消草木金鐵、人手入則消爛?！?/p>

這兩則史料說明我國在公元1世紀、7世紀時對硫酸的制法和性質(zhì)已有了初步的認識并掌握。

明末清初方以智的《物理小識》卷七和宋應(yīng)星的《天工開物》卷十一中分別記錄了利用鐵置換硫酸銅中的銅，副產(chǎn)青礬及紅色顏料氧化鐵，及以硫化鐵制硫酸亞鐵的工藝，并已大量制用。在大量灼燒青礬生產(chǎn)氧化鐵時，生成SO3及SO2，當時僅知“青礬廠氣熏人，衣服當之易爛，草木不茂”，并沒有把這些“熏人”的氣體加以收集和利用。

世界上有關(guān)硫酸的知識也早為人知，10世紀波斯人郝埃弗爾指出硫酸亞鐵干餾，可得一種油類即硫酸，殘余的固體為氧化鐵。12世紀德國煉金術(shù)士馬格勒斯稱硫酸亞鐵為綠礬，并指出蒸餾綠礬可獲得綠礬的精華（即硫酸），稱為綠礬油。1746年出現(xiàn)以鉛室法生產(chǎn)硫酸的工廠。1827年法國蓋呂薩克提出在鉛室的后方設(shè)置淋灑濃酸的塔，以吸收排出的氮氧化物；1859年英國硫酸廠主設(shè)置了另一塔用來分離被濃酸吸收的氮氧化物，使返還鉛室重新使用，使鉛室法工藝和設(shè)備基本定型。1875年德國麥塞爾先利用鉑作為催化劑生產(chǎn)SO3，將所得SO3用濃硫酸吸收，得到發(fā)煙硫酸，使接觸法制硫酸實現(xiàn)了工業(yè)化，自1938年起接觸法制硫酸的產(chǎn)量已超過鉛室法硫酸的產(chǎn)量。

清道光年間(1823～1850)進士丁守仁在《編年自記》（4頁，1883年木刻本）中提到“（1845年）四月以‘洋強水’點藥，誤傷手目，月余始平復(fù)?！边@里所說的“洋強水”是指硝酸或硫酸，可見在19世紀40年代一般的無機酸在民間已有購用，但都為舶來品。

1839年英國醫(yī)生合信來華與我國通西學的管茂才等合作行醫(yī)著作，傳授西醫(yī)及科學知識。1855年在上海出版《博物新篇》，書中也介紹了磺強水（硫酸）、硝強水（硝酸）、鹽強水（鹽酸，同時提到鉛室法制硫酸的工藝。

硫酸工業(yè)發(fā)軔于晚清洋務(wù)運動

在我國，硫酸工業(yè)發(fā)軔于晚清時期的洋務(wù)運動。最早建造的硫酸廠有江南制造局、天津機械局第三廠、江蘇藥水廠等。

中國最早的鉛室法硫酸廠——江南制造局

1870年左右，徐壽父子開始仿效研究鉛室法制硫酸，他們在儀器、設(shè)備、環(huán)境保護等方面條件都很差的情況下，“寐饋于刀鋸湯火之側(cè)，出入于硝磺毒物之間”，克服重重困難，終于成功。1874年在江南制造局龍華分廠建成中國第一座鉛室，成功地用鉛室法生產(chǎn)出硫酸，并用以生產(chǎn)硝酸、研制硝水棉花（硝化棉），可謂我國化學工業(yè)之先導。李鴻章說：“該局（江南制造局）又在局四十里之龍華地方分廠治具，如法開造，約計每日出藥千磅，出林明敦彈子5000顆。就中試用化學，兼造白火藥及各種強水均有成就?！薄渡陥蟆贰ⅰ陡裰聟R編》均有關(guān)于我國建成最早硫酸廠的報道，轉(zhuǎn)錄如下：

