蘇元復
發布時間🚴🏻‍♀️:2014-12-19   訪問次數:1799

蘇元復1910~1991),浙江海寧人🚹。化學工程學家🦶🏿、教育家,中國化學工程學科的奠基人之一,首中國高校化學工程專業及其研究機構💷。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)1933年畢業於浙江大學化工系,1935考取中英庚款公費留學英國🫄🏻,1937年獲曼徹斯特大學工學院碩士學位。曾任華東化工學院副院長和中國化工學會副理事長、常務理事💏。他長期致力於化學工程學的研究,對液液萃取過程的理論和設備👶🏼、礦物資源綜合利用作出突出貢獻。20世紀50年代發明萃取法提取麻黃素,改變了我國麻黃素生產的落後面貌;60年代發明萃取法從獨居石中提取鈾和釷的新工藝,為我國核工業的發展作出了貢獻🤛🏿。70年以後,他主持完成了“轉盤塔流體力學返混及傳質”、“纖維硼鎂礦的綜合利用”、“萃取法提取食品級檸檬酸”、“萃取法製取磷酸二氫鉀肥料的新過程”、“浸取—萃取聯合法”等理論和應用研究,改進了轉盤塔🙂、翻鬥萃取器🥃、垂直管道反應器等設備,科研成果大多已工業化,獲得顯著的經濟和社會效益👴。先後獲國家教委科技進步一等獎和二等獎👃🏻、薩格勒布國際博覽會金獎💛、石油部優秀科技二等獎、國家科技進步三等獎🍎。編譯第一部中文版《化工原理》等化工教材多部,發表學術論文百余篇🐦‍🔥,獲專利7項🚯,培育了大批化工高級人才👮‍♀️。他的研究成果和學術思想對我國現代化學工程學的發展有重要指導意義🤾🏽‍♀️。

 

一🚶🏻‍➡️、成長經歷

蘇元復☂️,又名賡芳👩‍🦲,字瀅平🎵。1910419日出生於浙江省海寧縣郭店鎮一個充滿書香氣的工商家庭。祖父蘇鐘嶽🕎🤵🏻‍♀️,字敏人🔒👰🏿‍♀️,前清秀才📞,後在郭店開辦磨坊💕,經營釀酒業🏌🏽‍♀️。他熱心於地方的公益事業,尤其註重教育,曾把私房捐做小學校舍🙍🏽‍♀️。父親蘇宗軾,字枕山,畢業於浙江法政學堂🙇🏿‍♀️🙋‍♀️,先後任過杭州高等法院首席檢察官🔻、吉林高等法院、天津高等法院法官。母親程韻箏,知書達理👩‍👩‍👦‍👦。妻子楊敏衡🔐,賢淑仁愛💁🏿,沉毅果斷🤠;一生扶助丈夫,教育子女。

蘇元復的童年是在郭店鎮度過的🐱。蘇家是當地望族👥,家教甚嚴。雖然經營釀酒⏯,全家人卻都不飲酒。平日裏晚輩對長輩恭敬備至🚛,不敢多話。耳濡目染✍🏻🦼,致使他幼時沉默寡言。但他天資聰穎,敏於觀察,善於模仿🧑‍🦽‍➡️,常創新意。很小時就發現磨坊裏腳踏篩粉機除了能篩粉,其聲響還能起到驅趕牲口之效➛🐊,使拉磨牲口不致偷懶。他愛看師傅製作粉皮🧑🏼‍🎤,一勺粉漿倒進浮在水上的銅鍋裏👩🏿‍🏭,猛一旋轉🧛🏼‍♀️,粉漿鋪展開來,一張晶瑩潔白的粉皮就做成了🧝🏿。於是🕖,他學著用小木盆裝些水🚵🏽‍♂️🎸,放在水缸裏旋轉,看到盆中的水似乎甩向四周🎅🏻,就用手指蘸試盆子中心👨‍👧,竟然無水🗳。當然,那時他還理解不了其中的奧妙。郭店周圍如詩如畫的景色培育了他對自然界的無比熱愛。他養金魚,小雞。雞長大了,他一聲口哨🛼,竟能成群地上樹,令大人稱奇♊️。

