吉兰泰盐湖采盐技术变迁

李育童, 咏 梅

(内蒙古师范大学 科学技术史研究院,内蒙古 呼和浩特 010022)

吉兰泰盐湖是内蒙古自治区主要的盐产地之一。其所在地吉兰泰镇,位于巴彦乌拉山和贺兰山之间的盆地,属阿拉善左旗境内,因吉兰泰盐湖而得名。盐湖面积120 km2,呈椭圆形,长轴约9.66 km,短轴最宽6.40 km。成盐面积37.19 km2,盐层平均厚度3～4 m,最厚处可达5.94 m[1]。吉兰泰盐湖的主要盐类沉积以石盐沉积为主,其他沉积类型为芒硝沉积和石膏沉积等,是一座以采掘为主的内陆盐湖。

有关吉兰泰盐湖的研究已有很多,如梁丽霞在其著作《阿拉善蒙古研究》中主要对清代的吉兰泰盐湖盐务做了较为详细的研究,将吉兰泰盐湖的盐务问题分为清前期、清后期和民国时期,对吉兰泰盐湖在清代时期的生产经营、清政府对盐政策、盐斤驮运的工具、季节、政策、路线做了概述。牧寒在其著作《内蒙古盐业史》中,通过大量的留存档案整理了吉兰泰地区1950以来盐业产销问题,对吉兰泰盐湖的生产设备、产量、产销路线、盐湖政策等都进行了详细地记录,为后续研究者们奠定了重要基础。但是对于吉兰泰盐湖的相关研究中,采盐技术史的研究相对薄弱,对吉兰泰盐湖的开采技术、开采工具的发展史等研究还有待于拓展。本文通过梳理吉兰泰盐湖相关的历史档案、地方史志、工作文件等资料,以吉兰泰盐湖开采工具为切入点,对工具和生产方式的变革及变革原因进行系统分析,为后续进一步研究提供参考。

1 吉兰泰盐湖的早期开采情况及技术

吉兰泰盐湖开发最早可以追溯到西汉,清代形成规模。为方便阶段划分,以1949年为界限,将吉兰泰盐湖分为早期和1949年之后两个阶段。早期主要指清代至民国时期的吉兰泰盐湖开采,这一阶段吉兰泰盐湖的管理权经历了多次移交,生产规模、销售规模也由于外界影响进行了多次转变。本文主要就生产工具和技术情况展开研究。

1.1 清代吉兰泰盐湖的开采情况

清代康熙初年(1662年),吉兰泰盐池被赐予阿拉善王马哈巴拉,雍正十二年(1734年)议准蒙盐入口行销。“上仁恩浩荡,中外一体。此系蒙古生理小民日用,则边盐进口原可不必禁止。但其进口之时,征收税课自宜定有规条。既进口后行销地方,亦宜定有界限。而历来盐政未议及,此是以至今未有成例伏祈。”[2]这道奏折是最早提出开放吉兰泰盐湖行销的建议,说明当时的吉兰泰盐湖虽没有合法贩卖至内地的权利,但是已经受到内地的关注,内地人也有购置吉盐的想法。乾隆五十七年(1792年),阿拉善王将盐湖进献给清政府,所有商人都可以领办蒙盐,清帝又于嘉庆十一年(1806年)将吉兰泰盐湖敕还阿拉善王。清代《盐法议略》载:“蒙古阿拉善王有吉兰泰盐湖一座,向只准民贩赴托克托城办。盐由黄河运至绥、德州及临县之碛口镇上岸分销。山西食土盐地方不准运赴。下游当河东之课归地丁也。阿拉善王将其盐湖进献为国家所有,商人领办蒙盐顺流而下无处不到,每年行引八万七千五百道,征课银六万余两,河东引地半为所占。及复招商办运,将阿拉善盐湖敕还,停其水运引额即加于河东,名曰吉兰泰活引。”[3]由于吉兰泰盐湖和内地盐湖存在贸易冲突,蒙盐的加入使内地的盐产业受到了威胁,所以清朝对吉兰泰盐湖采取了“多禁少补”的行销政策,这一政策影响了吉盐运销很长时间,直到光绪九年(1883年),山西巡抚张之洞上奏,《太汾两府试行潞盐片》载:“运销蒙盐,既有益于商贩,亦有裨于外藩,因拟酌量从宽。如有陆运入晋者,除杀虎口外,准其由皇甫川对岸之河曲县渡河登岸,陆运至向销蒙盐之口内外三十四厅州县。地面行销,其向行土盐引之阳曲等。三十州县亦准照旧兼销,不准任意再由皇甫川下驶。”[4]吉兰泰水运才有所松弛。

