硫酸工业

文/柴常盛/

硫酸是一种基本化工原料，乍一听起来“硫酸”两个字很陌生，距离我们家庭或个人好像很远，其实它距离我们很近很近，平时，衣食住行都缺不了它。试想，如果没有硫酸，造不出染料，人们就无法穿着五颜六色的服装；如果没有硫酸，造不出“肥田粉”等化肥，就会造成粮食和食品的短缺；如果没有硫酸，造不出阿斯匹林、咖啡因、维生素C、糖精等常用药物,人们的身体健康就会无法保障……所以说硫酸应用范围十分广泛，轻工业、印染工业、化学工业、冶金工业、化肥工业、石油工业、制药工业、炸药工业和原子能工业都离不开它。由于硫酸在工业生产中的重要作用，20世纪世界上经常把硫酸产量的多少，作为衡量一个国家工业发展水平的重要标志之一。

两千年前我国即发明了制取硫酸的工艺

据史书记载，早在2000多年前，我国即发明了制取硫酸的工艺。东汉（25～220年）年间编著的《黄帝九鼎神丹经》的卷九中收录了狐刚子的“炼石胆取精华法”，说的就是干馏胆矾制取硫酸的工艺。该书写道：“以土墼垒作两个方头炉，相去二尺，各表里精泥其间，旁开一孔，亦泥表里，精燥使干：一炉中著铜盘使定，即密泥之；一炉中以实烧石胆使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷，开取任用。入石药，药皆神。”

后来至公元860年唐朝段成式编著的《酉阳杂俎》上也记载：“王玄策（648年出使印度）俘中天竺王阿罗那顺以诣阙、兼得术士那罗尔娑婆，言寿二百岁。太宗奇之，馆于金飙门内，造延年药……言婆罗国有药，……能消草木金铁、人手入则消烂。”

这两则史料说明我国在公元1世纪、7世纪时对硫酸的制法和性质已有了初步的认识并掌握。

明末清初方以智的《物理小识》卷七和宋应星的《天工开物》卷十一中分别记录了利用铁置换硫酸铜中的铜，副产青矾及红色颜料氧化铁，及以硫化铁制硫酸亚铁的工艺，并已大量制用。在大量灼烧青矾生产氧化铁时，生成SO3及SO2，当时仅知“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，草木不茂”，并没有把这些“熏人”的气体加以收集和利用。

世界上有关硫酸的知识也早为人知，10世纪波斯人郝埃弗尔指出硫酸亚铁干馏，可得一种油类即硫酸，残余的固体为氧化铁。12世纪德国炼金术士马格勒斯称硫酸亚铁为绿矾，并指出蒸馏绿矾可获得绿矾的精华（即硫酸），称为绿矾油。1746年出现以铅室法生产硫酸的工厂。1827年法国盖吕萨克提出在铅室的后方设置淋洒浓酸的塔，以吸收排出的氮氧化物；1859年英国硫酸厂主设置了另一塔用来分离被浓酸吸收的氮氧化物，使返还铅室重新使用，使铅室法工艺和设备基本定型。1875年德国麦塞尔先利用铂作为催化剂生产SO3，将所得SO3用浓硫酸吸收，得到发烟硫酸，使接触法制硫酸实现了工业化，自1938年起接触法制硫酸的产量已超过铅室法硫酸的产量。

清道光年间(1823～1850)进士丁守仁在《编年自记》（4页，1883年木刻本）中提到“（1845年）四月以‘洋强水’点药，误伤手目，月余始平复。”这里所说的“洋强水”是指硝酸或硫酸，可见在19世纪40年代一般的无机酸在民间已有购用，但都为舶来品。

1839年英国医生合信来华与我国通西学的管茂才等合作行医著作，传授西医及科学知识。1855年在上海出版《博物新篇》，书中也介绍了磺强水（硫酸）、硝强水（硝酸）、盐强水（盐酸，同时提到铅室法制硫酸的工艺。