蘇家註重對子弟的教育。蘇元復幼時在家鄉上小學🤸🏿‍♀️,同時還聘請塾教授古文、書法。常常晚上一個人被關在黑屋子裏,湊著油燈誦讀《左傳》等中國典籍。成年後他曾在日記中寫道✊🏿:“這雖然活葬了天真活潑的孩子氣👩‍🦯,卻培養了忍耐性和埋頭苦幹的精神💃。”小學畢業後,蘇元復就讀於海寧初級商校,他對珠算和薄記感到枯燥〽️,課余讀了大量小說。1924年冬,蘇元復再赴杭州,想插班普通中學,但必須考代數、幾何等課程,於是就買了初中數學教材,自學一周💁🏿‍♂️🦸,考入惠蘭中學(現為杭州第二中學)😣,插班初中二年級。在此求學期間,正值北伐軍攻克杭州,他不顧教會學校的阻攔,和同學們一起沖出校園走上街頭,歡慶勝利🦬。1929年夏,蘇元復免試進東吳大學🔨。這所教會辦的大學課程少而精,強調實驗🥯、重視體育。教授物理學的徐景韓先生講課生動💪,還親自指導實驗👩🏻‍🦯。先生重視實驗數據的處理,常將學生用相同實驗數據標繪的圖表相互比較🧃,指出優劣,使他終身不忘。在東吳的一年之內👩‍⚖️,他兩次獲得成績優秀榮譽獎。由於東吳大學學費高昂,蘇元復經過入學考試、編級考試🪴,轉入浙江大學化學工程系二年級。浙大的課程多而嚴👦🏿,並註重化學工業背景的介紹👨🏽‍🦲🧝🏿。當時潘承圻先生執教的分析化學享譽全國。蘇元復勤於動腦,常常更改實驗細節💆🏻‍♀️,深得先生關註👆🏼。三年級時,他去上海天原電化廠實習,測定多效蒸發器的數據🔩,分析了該設備的潛在生產能力,論文發表在浙江大學學報上,解決了該廠技術人員多年未敢問津的蒸發器極限生產能力問題,引起廠方驚訝🔆。

1933年🔎,蘇元復大學畢業,由浙江大學教務長兼化工系主任李壽恒先生推薦,去天津南開大學應用化學研究所任助理研究員。在此期間,與張克忠先生合作在《中國化學會會誌》上發表了一篇關於鉛黃表觀氧化速率的論文。1935年🎵💂🏽‍♂️,蘇元復考取中英庚款公費留學,抱著科學救國、工業救國的理想,與全國各學科錄取的24人同赴英國🤼‍♀️,入曼徹斯特大學工學院。回想到幼時在家鄉目睹植桑養蠶勞作之苦,又有歉收之憂🪠,他選擇專攻人造絲💂🏿‍♂️。1937年👩🏿‍🚒,完成了題為《人造纖維中微晶體排列》的論文🪕,獲碩士學位。當時抗戰爆發的消息傳來👚,為歸國參加抗日戰爭做準備,他調整專業方向👩🏼‍💼,經德國轉赴瑞典蔔福司火藥炸藥廠和愛沙尼亞塔林工廠實習。他巧妙地和技術人員搞好關系🧑🏻‍🦰,經過多方努力🙆🏿,掌握了硝酸👨🏿‍💻👳‍♂️、火藥、硝化甘油等的生產技術關鍵,繪製了近百幅圖樣,詳細記錄了各車間的操作規程🫥,增進了生產技術知識⚈,為回國後從事國防兵工工作奠定了基礎🤯。