清代蒙盐通过经验积累,已经总结出了捞盐合适的季节,因为雨水和气温的影响,当时捞盐时间主要集中在春季三月至五月和秋季八月至十月。《关于热河之蒙盐》中记载:“蒙盐者,产于蒙古地带之盐之谓也,湖泽之水,不用熬煎,但须一晒而成,于湖中自然之结晶,及沙土结合之片块,皆所谓天然盐者是也,内蒙东部方面,所有蒙盐之产地如此。”[5]吉兰泰盐湖虽然不在内蒙古东部,但是生产方式并无明显的不同之处。《光绪蒙古志》提到:“盐出苏尼特阿拉善鄂尔多斯及青海等处。制法甚简,唯取湖水晒干而已。阿拉善之吉兰泰湖最多,岁出二千一百万斤之谱,价廉物美,内地人嗜之。甘肃居民,食吉盐者十之六。陕西亦十之三。骆驼牛骡,驾车负载,千百成群,络绎不绝。岁征税至六万三千两。”[6]可以看出,吉兰泰盐湖的开采方法简单,技术方面还未形成系统的工艺方法。

吉盐在清代虽占有重要的历史位置,但由于当时捞盐方式比较简单,盐工文化水平低,管理人员对捞盐技术的不关注等原因,清代对于吉兰泰盐湖捞盐方式的文字记录很少。

1.2 民国时期吉兰泰盐湖的开采情况

民国时期吉兰泰盐湖的开采基本上延续清后期的发展模式。吉兰泰盐湖在宣统二年(1910年)至民国九年(1920年)一直由山西晋北榷运局承租[7]。民国十一年(1922年)汉商集股设立吉盐务所。民国十九年(1930年)又改由包头盐商组织复兴公司,承租办理,至民国二十五年(1936年)又改官商合办。该盐湖民国三十一年(1942年)起,收归旗府自办,名为阿拉善旗吉兰泰盐务所。总所设定远营,并于磴口设分所,直至1944年未有变更。

清末至民国时期,盐工一般雇佣来自甘肃和宁夏的盐工,本地的蒙古族盐工、喇嘛进行采捞。行业亦有初步分工,盐工分为捞盐、打坑、杂工3个工种。招雇工人多数为甘肃民勤人,其次为宁夏人,再次为蒙古人。捞盐工作环境极为艰苦,盐工们不得不承受长期盐水浸渍。捞盐人数平时十余人,有时多至三十余人。工费以担计算,由承运盐者负担,由盐局代收交给盐工[8]。

吉兰泰盐湖开采的生产工具主要有手铣、穿头、铁钻、杠木、漏勺5种。开采方法以铁钻打开盐盖,凿成0.8丈乘以数丈的长方形盐湖,清除上部泥沙,再将盐层打碎,用耙摆洗至盐卤融合,以长柄漏勺捞出置湖上堆廪,晒干即成纯盐[9]。开掘完全后的盐坑,卤水静置数月后泥沙澄清成蔚蓝色,再生盐随着时间生长,填平盐坑,再过两年,盐坑恢复成原来的样子,可以继续生产[10]。

民国时期的湖盐生产逐渐形成了规模和一定的技巧,与清代“唯取湖水晒干”相比,工具的出现和开凿固定规模的采盐坑不仅是一种工艺上的进步,也说明吉盐从清代可以合法运入内地二百多年来,一直进行着制度管理上的改进,以前零散捞取的盐湖,通过这段时间转变成了一个有着一定规模、严格秩序的大型盐场。