《申報》，同治十三年十二月初一日(1875年1月8日)報道—

制造局新造強水 本埠制造局邇來所造各色器具，無不精巧靈捷，其所仿效西法各技藝，可謂升堂入室者矣。茲悉雪村徐君近又仿西法添造強水一事，專為大小槍炮上銅帽所用者。蓋強水一物，前皆自英法等國購辦采滬，然性極猛烈，故輪船防有遺患，俱有不欲裝運來者。所以在西國雖屬價廉，而加以水腳費，每磅約舍價洋銀四五角也。徐君近深得西國制作之妙法，故現(xiàn)已在龍華火藥局自行制造，較西國所來強水毫無少異，其價每磅僅合大錢五六十文而已。噫！徐君何其心靈智巧之如是耶，無怪曾文正公稱為江南第一巧人也。

《格致匯編》光緒二年二月（1876年3月）卷，8～9頁寫道——

廣東區(qū)某問：化學工藝內(nèi)以硫強水與硝強水為最要之物，以中國所出之材料能造之與否？答曰：此兩種強水內(nèi)以硫強水為要，因造硝強水者曲以硫強水為料，所以先論硫強水。查其造法最易，至于材料皆為中國所有之物，惟小造者似覺未便，必須大造方能得利。其法先以鉛皮造大鉛房，長數(shù)十足，高十余尺，寬十余足，而鉛皮必焊連固密，不使漏泄鉛房之外。有燒硫黃之爐，此爐內(nèi)又有盛硫強水與硝之小盆，妒內(nèi)硫黃著火燃燒，其熱則令盆內(nèi)之硝化分成氣，至合于硫黃之氣，由管共入鉛房內(nèi)。鉛房之邊，另有鍋爐一座，為噴水汽入鉛房之內(nèi)，則硫、硝、汽三物各有霧形，在鉛房內(nèi)互相變化，凝成硫強水，落于房底所預(yù)備之淡水之內(nèi)。此水漸漸至濃，則放出鉛房之外。先入鋁鍋少熬之，再入鉑鍋或鉑甑內(nèi)，令為極濃之硫強水，合于各事之用。惟其法與材料雖系簡便，然非講究化學者不能造之。況鉛房與鉑鍋之工本價值甚巨，尋常之人未便為之，須廣用硫強水之人，或?qū)Ｔ鞆娝疄闃I(yè)者，則可以為之也。近知中國已有兩處置鉛房造硫強水，皆甚得法，所造之強水可與西國來者相比，難分軒輊矣。一在上海龍華火藥局廠，系徐雪村創(chuàng)造之；一在天津火藥廠，系徐仲虎造之。其兩處所自造之硫強水，已足敷兩廠之用，無須向西國購辦矣。緣此物最為危險，故遠處來者水腳等費頗大，可見中國能自行造之者，豈不大為省費。日本國近在寶鈔局亦有鉛房造硫強水，頗好，寄來中國出賣，閱本卷豐裕洋行告白內(nèi)即知其詳。

已有硫強水者，則硝強水自然不難于造。其法將硝一分、濃硫強水一分，放入玻璃甑或鐵甑內(nèi)加熱，則甑所出之氣引入冷凝瓶內(nèi)，凝成硝強水。此物亦在前所言之兩處皆造之矣。惟此兩種強水最為危險，若用時稍不留神者，一著強水，無一不爛。

1.2 用藥前檢查 術(shù)前檢查血常規(guī)、血型、尿常規(guī)、肝腎功能、出凝血時間、陰道分泌物及B超測定胎兒大小及胎盤位置、心電圖等。嚴格掌握手術(shù)適應(yīng)證。

天津機械局第三廠——結(jié)束了中國不能生產(chǎn)硫酸的歷史

天津機械局

1874年徐壽、徐建寅父子在江南制造局仿效西法研制鉛室法硫酸獲得成功，徐壽“以精治科學與設(shè)計建造各項工廠著名于當時，各省疆吏之欲建設(shè)新政者紛紛都來延聘。徐壽先生以滬局譯事與格致書院之教育重要，不克分身，乃遣其仲子建寅、季子華封代行，如為天津制造局建造硫強水廠，為山東建立機器局等?！?/p>