19389月👳🏼‍♀️🏂🏿,正值抗日戰爭期間🫅🏿,炮火連天🏊‍♀️。蘇元復經法國馬賽回國,直奔四川、參加抗戰。妻子楊敏衡帶著年幼的兒子,從家鄉出發,繞道河內,輾轉數千裏,歷經辛苦🛳,赴重慶與他會合。蘇元復任四川滬州兵工廠研究員👩‍✈️,兼第五工場和氧氣工場主任工程師🕺🏻。他常與工人一起掄鐵捶🙎、敲鋼釬,在山巖上鑿眼試爆,先後完成液氧炸藥、油脂水解提取甘油和甘油精製等實驗研究,並建成中試工廠,增強了他將實驗室研究放大為工業過程的信心⛓。1941年,蘇元復應聘到暫遷遵義的浙江大學化工系任教授,兼研究所導師👩🏻‍💼,在極困難的條件下🧘🏼‍♂️,將輾轉千裏運來的蒸餾塔👨🏿‍🍳、蒸發器等設備,建成當時國內唯一的化工實驗室👩🏼‍🦲。抗戰勝利後,他來到上海,任江蘇藥水廠工程師。19489月,任交通大學教授、化學系和化工系主任,並兼任大同大學👩🏽‍🦳、紡織學院教授及東海硝酸纖維廠經理🎪。當時交通大學校園裏堆放著不少戰前購買的及日本人丟下的儀器設備👖。有人估計安裝這些設備至少需10萬美金🍊。蘇元復憑著多年來的實踐經驗🥵,帶領一位助教和一位技工💆🏻‍♀️🫅,很快利用這些設備建成起了頗具規模的化工實驗室👆🏿。上海解放前夕🏋️‍♀️,他發動並帶領交通大學化學👵🏼、化工兩系師生,疏散、轉移、保存了大量儀器設備,免遭損失。

中華人民共和國成立後,蘇元復繼續在交通大學教授,積極投入恢復經濟建設的洪流,並把以往所擁有的股票全部上交給國家。19503月🫱,他受人民政府派遣↙️🙏🏻,赴東北考察,就東北的化工教育和化學工業的發展向中央獻計獻策。他還利用自己的影響👱🏿,動員一大批師生支援東北建設。1952年籌建華東化工學院,蘇元復是負責人之一。他歷任學院教授、副教務長、副院長🚔、化學工程研究所所長和顧問🟥,長期主管學院的科學研究及實驗室建設🔨,在國內首創化學工程專業及其研究機構。從1956年起,蘇元復曾3次參與製訂全國科學技術遠景規劃,先後被選為第三屆全國人民代表大會代表,第五、第六屆全國政協委員🚚。他從1979年起任中國化工學會副理事長🧜🏽、常務理事♌️,198011月被選為中國科學院化學部學部委員,1984年當選為國際溶劑萃取化學與技術委員會(The International Committee for Solvent Extraction Chemistry and Technology)委員☄️🆙。1985年起👷🏻,又擔任國家教育委員會世界銀行貸款中國地方大學發展項目中國專家審查委員會組長🫴。

1991530🐘,蘇元復不顧年事已高🥓,抱病赴哈爾濱和北京等地,主持國家教委世界銀行貸款中外專家評估會議達半月之久。因勞累過度,回滬後突發心肌梗死🤾🏻‍♀️,不幸於617下午330分與世長辭👩🏼‍🦰。發病之際,還惦念著624將赴北京參加中國科學院學部委員會議。蘇元復為中國化工教育和科學事業的發展🤘🏽🥙,奮鬥到生命的最後一息❤️‍🔥🙇‍♂️。

 