2 1949年至今的吉兰泰盐湖开采情况

1949年10月之后的吉兰泰盐湖从制度规模上承袭了民国时期的生产模式。因受政策制度影响,盐湖的应用不只停留在供民食用阶段,吉盐也从食盐产品向工业盐方向开始转型。手工采盐无法支撑工业生产对盐产品的大量需求,于是捞盐工具和捞盐模式产生变化。吉兰泰盐湖在1949年之后发生过两次重要的捞盐工具改革。本文以捞盐工具将吉兰泰盐湖的采捞划分为三个时期,手工采盐时期,联合采盐机采盐时期和采盐船采盐时期。

2.1 手工采盐时期(1949-1966年)

吉兰泰盐湖在新中国初期,归属阿拉善旗王爷府,王爷府将盐湖的开采权租给了山西商人,并与山西商人合伙成立了吉兰泰盐湖场务所。1953年吉兰泰盐湖正式建厂,称为国营宁夏省吉兰泰盐场。1956年成立巴彦淖尔盟,吉兰泰被移交至内蒙古盐务管理局,改名为国营内蒙古吉兰泰盐场。1965年1月,内蒙古自治区盐业公司又将吉兰泰盐场收归直接经营管理。1966年1月,第一轻工业部中国盐业总公司收归吉兰泰盐场并直接领导[11]。

1950年盐湖的开采仍然为手工开采,相比之前工具和设备有了改善,一般需要推土机、挖掘机、汽车做短时间辅助工作,如清理场地、沙盖,开掘新盐槽和改造旧槽湖,坨地盐运至湖边归坨或直接外运等。开采工具有钻(镩)、扒(耙)、勺、镢头、砍土镘、铁锹、拣泥板等(耙、勺、钻如图1所示),这些工具被当地盐工称为“六大件”。采盐的工艺流程为:(1)清理卤盖(沙盖),用铁钻捣碎上层盐盖,再用铁锹将捣碎的卤盖取出堆放到卤盐坨；(2)穿松盐层(捣钻),由于盐层结构紧,不易捞取,所以用铁钻穿透,以利于洗涤和捞取；(3)拉耙洗盐,为了提高盐的质量,减少泥沙等不溶物,要将穿松的盐在卤水坑内反复漂洗；(4)捞盐(出勺),将洗干净的盐用带孔的铁勺从卤水中捞出,堆积在堆盐坨上；(5) 封堆,将每两个采坑之间设置堆盐坨一处,供盐淋卤及调剂运输量；(6)丈量盐斤；(7)装车外运；(8)质量检验[12]147-153。

图1 20世纪50年代初期阿拉善地区盐场手工生产时期的捞盐工具(耙、钻、勺)[13]Fig.1 Salt mining tools in the manual production period of Alxa area salt field (rake, drill,spoon) in the early 1950s

1955年吉兰泰盐场推广长把耙,取消踩板和杠木,收盐摆洗更加方便,实行双坑双床并列捞盐,日产量提高到4～5 t/组。1956年阿拉善各湖盐企业由国家统一实行计划生产统一管理。1957年吉兰泰盐场以提高盐质为关键推广先进技术(图2)。为了更有效的生产,推广了一系列采盐技术。揭盐盖工序有:远距离打盖、皮盐隔水、大块揭盖、多去皮盐、盖巴出坑5项。捣镩工序有:取石膏、摆洗石膏、连泥消窝子石膏、整块取泥、去混水下泥层、远距离捣镩6项。耙洗工序有:小窝出盐、远距离摆洗、三人拉耙、清水洗盐、底翻上洗盐法、先内坡后外坡洗盐法6项。出勺工序有: 出盐不拉盐、拉盐不出盐、活勺花出、勺勺回水、扇面撒盐、碎盐不铺底不上堆、先外坡后内坡收盐7项。清拣工序有:眼快手快、监督红勺2项。封堆工序有:注意锹上飞机石(石膏)、注意盐廪上三面净2项[13]130-131。