硫酸工业发轫于晚清洋务运动

在我国，硫酸工业发轫于晚清时期的洋务运动。最早建造的硫酸厂有江南制造局、天津机械局第三厂、江苏药水厂等。

中国最早的铅室法硫酸厂——江南制造局

1870年左右，徐寿父子开始仿效研究铅室法制硫酸，他们在仪器、设备、环境保护等方面条件都很差的情况下，“寐馈于刀锯汤火之侧，出入于硝磺毒物之间”，克服重重困难，终于成功。1874年在江南制造局龙华分厂建成中国第一座铅室，成功地用铅室法生产出硫酸，并用以生产硝酸、研制硝水棉花（硝化棉），可谓我国化学工业之先导。李鸿章说：“该局（江南制造局）又在局四十里之龙华地方分厂治具，如法开造，约计每日出药千磅，出林明敦弹子5000颗。就中试用化学，兼造白火药及各种强水均有成就。”《申报》、《格致汇编》均有关于我国建成最早硫酸厂的报道，转录如下：

《申报》，同治十三年十二月初一日(1875年1月8日)报道—

制造局新造强水 本埠制造局迩来所造各色器具，无不精巧灵捷，其所仿效西法各技艺，可谓升堂入室者矣。兹悉雪村徐君近又仿西法添造强水一事，专为大小枪炮上铜帽所用者。盖强水一物，前皆自英法等国购办采沪，然性极猛烈，故轮船防有遗患，俱有不欲装运来者。所以在西国虽属价廉，而加以水脚费，每磅约舍价洋银四五角也。徐君近深得西国制作之妙法，故现已在龙华火药局自行制造，较西国所来强水毫无少异，其价每磅仅合大钱五六十文而已。噫！徐君何其心灵智巧之如是耶，无怪曾文正公称为江南第一巧人也。

《格致汇编》光绪二年二月（1876年3月）卷，8～9页写道——

广东区某问：化学工艺内以硫强水与硝强水为最要之物，以中国所出之材料能造之与否？答曰：此两种强水内以硫强水为要，因造硝强水者曲以硫强水为料，所以先论硫强水。查其造法最易，至于材料皆为中国所有之物，惟小造者似觉未便，必须大造方能得利。其法先以铅皮造大铅房，长数十足，高十余尺，宽十余足，而铅皮必焊连固密，不使漏泄铅房之外。有烧硫黄之炉，此炉内又有盛硫强水与硝之小盆，妒内硫黄着火燃烧，其热则令盆内之硝化分成气，至合于硫黄之气，由管共入铅房内。铅房之边，另有锅炉一座，为喷水汽入铅房之内，则硫、硝、汽三物各有雾形，在铅房内互相变化，凝成硫强水，落于房底所预备之淡水之内。此水渐渐至浓，则放出铅房之外。先入铝锅少熬之，再入铂锅或铂甑内，令为极浓之硫强水，合于各事之用。惟其法与材料虽系简便，然非讲究化学者不能造之。况铅房与铂锅之工本价值甚巨，寻常之人未便为之，须广用硫强水之人，或专造强水为业者，则可以为之也。近知中国已有两处置铅房造硫强水，皆甚得法，所造之强水可与西国来者相比，难分轩轾矣。一在上海龙华火药局厂，系徐雪村创造之；一在天津火药厂，系徐仲虎造之。其两处所自造之硫强水，已足敷两厂之用，无须向西国购办矣。缘此物最为危险，故远处来者水脚等费颇大，可见中国能自行造之者，岂不大为省费。日本国近在宝钞局亦有铅房造硫强水，颇好，寄来中国出卖，阅本卷丰裕洋行告白内即知其详。

已有硫强水者，则硝强水自然不难于造。其法将硝一分、浓硫强水一分，放入玻璃甑或铁甑内加热，则甑所出之气引入冷凝瓶内，凝成硝强水。此物亦在前所言之两处皆造之矣。惟此两种强水最为危险，若用时稍不留神者，一着强水，无一不烂。

1.2 用药前检查 术前检查血常规、血型、尿常规、肝肾功能、出凝血时间、阴道分泌物及B超测定胎儿大小及胎盘位置、心电图等。严格掌握手术适应证。

天津机械局第三厂——结束了中国不能生产硫酸的历史

天津机械局

1874年徐寿、徐建寅父子在江南制造局仿效西法研制铅室法硫酸获得成功，徐寿“以精治科学与设计建造各项工厂著名于当时，各省疆吏之欲建设新政者纷纷都来延聘。徐寿先生以沪局译事与格致书院之教育重要，不克分身，乃遣其仲子建寅、季子华封代行，如为天津制造局建造硫强水厂，为山东建立机器局等。”

