化学之书
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1864年 索尔维制碱法

尼古拉斯·卢布朗(Nicolas Leblanc,1742—1806)

欧内斯特·索尔维(Ernest Solvay,1838—1922)

图为法国默尔特河畔东巴斯尔(Dombasle-sur-Meurthe)一家使用索尔维制碱法的现代工厂。这类工厂曾在整个世界范围内鼎盛一时,如今虽不多见,但也不会完全消失。如果将它建在合适的地方,该装置仍然大有用武之地。

氯碱工艺(1892年),硼硅酸玻璃(1893年),二氧化碳吸收(1970年)

18世纪的法国,植物类纯碱(Plant-based soda ash)非常稀缺,由于它是制造玻璃、纺织品、纸张、肥皂和其他产品的关键性原料,所以谁能先开发出工业生产纯碱技术谁就相当于中了大奖。作为世界化学工业的突破之一,1789年法国化学家尼古拉斯·卢布朗以氯化钠(食盐)为原料成功合成出了纯碱。虽然卢布朗发明的工艺条件并不简单,需要用到硫酸并耗费大量热能,但在当时仍然是一项巨大成功,在1864年比利时化学家欧内斯特·索尔维发明索尔维制碱法之前它一直为人们所使用。

与尼古拉斯·卢布朗的方法一样,索尔维制碱法需要的原料是盐和碳酸钙,盐可以从海水浓缩,碳酸钙则可通过研磨石灰石获得。合成工艺的中间步骤还需要用到氨—索尔维制碱法最难能可贵之处在于它能回收并循环利用几乎所有的氨,要知道,当时的制碱工业刚刚起步,氨可谓是天价。碳酸氢钠(俗称小苏打)也是索尔维工艺的中间产物,但大多数被用于制备最终产物碳酸钠。最终副产物是氯化钙,它常被作为融雪剂使用。相比于卢布朗制碱法,索尔维制碱法可称得上是一项巨大的进步,随着当时世界工业化进程的加快,索尔维制碱法被大量采用,卢布朗制碱法逐渐销声匿迹,索尔维本人也因此变得极为富有。

后来,北美洲天然纯碱矿被陆续发现,使得索尔维制碱法的利润空间下降,因为索尔维制碱法的制造成本无论如何也无法与简单的挖矿比拼。随着采矿业的不断掘进、副产品氯化钙的滞销及其他改进工艺路线的竞争,世界范围内索尔维制碱法占有的市场份额逐年下降。尽管如此,即便在今天,这套发明于150年前的工艺技术在世界的某些地方仍然在被使用,还有几十家使用索尔维制碱法的工厂在正常运转。■