图2 20世纪50年代阿拉善地区手工采盐耙勺配合捞盐的场景[13]Fig.2 The scene of manual salt mining in Alxa with a rake spoon to obtain salt in the 1950s

2.2 联合采盐机时期(1966-1990年)

为大规模地开发利用盐湖,1957到1965年间国家先后委派地质勘探和科研单位,对吉兰泰盐湖的地质结构、各项盐湖资源和矿产特征进行了综合性实地调查,为吉兰泰盐场转型为机械化盐场打下了基础[14]。

1965年,吉兰泰盐场基本建设筹备处成立,开始扩建工程,1975年正式扩建完成。盐场的采掘、输送、脱水、集坨、除钙、装包到发运等主要生产工序基本实现了机械化[15],成为全国第一家年产70万吨原盐的机械化开采盐场。在此期间,国家派专家赴苏联实地考察后,根据吉兰泰盐湖的实际情况制造了不同类型的采盐机。1966年吉兰泰盐场在大连工矿车辆厂定制了第一台联合采盐机,为内供电式QY-100-1型；1971年购进了QY-100-2和QY-100-3,1976年购进了QY-100-4,三台采盐机均为外供电式,由低压电缆YC-3X70+1×35供电[13]131-134。吉兰泰所产出的盐分为原生盐和再生盐,原生盐即盐湖中天然产生可以直接捞出的“大粒盐”,再生盐为捞取后的盐槽经过一段时间重新长出的盐。其中,联合采盐机用来采掘原生盐,再生盐仍然为人工采捞。

联合采盐机采掘工艺所使用的QY-100型采盐机是靠切盐器的旋转运动克服晶体间的结合力,将盐层松软,并靠旋转运动使盐与卤水混合成盐浆,由泵通过吸入管道,送入水力旋流器,经提升机装入翻斗车运输至泵房,又由盐浆泵输送至坨地,经旋流器、振动筛、皮带机和堆垛机堆坨,卤水(混卤)和粉盐泥沙经离心泵送上湖边沉淀,卤水回到湖中(如图3所示)[16]。工艺流程由轨道的铺设和移置、开掘采沟和回转坑、疏松盐盖、采掘机采掘、原盐脱水装运、汽车运输几个工序组成。

图3 QY-100-4型采盐机采掘工艺过程Fig.3 QY-100-4 type salt mining machine work flow

联合采盐机的投入虽然提高了盐湖生产效率,但还存在诸多问题。在采盐机采盐过程中,技术人员发现采盐机在轨道上来回采掘,采坑会留下不规则的沟壑,会造成盐梗(盐墙)多、遗留盐多、淤泥多的“三多”现象,这给以后再生盐生长结晶带来了一定困扰。

2.3 采盐船开采时期(1990年至今)

为了更充分合理利用盐湖资源,1986年4月30日国家轻工业部盐务总局“关于吉兰泰盐场技术改造项目问题”批复要求吉兰泰盐场“七五”期间内,通过技术改造,把原生盐的采掘和再生盐的开采联合起来。20世纪 80年代吉兰泰盐湖第一次技改完成一期总体技改工程,形成4条采盐船码头、泵房、水输管线等新的采掘工艺生产线,由机采工艺过渡到船采工艺[17]。1985年阿拉善盟投入大量资金用于提高吉兰泰采盐技术。为了实现高效、环保、安全的生产模式,提高企业的整体技术水平,吉兰泰盐场仿照江南挖泥船,设计制造了采盐船,完成了船采、船运、短距离水力输送生产工艺[18]。1986年,吉兰泰盐场委托八三室(708所三室)对该工艺进行了改进,同年5月20日吉兰泰盐场第一艘自主设计制造的采盐船CYL-60-1(产量为60 m3/h)下水,通过这艘采盐船的工作,吉兰泰盐场获得了大量采盐船的技术参数,为以后生产改造新的采盐船奠定了良好的基础。1989年由八三室设计制造新型CYL-100型链斗式采盐船在吉兰泰盐场组装,并通过下水、采盐等流程成功验收,交付使用。至此,吉兰泰盐场在1990年拆除了使用了20多年的联合采盐机以及一整套铁轨,吉兰泰盐湖进入了采盐船时期。根据多年的生产实践,结合盐湖资源的实际情况,充分考虑盐湖有效面积,在过去规划的基础上,又先后进行了四次规划。最终,根据吉兰泰盐湖盐层厚度、盐质分布及采盐工艺的特点,将吉兰泰盐湖规划为船采区、机采区、滩晒区三个区域,通过这次改造,盐场的生产规模扩大到150万t/a[19]。