二🍙、主要研究領域和學術成就

1. 開發礦物資源的綜合利用

蘇元復在從事教學工作的同時🌆,長期不懈地開展科學研究,而且他的科學活動始終與國計民生休戚相關。早在50年代後期♝📢,石油及化學工業逐漸成為世界經濟中的支柱產業🙅🏿,人類社會生活需求不斷提高🟥,對化工的依賴日益增加💇🏽‍♀️,石油工業的發展速度幾乎超過世界經濟增長速度,造成資源、能源的大量浪費和環境惡化。他縱觀世界化學工業發展的趨勢🛀🏻,結合國情,認為我國的化工開發研究應特別註意資源綜合利用、能源節省和環境保護✍🏽,體現了科學家的遠見卓識。由此先後領導開發了獨居石、硼鎂礦🤳、磷礦、鎢礦等的綜合利用新工藝。

獨居石是稀土金屬🧿、釷、鈾的正磷酸鹽,是提取釷和其他一些稀土金屬的主要礦物。原有的工業加工方法是🈹:先用硫酸分解獨居石,再經多次化學沉澱及離子交換,分離稀土金屬及鈾、釷🫸🏼。此工藝復雜繁瑣,且所得產品純度不高。蘇元復🧑‍🦽‍➡️、陳毓琛等深入研究了鈾🤾🏻‍♂️♒️、釷的化學萃取工藝技術,提出的新流程為:用堿分解獨居石🧑🏽‍🏭,分離出磷酸三鈉副產品,所得的金屬氫氧化物用硝酸溶解🫲🏻,以磷酸三丁酯萃取出鈾、釷,然後再進行稀土元素的分離🧑🏻‍🤝‍🧑🏻。新工藝既可使後部工序免受放射性汙染🎈,又回收了磷,並消除了化學沉澱法產生的大量廢水廢渣👨🏼‍🎤。他還率先將脈沖萃取塔引入上述流程。這項研究開創了分離鈾、釷、稀土元素的新途徑⛺️,為我國核能工業的發展作出了貢獻🧕🏻👩‍🦽‍➡️。1960年代初,上海躍龍化工廠依據該成果建成了鈾、釷車間。

硼是民用和國防工業的重要物資。中國學者自力更生發明了從纖維硼鎂礦製取硼砂的碳堿法😘🤹🏻‍♂️,不過須用硫酸分解才能製得硼酸。這一流程曾在生產中起過重要作用。但它的能耗大🫨,收率低,消耗純堿和燒堿🦘,又產生大量的含鎂汙泥🦵🏼。由於此法的生產成本太高👩🏻‍🦯‍➡️,產品不僅難以滿足國內需求🏊‍♀️,在國際市場上更缺乏競爭力👛。為克服碳堿法的缺點,蘇元復、尤大鉞等研究開發了新流程:先用鹽酸分解硼鎂礦,利用氯化鎂的鹽析作用📣,促使硼酸有效地被溶劑萃取,然後用水或氫氧化鈉溶液反萃取,相應製得硼酸或硼砂🧑🏼‍🔬。萃余液中的氯化鎂🌾⚫️,經除鈣、脫水、煆燒👨🏽‍🦳,製得氧化鎂和鹽酸。鹽酸再用於礦石分解🧑🏽‍⚖️,氧化鎂可作耐火材料🧀。為開發氯化鎂的多種用途💁🏻‍♀️,他約請孫承緒等無機材料專家⌚️,研究鎂質膠凝材料㊗️👂,於1980年代初由營口苦土廠製成能裝載10噸的含鎂膠凝材料集裝箱🦸🏻‍♂️。又過了8年🙆🏼,中國其他學者才研究出用同類材料取代煤礦坑木。