天津机器局由崇厚、李鸿章创办，设于1867年（同治六年），与江南制造局、金陵制造局一起，是三个直属清政府的大型军工企业。天津机器局规模和投资略小于江南制造局而大于金陵制造局，主要制造枪支、子弹和火药。1874年（同治十三年）徐建寅奉调天津机器局专事强水制造，建成淋硝厂（包括生产硝强水、磺强水、硝酸钾），附属机器局第三厂。磺强水（硫酸）实际于1876年（光绪二年）投产。由于生产的扩大，旧有铅室已嫌过小，遂于1881年（光绪七年）添建淋硝新厂，新厂拥有铅室六间。1882年又建硝强水厂，当时规模日产硫酸2吨。 沪、津两地硫酸厂的建成，结束了中国不能生产，完全依靠国外进口硫酸的历史，为后来各火药厂建设硫酸厂奠定了基础。

江苏药水厂——由外商兴办的第一座新型融企混合硫酸厂

19世纪60年代英商立德在上海创办立德洋行，是一个从老纹银中提炼黄金的小厂。后来立德洋行把这个企业售予英商美查洋行。美查力主将这个厂让中国使用，而自己则专门从事提供提炼黄金过程中所需要的各种药水，将此厂改名为美查酸厂。事实上该厂仅使用大玻璃瓶和瓦罐配制各种所需浓度的酸类，并不直接生产硫酸。1875年改名江苏药水厂，建于上海苏州河的大石桥（大王庙）附近。所产各种浓度的硫酸、硝酸系按向德国洋行买来的秘方配制。到1879年由于生产发展和市场的需要才决定建设硫酸生产装置，全套铅室设备购自德国，斥资12万两，此为外商在我国开设的第一座硫酸厂。该厂坐落在苏州河旧厂之南，占地33亩，日产硫酸2吨，同时生产少量盐酸、硝酸，雇用工人250人。1907年迁至西康路1501弄（药水弄）29号。八.一三（1937年）事变时硫酸年产量为900吨，抗日战争后年产量增至2000吨。

江苏药水厂

其他硫酸厂——大部分为当时政府兴办的“国有企业”

1889年（光绪十五年）汉阳兵工厂成立。1909年10月硫酸装置竣工，采用铅室法制造，设施新颖，自1920～1928年合计生产硫酸15761600磅（约7000吨）。1928年改归军政部兵公署管理，产量激增，月产达120吨。

1904年（光绪三十年）四川总督锡良创办四川机器厂（后称成都兵工厂），内设白药厂，以硫磺为原料，用铅室法生产硫酸，1919年投入生产。再用硫酸与硝酸钾（精制土硝）或硝酸钠制取硝酸，以硝酸生产硝化纤维，用以制造弹药。

河南省巩县兵工厂则是我国第一家引进接触法制硫酸的工厂。1918年即投入生产。抗日战争时迁往四川泸州，年产规模为5000吨。

1926年8月沈阳兵工厂日产10吨的接触法硫酸装置投入生产，可生产发烟硫酸。

广东省在1932年筹建广东硫酸苏打厂，采用接触法制酸，全部设备向美国化学建设公司订购，规模为日产98%硫酸15吨，1933年开始投产。

以上是我国早期的硫酸厂，这些工厂（除江苏药水厂外）的产品全都供军工部门自用。直至20世纪20年代末，国内各工厂、学校、研究单位所用的硫酸基本上全靠进口，为此每年得付出几十万银元来进口硫酸。

利中硫厂——我国自行设计的第一座硫酸厂

1933年利中硫厂开办，原来设在唐山，以当地硫磺为原料。因出品成本太高，扩大资本为20万元，总厂设在天津，以煤矿中的硫铁矿为原料，制造硫酸。其装置的设计由天津南开大学应用化学研究所承办，所长张克忠教授主持，开创了我国自行设计硫酸厂的先河。1934年5月投产，日可产浓硫酸2吨，成为当时华北最大的硫酸厂。

永利化学工业公司南京铵厂硫酸厂——我国民办最大的第一座硫酸厂

我国民办硫酸厂起始于1929年的得利三酸厂，总厂设在天津河东；分厂设在唐山，资本5万元，年产硫酸8000担，年耗唐山硫磺20万斤。

上海开成造酸厂，由项松茂在1930年创办，资本75万，采用铅室法制硫酸，有铅室三个。制造过程分烧磺、除尘、成酸、蒸浓四步。以浙江瑞安、诸暨和西班牙进口的硫铁矿为原料，1932年10月投产，产品投放市场，也是我国市场上最早的国产硫酸之一，年产3400吨，品种有3种。