CYL-100型链斗式采盐船是一种非自航、外供电、液压传动的钢制工程船,产量可达100 m3/h[13]147-151。该采盐船由船体、定位桩及台车、横移绞车、采盐机械、输送机械、舾装和液压传动系统七部分组成。链斗式采盐船采掘的湖盐主要为再生盐或再生盐和原生盐的混合盐,不同于雅布赖盐场的绞吸式采盐船,对坚硬的盐盖不能自行采掘破碎,需要先用汽车钻孔机钻孔,并进行穿爆工作才可以正常运行。采盐作业的时候,采盐船的左舷和右舷分别跟着两艘运盐船,湖盐一经采出,会通过皮带输送机从采盐船运至运盐船内,采运分离,不会造成堵塞,在一定程度提高了采盐效率。链斗式采盐船的工艺流程为:采区规划—采盐准备—盐船开采—运盐船运输—筛分。

链斗式采盐船提高了吉兰泰盐场的采盐率和回收率,有效改善了再生盐的产生环境。盐场规范采区长度1 000 m,宽度80 m,水下深度1.8 m以上。采盐船根据采区状况的不同,自行选择使用横采法分条、分层和分段采掘盐层[20],以增加盐湖的利用率,使产量进一步提高。

与此同时,吉兰泰盐场的产品也不仅仅只停留于出产原盐,由于内蒙古盐湖都是多种物质共存,这便为吉兰泰公司开展综合利用提供了丰富的物质基础。无论是工业盐、食盐、畜牧盐都在盐业产品中占有重要的地位。另一方面,牧业盐也为内蒙古自治区畜牧业发展提供了巨大助力,畜牧业在内蒙古自治区的产业中占有主要比例,每年畜牧所需的牧业盐是数量巨大,所以矿物质饲料盐也是吉兰泰盐湖一个重要的盐制品种类。

2.4 吉兰泰盐湖开采现状

吉兰泰船采工艺使用的链斗式采盐船需要有足够的盐湖晶体间卤水作为采盐船的工作基础。由于吉兰泰盐湖本身所处的地理位置长期干旱,加之盐湖持续的大规模开采,导致盐湖晶间卤水水位下降日益加剧。近些年的勘探数据也表明,盐湖的晶间卤水水位已经不足以支撑链斗式采盐船的正常开采,甚至导致了盐产质量不合格等不利影响,船采船运工具面临淘汰[12]92-101。

根据采盐需要,2016年前后,吉兰泰盐场引入了履带式采盐机,履带式采盐机主要依靠履带浮箱行走,解决了卤水水位不足以支撑采盐船行使的问题。

2.5 吉兰泰盐湖的环境问题

早在1964年,环境问题就引起吉兰泰盐场管理人员的注意。随着盐场收归国有,工人人数大量增加,场区的燃料严重不足。盐场周边的梭梭、白刺、黄蒿等被砍伐,严重破坏了吉兰泰盐湖周边环境。为保护湖盐资源,延长使用寿命,1964年盐湖区周围5 km定为封育区,禁止打柴放牧[21]。封育技术的干预虽然有效缓解了吉兰泰的生态环境,但是由于吉兰泰地处沙漠边缘,常年被风沙侵蚀,人们不合理的经济活动(过度放牧、开荒、樵采、乱挖药材等),导致了封育措施无法解决日益恶化的环境问题。1983年,吉兰泰盐化集团公司和内蒙古林学院(现为内蒙古农业大学)联合实施了《吉兰泰盐湖沙害治理技术措施的实验研究》的治沙工程技术项目[22],专门对吉兰泰盐湖的荒漠化沙害影响提出了治理措施,到1993年调查时,吉兰泰盐湖的进沙量和植被覆盖量都得到了有效改善。