天津機器局由崇厚、李鴻章創(chuàng)辦，設(shè)于1867年（同治六年），與江南制造局、金陵制造局一起，是三個直屬清政府的大型軍工企業(yè)。天津機器局規(guī)模和投資略小于江南制造局而大于金陵制造局，主要制造槍支、子彈和火藥。1874年（同治十三年）徐建寅奉調(diào)天津機器局專事強水制造，建成淋硝廠（包括生產(chǎn)硝強水、磺強水、硝酸鉀），附屬機器局第三廠?；菑娝蛩幔嶋H于1876年（光緒二年）投產(chǎn)。由于生產(chǎn)的擴大，舊有鉛室已嫌過小，遂于1881年（光緒七年）添建淋硝新廠，新廠擁有鉛室六間。1882年又建硝強水廠，當時規(guī)模日產(chǎn)硫酸2噸。 滬、津兩地硫酸廠的建成，結(jié)束了中國不能生產(chǎn)，完全依靠國外進口硫酸的歷史，為后來各火藥廠建設(shè)硫酸廠奠定了基礎(chǔ)。

江蘇藥水廠——由外商興辦的第一座新型融企混合硫酸廠

19世紀60年代英商立德在上海創(chuàng)辦立德洋行，是一個從老紋銀中提煉黃金的小廠。后來立德洋行把這個企業(yè)售予英商美查洋行。美查力主將這個廠讓中國使用，而自己則專門從事提供提煉黃金過程中所需要的各種藥水，將此廠改名為美查酸廠。事實上該廠僅使用大玻璃瓶和瓦罐配制各種所需濃度的酸類，并不直接生產(chǎn)硫酸。1875年改名江蘇藥水廠，建于上海蘇州河的大石橋（大王廟）附近。所產(chǎn)各種濃度的硫酸、硝酸系按向德國洋行買來的秘方配制。到1879年由于生產(chǎn)發(fā)展和市場的需要才決定建設(shè)硫酸生產(chǎn)裝置，全套鉛室設(shè)備購自德國，斥資12萬兩，此為外商在我國開設(shè)的第一座硫酸廠。該廠坐落在蘇州河舊廠之南，占地33畝，日產(chǎn)硫酸2噸，同時生產(chǎn)少量鹽酸、硝酸，雇用工人250人。1907年遷至西康路1501弄（藥水弄）29號。八.一三（1937年）事變時硫酸年產(chǎn)量為900噸，抗日戰(zhàn)爭后年產(chǎn)量增至2000噸。

江蘇藥水廠

其他硫酸廠——大部分為當時政府興辦的“國有企業(yè)”

1889年（光緒十五年）漢陽兵工廠成立。1909年10月硫酸裝置竣工，采用鉛室法制造，設(shè)施新穎，自1920～1928年合計生產(chǎn)硫酸15761600磅（約7000噸）。1928年改歸軍政部兵公署管理，產(chǎn)量激增，月產(chǎn)達120噸。

1904年（光緒三十年）四川總督錫良創(chuàng)辦四川機器廠（后稱成都兵工廠），內(nèi)設(shè)白藥廠，以硫磺為原料，用鉛室法生產(chǎn)硫酸，1919年投入生產(chǎn)。再用硫酸與硝酸鉀（精制土硝）或硝酸鈉制取硝酸，以硝酸生產(chǎn)硝化纖維，用以制造彈藥。

河南省鞏縣兵工廠則是我國第一家引進接觸法制硫酸的工廠。1918年即投入生產(chǎn)?？谷諔?zhàn)爭時遷往四川瀘州，年產(chǎn)規(guī)模為5000噸。