民办的规模最大、最早采用接触法制硫酸的工厂是范旭东创办的永利化学工业公司南京铵厂硫酸厂，全套设备来自美国，以硫磺为原料，年产硫酸36000吨，厂址设在南京长江下游六合县卸甲甸，1937年1月26日投入生产。

尚兴建一些小规模的硫酸厂，如西安集成三酸厂、成都的资业化工厂、1935年设立的重庆广益化学工业社硫酸厂、中国造酸厂等。1933年国产硫酸约9000吨，使进口硫酸逐年减少。

抗日战争以来的硫酸工业

正当我国硫酸工业发展初具规模时（1936年国产硫酸54950吨），抗日战争爆发，在日寇铁蹄的践踏下，我国硫酸工业较集中的天津、上海、南京相继沦陷，所有硫酸厂皆陷敌手，致使数十年的建设毁于一旦。

日军侵占东北期间，为了解决其国内资源贫乏和侵略战争的需要，先后建造了六、七个规模不小的硫酸厂，其中规模最大的为设在大连甘井子的满洲化学工业株式会社，1933年兴建，1935年投产，有拱墙式九塔法硫酸装置一套，由日本设计，每套能日产70%的硫酸120吨。又有钒触媒式硫酸厂一个，日产硫酸75吨，该厂总生产能力为年产20.895万吨。在抚顺，日商电气化学厂建设了两套铅室法和一套接触法硫酸生产装置，鞍钢铁公司和本溪钢铁公司也建设了塔式法硫酸生产装置，但规模都比大连的小很多。另外尚有1945年投产的“满洲染料”，硫酸年生产能力为2万吨，满洲矿山年生产能力为1.5万吨；辽阳的关东军工厂年产能力为1500吨。

抗日战争胜利后，东北地区的硫酸厂已全部为我国接收。

抗战期间为适应后方生产需要，陆续在内地建设一些小型硫酸厂。1942年铅室法制硫酸在四川达到高峰，全省有硫酸厂8家、铅室12间，总容积960立方米，年产硫酸约850吨。

晋察冀边区大安沟硫酸厂——中国共产党领导下白手起家的典范

抗日战争期间，在中国共产党领导下，各抗日根据地面对日伪实行野蛮的“三光”政策，为适应战争需要，在极其困难的条件下靠自己的力量发展，用土法建起了一些小型硫酸厂，其中，1940 年建成的晋察冀边区唐县大安沟硫酸厂，以陶瓷缸做塔，用石英块、焦块做瓷环，用风箱和手摇风车当鼓风机。土法生产硫酸、硝酸，用于制成火药后在加工成炸药包、手榴弹、地雷，并及时供给抗日前线，一时间被前方将士誉为我们的“雷神”。 1940 年还在太行根据地麻田镇附近的白布礁建立了塔式法硫酸工厂、1942年在陕甘宁边区延安西北的紫芳沟建成了铅室法硫酸厂，在胶东地区建了生产硫酸的装置，这些工厂在极其恶劣的环境中经过艰苦创业，自力更生解决技术问题，他们以硫磺为原料，产品经浓缩制成浓度为94%的硫酸。为抗日战争、解放战争急需的火药生产做出过突出贡献。成为中国近代硫酸工业的组成部分。

八路军兵工厂用自己生产的硫酸制成火药进而制造手榴弹

新业硫酸厂——解放战争时期国内惟一新建的硫酸厂

1947年，上海新建了一个接触法制造硫酸的工厂，即新业硫酸厂。该厂由美国化学建设公司承造，设计比较先进，自动化程度较高，日产10～12吨，以台湾的硫磺为原料，尚有年产800吨的发烟硫酸装置。 1948年6月建成投产，当年生产了1253吨硫酸。这个厂也是抗战胜利后到中华人民共和国成立前国内惟一新建的硫酸厂。

综上所述，1942年我国硫酸产量达18万吨（含敌占区），是民国期间最高的年产量。但抗战胜利后这些厂中相当部分的硫酸生产没有得到恢复，解放战争期间生产又受到很大的破坏，1949年全国年产能虽然达到20万吨，但年产量仅有4万吨。