此外,因为盐湖的成盐过程对于水的要求特别严格,所以无论是缺少卤水还是洪水都会导致盐湖无法正常生产,水质也成了吉兰泰盐湖关注的另一个重要问题。由于盐湖机械化开采以来,过度开采超过了盐湖所能承受的负荷,沙漠地区的降水量不足又无法大量的补充,盐湖的卤水水位开始持续下降,水质也开始退化,解决流沙入湖和盐湖晶间卤水水位下降成为保护盐湖资源首要解决的问题[23]。1988年建设部综合勘探设计院提交了《吉兰泰盐湖卤水水位下降因素分析及补水水源选择报告》,对吉兰泰盐湖卤水水文地质条件、水位、水化学变化特征及水位下降原因进行了分析,并对盐湖补水和补水水源提出了初步设想。吉兰泰盐化集团公司开始意识到,吉兰泰的荒漠化问题、风沙问题、卤水不足的问题不只是单独的问题,这些都影响着盐湖的资源使用寿命和盐湖未来的发展方向,所以1993年吉兰泰盐化集团公司开始实施《盐湖补水与沙害治理一体化工程》,后更名为《盐湖补水、环境治理与可持续发展一体化工程》项目[24],该项目的实施对吉兰泰盐湖的开采环境产生了积极作用。

为了更有效保护盐湖资源,控制湖区周边荒漠化,抑制卤水下降造成的不良影响,1996-1999年吉兰泰盐化集团公司又与中国科学院青海盐湖研究所、内蒙古自治区环境地质研究所共同开展了“吉兰泰盐湖资源环境与可持续发展研究”项目。该项目通过卫星遥感和湖水动态监测对吉兰泰盐湖及周边进行了实时监测,并建立盐湖晶间卤水水位和水化学动态变化数学模型,积累大量的实验数据用于分析吉兰泰盐湖环境体系,规划、指导盐湖的可持续发展工作,从理论到实践对吉兰泰盐湖生产场区进行优化管理,并取得了良好进展。

3 结论

吉兰泰盐湖的开采技术变迁史,不仅是内蒙古自治区盐业生产史的一个缩影,更是中国工业史对于劳动人民勤奋创造不断进取的写照。

清代到民国时期的盐湖开采技术以经验为主,理论知识较少。通过当时捞盐工的经验积累,初步总结出了吉兰泰盐湖的开采季节、开采工具、开采、加工、运输方式等采运经验,对于后续的盐湖开采产生直接影响。

1949年以后,随着吉兰泰盐湖收归国有正式建厂,国家对盐产品的需求不只停留在食用阶段,盐产业也逐渐归入工业领域。为了调节大量的盐原料需求和生产力低下之间的不平衡,提高盐湖生产率,盐湖开采的技术向省时、省力发展。采盐技术也进行了一系列创新改革。1975年之后,全国掀起机械化浪潮,盐湖也从手工捞采进入机械捞采阶段,有了质的变化。1986年,吉兰泰盐湖为了提高盐湖的产量和采收率,综合利用盐湖资源,延长盐湖使用年限,又对盐湖进行了一次整体的全面改革,联合采盐机工艺更新为采盐船工艺。时至今日,工业生产中更加省时、省力、高产已不再是迫在眉睫需要解决的问题,而是吉兰泰盐湖的采捞面临着卤水不足,土地荒漠化加剧等难题。虽然吉兰泰盐化公司开发出了履带式采盐机和多种环境改善方案来解决目前的难题,但吉兰泰盐湖面临的环境问题可能仍需要新的可行性开采技术解决。

总体来看,吉兰泰盐湖的采运工艺变迁取决于技术因素和政策因素两方面。随着国家对环境问题的重视,可持续发展盐湖工业在将来可能会成为吉兰泰盐湖面临的最重要的问题,与之相应地,这也将成为日后技术工艺变革的重要因素。