1926年8月沈陽兵工廠日產(chǎn)10噸的接觸法硫酸裝置投入生產(chǎn)，可生產(chǎn)發(fā)煙硫酸。

廣東省在1932年籌建廣東硫酸蘇打廠，采用接觸法制酸，全部設(shè)備向美國化學建設(shè)公司訂購，規(guī)模為日產(chǎn)98%硫酸15噸，1933年開始投產(chǎn)。

以上是我國早期的硫酸廠，這些工廠（除江蘇藥水廠外）的產(chǎn)品全都供軍工部門自用。直至20世紀20年代末，國內(nèi)各工廠、學校、研究單位所用的硫酸基本上全靠進口，為此每年得付出幾十萬銀元來進口硫酸。

利中硫廠——我國自行設(shè)計的第一座硫酸廠

1933年利中硫廠開辦，原來設(shè)在唐山，以當?shù)亓蚧菫樵?。因出品成本太高，擴大資本為20萬元，總廠設(shè)在天津，以煤礦中的硫鐵礦為原料，制造硫酸。其裝置的設(shè)計由天津南開大學應(yīng)用化學研究所承辦，所長張克忠教授主持，開創(chuàng)了我國自行設(shè)計硫酸廠的先河。1934年5月投產(chǎn)，日可產(chǎn)濃硫酸2噸，成為當時華北最大的硫酸廠。

永利化學工業(yè)公司南京銨廠硫酸廠——我國民辦最大的第一座硫酸廠

我國民辦硫酸廠起始于1929年的得利三酸廠，總廠設(shè)在天津河東；分廠設(shè)在唐山，資本5萬元，年產(chǎn)硫酸8000擔，年耗唐山硫磺20萬斤。

上海開成造酸廠，由項松茂在1930年創(chuàng)辦，資本75萬，采用鉛室法制硫酸，有鉛室三個。制造過程分燒磺、除塵、成酸、蒸濃四步。以浙江瑞安、諸暨和西班牙進口的硫鐵礦為原料，1932年10月投產(chǎn)，產(chǎn)品投放市場，也是我國市場上最早的國產(chǎn)硫酸之一，年產(chǎn)3400噸，品種有3種。

民辦的規(guī)模最大、最早采用接觸法制硫酸的工廠是范旭東創(chuàng)辦的永利化學工業(yè)公司南京銨廠硫酸廠，全套設(shè)備來自美國，以硫磺為原料，年產(chǎn)硫酸36000噸，廠址設(shè)在南京長江下游六合縣卸甲甸，1937年1月26日投入生產(chǎn)。

尚興建一些小規(guī)模的硫酸廠，如西安集成三酸廠、成都的資業(yè)化工廠、1935年設(shè)立的重慶廣益化學工業(yè)社硫酸廠、中國造酸廠等。1933年國產(chǎn)硫酸約9000噸，使進口硫酸逐年減少。

抗日戰(zhàn)爭以來的硫酸工業(yè)

正當我國硫酸工業(yè)發(fā)展初具規(guī)模時（1936年國產(chǎn)硫酸54950噸），抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，在日寇鐵蹄的踐踏下，我國硫酸工業(yè)較集中的天津、上海、南京相繼淪陷，所有硫酸廠皆陷敵手，致使數(shù)十年的建設(shè)毀于一旦。