我國人口眾多,可耕地日益減少🎷,必須發展化學肥料♞,才能提高農作物產量🧛🏿‍♀️。然而,我國耕地施用的化肥👨‍👦‍👦⬛️,氮、磷、鉀比例嚴重失調🤏🏽,需要大力發展磷🐽✤、鉀肥。蘇元復結合國情,提出了因地製宜、多樣並舉的路線,采用硫酸🕵🏻、鹽酸或硝酸分解磷礦,進而用萃取法提取磷酸及製取磷酸鹽👩🏻‍🏫🤽🏼‍♂️。新工藝巧妙“借”用製造硝酸銨或硝酸鉀的硝酸來分解磷礦🫢,用萃取法提取磷酸;留在萃余液中的硝酸鈣⚄,加入碳酸銨或硫酸鉀進行復分解,仍可得到硝酸銨或硝酸鉀🅾️🦫。他還以氯化鉀代替氫氧化鉀🍿,用萃取法促成與磷酸的復分解反應🍕,製取潔白的磷酸二氫鉀產品,其中磷酸二氫鉀含量大於98%,氯化物含量小於1%🤽🏼‍♀️,純度可與美國用電爐法磷酸製成的相媲美🤞🏽。他還以青海湖的光鹵石為原料💉,采用液—液—固復分解反應,製成高效磷鉀復合肥料。這些研究成果為我國復合肥料工業及磷、鉀資源的合理利用🌜👽,開辟了廣闊的遠景。

鎢是一種非常重要的金屬。我國鎢礦儲量居世界之首,但鎢的提取和加工技術落後,以致每年廉價輸出大量鎢精礦,同時又高價進口鎢製品,造成巨大經濟損失。開發先進的鎢提取工藝已刻不容緩🧑‍🦲。傳統的提鎢工藝🫴🏽👩🏽‍✈️,不論酸法或堿法,都須先轉換成鎢酸鈉溶液,經反復分解、沉澱,除去鉬、磷👱🏿‍♂️、矽、砷等雜質,再經人造白鎢沉澱、酸解🏂🏽、氨溶🙇🏻🤸🏽‍♂️,最後結晶得到仲鎢酸銨📆。此工藝流程長,設備復雜,廢渣、廢水汙染嚴重,不僅消耗大量化學藥品和能量,且鎢的回收率低🧸。1960年代,美國用胺類萃取劑實現了鎢的工業提取,但仍存在萃取劑毒性大,操作中易出現第三相等缺點。蘇元復、宣葆元、尤大鉞等通過反復研究,發現價廉、低毒的石油亞碸能在弱酸性溶液中很好地萃取鎢🧔🏻‍♂️。將石油亞碸預先負載鹽酸,然後與含鎢水溶液接觸,可有效地萃取鎢而不產生沉澱。他們為實現鎢與矽、磷等雜質的分離,提出了兩步萃取法🧎‍♀️。第一步,先用石油亞碸萃取以雜多酸結合的鎢和少量的矽🤷🏼、磷👨‍👧‍👧;第二步🟥,在堿性條件下破壞雜多酸🌕🧓🏽,再用季銨鹽萃取回收鎢🧛🏼。蘇元復等還開發了含石油亞碸的混合萃取劑🔃,有效地進行鎢與鉬分離。

蘇元復在潛心研究中國諸多礦產資源合理利用的基礎上👵🏿,1985年🪃,對雲南省的礦業發展戰略🥩,特別是磷礦的綜合利用,提出了四條頗有見地的科學建議:(1)雲南不宜建成黃磷為主體的磷化工基地。電爐製黃磷🫃🏻,再生產磷酸鹽,作為肥料、洗滌劑等,能耗極高👴🏿,無經濟效益,且雲南缺乏電爐法製磷所需的焦炭。(2)磷礦的長遠計劃,重點在於選礦,從磷礦製成良好的磷鉀復合肥料,應作為重點。(3)對於儲量較大的褐煤,一是氣化為煤氣,一是製成甲醇,代替汽油及柴油。(4)城市須保持環境優美清潔🐷,一不爭取人口集中📌,二不爭取工業集中,昆明是尚未汙染的春城🔴📐,得天獨厚🐥,不宜成為重工業的中心。1988年,又給國務委員方毅寫信,對外資壟斷我國的稀土產品深為憂慮🤹,認為中國完全有能力自力更生開發稀土資源,與國際先進相比😇,絕無遜色🚶🏻‍♂️。這些都體現出他熱愛祖國的赤子之心。

2. 發明用萃取法提取麻黃素與檸檬酸

蘇元復隨時隨地汲取多方面的知識豐富自己👐🏽,兼收並蓄,因而善於解決從表面看來相去甚遠的各種課題。他不僅開發了多種礦物綜合利用的新工藝,還發明了用萃取法從麻黃草中提取麻黃素,從發酵液中分離檸檬酸的新方法👨🏽‍🎤。

中國西北及內蒙古一帶出產的麻黃草,是提取藥用麻黃素的原料🗾。1958年以前🧑‍⚕️,工廠將碾壓後的麻黃草用熱水浸漬➾,浸漬液經熬煮成膏,加石灰堿化,使麻黃堿遊離,用水蒸汽蒸餾法蒸出,用草酸中和🎆,再經蒸發、結晶,分離得到麻黃素草酸鹽晶體🍇。然後將晶體溶於水,用氯化鈣置換👨🏿‍⚕️,經除鐵、脫色,才能得到合格的麻黃素😮‍💨🏒。這種生產流程的工序及設備繁雜、能耗極大、且收率低、成本高😪。蘇元復、汪鞏等發明的新工藝,只需在麻黃草浸漬液中加燒堿以遊離麻黃堿🎩🤳🏽,用甲苯或二甲苯為溶劑萃取,負載了麻黃素的甲苯♦️,用草酸或鹽酸的水溶液反萃取🫶🏼,所得濃溶液經脫色👨🏽‍⚖️、結晶🔇、分離、即得合格產品。此法發明後,立即為大同製藥廠和赤峰製藥廠采用⛹🏽,並推廣到新疆一帶。目前全國的麻黃素生產企業,已經全部采用萃取法🦹🏽‍♀️。這一發明徹底改變了我國麻黃素生產的落後面貌🙅🏼‍♀️,大大降低了成本🦉,提高了產品在國際市場上的競爭能力,產生了極大的經濟效益和社會效益💆🏻‍♀️。1980年代初💂🏿‍♀️,蘇元復👨‍👩‍👦‍👦、倪信娣等運用轉盤萃取塔提取麻黃素的研究成果👨‍🎤,改進了麻黃素萃取所用的設備,使流程更臻完善。該成果1985年獲國家科學技術進步三等獎。

傳統的檸檬酸工業生產用鈣鹽法。過濾後的發酵液先用碳酸鈣沉澱出檸檬酸鈣,洗滌後用硫酸分解,濾去硫酸鈣🧑🏽‍🚒,得到檸檬酸溶液,然後濃縮結晶,製成產品👰‍♀️。在1980年的國際溶劑萃取會議上,瑞典學者提出了用萃取法提取檸檬酸,但遇到了操作乳化、回收率低等困難🚬,未能實現工業應用。蘇元復、李道純等通過研究發現👨🏽‍🚒,發酵濾液中存在的表面活性物質影響表面張力,從而易造成操作乳化。他們對發酵濾液作了有效處理,用活性炭吸附除去發酵濾液中的雜質,並用磷氧鍵類萃取劑代替胺類萃取劑,解決了操作乳化👨🏼‍🎨、回收率低等難題,實現了萃取法提取檸檬酸的工業化。此法省去硫酸和碳酸鈣,不需兩次沉澱👩🏿‍⚕️、過濾及熱水洗滌等工序,免除了硫酸鈣淤泥對環境的汙染,便於生產的連續化與自動化。萃取法的開發成功🚣🏿‍♂️,受到檸檬酸行業極大關註。此項發明獲得了美💨、德⚓️、英專利權👩🏿‍🦱,1986年獲國家教委科學技術進步二等獎👩🏻‍⚕️,1987年在薩格勒布國際博覽會上榮獲金獎🔡。