日軍侵占東北期間，為了解決其國內(nèi)資源貧乏和侵略戰(zhàn)爭的需要，先后建造了六、七個規(guī)模不小的硫酸廠，其中規(guī)模最大的為設(shè)在大連甘井子的滿洲化學工業(yè)株式會社，1933年興建，1935年投產(chǎn)，有拱墻式九塔法硫酸裝置一套，由日本設(shè)計，每套能日產(chǎn)70%的硫酸120噸。又有釩觸媒式硫酸廠一個，日產(chǎn)硫酸75噸，該廠總生產(chǎn)能力為年產(chǎn)20.895萬噸。在撫順，日商電氣化學廠建設(shè)了兩套鉛室法和一套接觸法硫酸生產(chǎn)裝置，鞍鋼鐵公司和本溪鋼鐵公司也建設(shè)了塔式法硫酸生產(chǎn)裝置，但規(guī)模都比大連的小很多。另外尚有1945年投產(chǎn)的“滿洲染料”，硫酸年生產(chǎn)能力為2萬噸，滿洲礦山年生產(chǎn)能力為1.5萬噸；遼陽的關(guān)東軍工廠年產(chǎn)能力為1500噸。

抗日戰(zhàn)爭勝利后，東北地區(qū)的硫酸廠已全部為我國接收。

抗戰(zhàn)期間為適應(yīng)后方生產(chǎn)需要，陸續(xù)在內(nèi)地建設(shè)一些小型硫酸廠。1942年鉛室法制硫酸在四川達到高峰，全省有硫酸廠8家、鉛室12間，總?cè)莘e960立方米，年產(chǎn)硫酸約850噸。

晉察冀邊區(qū)大安溝硫酸廠——中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導下白手起家的典范

抗日戰(zhàn)爭期間，在中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導下，各抗日根據(jù)地面對日偽實行野蠻的“三光”政策，為適應(yīng)戰(zhàn)爭需要，在極其困難的條件下靠自己的力量發(fā)展，用土法建起了一些小型硫酸廠，其中，1940 年建成的晉察冀邊區(qū)唐縣大安溝硫酸廠，以陶瓷缸做塔，用石英塊、焦塊做瓷環(huán)，用風箱和手搖風車當鼓風機。土法生產(chǎn)硫酸、硝酸，用于制成火藥后在加工成炸藥包、手榴彈、地雷，并及時供給抗日前線，一時間被前方將士譽為我們的“雷神”。 1940 年還在太行根據(jù)地麻田鎮(zhèn)附近的白布礁建立了塔式法硫酸工廠、1942年在陜甘寧邊區(qū)延安西北的紫芳溝建成了鉛室法硫酸廠，在膠東地區(qū)建了生產(chǎn)硫酸的裝置，這些工廠在極其惡劣的環(huán)境中經(jīng)過艱苦創(chuàng)業(yè)，自力更生解決技術(shù)問題，他們以硫磺為原料，產(chǎn)品經(jīng)濃縮制成濃度為94%的硫酸。為抗日戰(zhàn)爭、解放戰(zhàn)爭急需的火藥生產(chǎn)做出過突出貢獻。成為中國近代硫酸工業(yè)的組成部分。

八路軍兵工廠用自己生產(chǎn)的硫酸制成火藥進而制造手榴彈

新業(yè)硫酸廠——解放戰(zhàn)爭時期國內(nèi)惟一新建的硫酸廠

1947年，上海新建了一個接觸法制造硫酸的工廠，即新業(yè)硫酸廠。該廠由美國化學建設(shè)公司承造，設(shè)計比較先進，自動化程度較高，日產(chǎn)10～12噸，以臺灣的硫磺為原料，尚有年產(chǎn)800噸的發(fā)煙硫酸裝置。 1948年6月建成投產(chǎn)，當年生產(chǎn)了1253噸硫酸。這個廠也是抗戰(zhàn)勝利后到中華人民共和國成立前國內(nèi)惟一新建的硫酸廠。

綜上所述，1942年我國硫酸產(chǎn)量達18萬噸（含敵占區(qū)），是民國期間最高的年產(chǎn)量。但抗戰(zhàn)勝利后這些廠中相當部分的硫酸生產(chǎn)沒有得到恢復(fù)，解放戰(zhàn)爭期間生產(chǎn)又受到很大的破壞，1949年全國年產(chǎn)能雖然達到20萬噸，但年產(chǎn)量僅有4萬噸。