3. 研究液滴傳質與改進轉盤塔

蘇元復在研究利用萃取過程開發新工藝的同時,開展了對萃取的傳質機理和工業設備的研究👩🏻‍🚀。

萃取是液液兩相間的傳質操作,傳質速率決定於液液兩相的接觸面積、傳質系數和有效推動力。在工業設備中進行萃取時,通常將一液相以滴狀分散於另一液相中進行溶質的相間傳遞。液滴群在設備中的行為極其復雜🙅🏿。傳質研究常從單液滴入手。1963年,蘇元復和盧鴻業🤞🏻🥽、毛之侯等用4種體系測定了有機液滴在水中自由沉降時的溶質傳遞速率👷🏻‍♂️❤️‍🔥,以大量實驗數據檢驗了A∙E∙漢德勞斯(Handlos)🙇‍♀️、R∙M∙格裏菲思(Griffith)和G∙托森(Thorsen)等人的關聯式,建立了純液滴和汙染液滴的傳質模型🧍‍♀️,指出水相中含少量雜質或添加表面活性劑時,滴外傳質系數可用Sh=A+BRe1/2Sc1/3關聯,式中AB隨雜質的性質而定👩🏼‍🦲。為了考察液滴傳質時可能出現的異常情況👏🏼,他又領導研究了界面湍動現象及其對液滴傳質速率的影響。他和陳同芸等選用32種體系,用光紋技術觀察和拍攝了懸垂於靜止液體中的液滴界面現象,對前人關於二元系統在溶質傳遞時有無界面湍動這個問題作了明確答復📂✧,即有不少醚類—水及其他二元系統都有強烈的界面湍動。

1980年代💧,蘇元復將傳質的理論研究擴展到萃取塔。萃取塔中的液滴群,具有一定的直徑分布,不同大小的液滴運動速度不一致,引起前混和返混💅🏿🩶。前人考察了由直徑分布所引起的速度分布🤣,認為液滴的返混可以忽略,提出萃取塔傳質的前混模型。1983年,蘇元復、章壽華等經研究指出,液滴的返混不能忽略🧵,首次提出了在轉盤萃取塔中既考慮液滴的前混,又考慮返混的復合模型🙋🏽‍♀️。在這之前,他們還發現轉盤萃取塔的操作轉速存在一過渡區域😩,並提出了該區域液滴特征速度的計算式🦈,修正了沿用20余年的僅有一臨界轉速的概念。在這些研究的基礎上,蘇元復對轉盤塔進行改進,采用加絲網👩🏼‍⚕️,在轉盤下加葉片等措施♥︎,開發出兩種新型的高效萃取塔。蘇元復的這些研究成果,被國內外同行學者廣為引用🧒🏽,並被編入有關專著,其中液滴界面湍動現象的圖片🥺,載入了《中國大百科全書·化工》卷(1987年第一版🚡,插圖第15頁)。轉盤塔研究項目於1981年獲石油部優秀科技二等獎。

4. 開拓用萃取促進化學反應的新領域

在半個多世紀的科研耕耘中💁🏽‍♀️,蘇元復不僅在運用萃取分離開發高效節能新工藝方面作出貢獻,而且對萃取過程的組合應用也做了許多開拓性的工作。他提出用萃取促進化學反應,擴大了液液復分解🧔🏽‍♂️、液液固復分解反應的應用範圍🍶,由此開發出磷鉀復合肥料、有機胺製堿等新工藝。他提出的浸取—萃取聯合法🎻,更是用萃取促進化學反應🚥、集化學反應與化工分離於一體的範例。此外🚞,他還探索了有機酸的萃取發酵和萃淋樹脂的應用。

化學的基礎理論指出:在一般情況下復分解反應得以進行的條件是反應產物之一必須是氣體🧛🏿‍♀️、水或不溶性固體👩🏿‍🎓。因此,氯化鉀和磷酸在水溶液中生成磷酸鹽的復分解反應:

KCl + H3PO4 → KH2PO4 + HCl

是難以實現的🕳。為了促成該反應🧖🏿👩🏿‍🔬,有人提出用高溫蒸出氯化氫,但困難重重💂🏽,不易付諸實施♖。蘇元復👌🏻👩🏻‍⚕️、周建中等應用萃取技術✯,按液液非均相復分解方式進行反應,製得了磷酸二氫鉀🧑🏻。他們首先將萃取劑與磷酸結合,生成H3PO4✊🏻。然後使它與氯化鉀水溶液接觸💽,進行液液非均相復分解反應↖️,就能生成磷酸二氫鉀。

KCl + H3PO4→ KH2PO4 + HCl

反應生成負載鹽酸的萃取劑🥷,可用氨水再生,並副產氯化銨。這一反應的實施😭💮,與傳統的中和法相比,生產成本大幅度下降。

蘇元復👩🏿‍🌾、施亞鈞等還提出了以甲酸鈉和二氧化碳為原料,采用氣液液復分解法聯產甲酸和碳酸氫鈉的新流程。他們利用叔胺對甲酸的選擇萃取特性🤰,促成碳酸與甲酸鈉反應。反應生成的碳酸氫鈉在水相中析出🤾‍♀️,用過濾法分離;負載於叔胺的甲酸,經氣提分離出來🤮。這一新工藝的開發🍋,為製堿工業開辟了新路。

浸取常是礦物化學加工的第一步🥑,但由於種種物理和化學的原因🙍🏼‍♀️🐁,使礦物的浸取速率顯著下降🙍🏽‍♀️。例如用鹽酸浸取白鎢礦時👩🏽‍💼,由於分解產物鎢酸在礦粒表面形成致密膜,致使浸取過程十分緩慢🙎🏽‍♀️。蘇元復根據幾十年科學實踐的經驗⚄,提出了浸取—萃取聯合法🏌🏿🕸:在同一個設備中😖,同時進行浸取及萃取,浸出的溶質立即被有機溶劑所萃取⚡️,從而避免了分解產物的析出,又促進了浸取速率。這種復合過程被蘇元復命名為“LEACHEX過程”。蘇元復🙋🏽✍🏿、唐嵩千等運用該法對白鎢礦🤽🏻‍♂️、磷礦、硼鎂礦、廢釩催化劑等的分解9️⃣、回收🙊,進行了深入的實驗研究🤸🏽,很有希望應用於工業生產。為配合浸取—萃取聯合法,他還將傳統的轉盤塔改造成開式渦輪轉盤塔🈺👨‍👨‍👦,並發明恒界面臥式反應萃取器等適用於液—液—固三相體系。此外,又首創了垂直管道反應器用於浸取操作𓀎👉🏼。

蘇元復對液液萃取過程理論和設備研究領域作出了突出貢獻,在他去世兩年之後🐦‍⬛,其研究成果“溶劑萃取理論及應用研究” 仍於1993年獲國家教委科學技術進步一等獎。

5. 獻身化工教育,編譯出版多部中文化工書籍

1933年赴南開大學起,蘇元復先後在浙江大學👐🏼、交通大學等多所大學任教,獻身化工教育近60載👗,“高才可仰春風化雨桃李播天下🥷🏽,鴻猷夙著求索探奧文籍流百世”。

1952年院系調整,籌建華東化工學院,蘇元復是負責人之一🫸,擔任工程基建委員會副主任🥣,負責教學樓和實驗室的建設🦑💅🏼。他利用多年從事化工教學積累的經驗🚴🏽‍♂️,汲取借鑒世界上化工院校的先進設施,彈精竭慮☝🏽,親自審核圖紙,和同事一起🏍,開始了極其艱苦的創業工作🏄🏽。學校的實驗室得到蘇聯專家組的表彰🙅🏽。當年從交通大學化工實驗室搬遷來的兩座實驗精餾塔,由於安裝布局合理,頗具前瞻性,雖歷經半個多世紀,至今仍在沐鸣平台化工原理實驗中心供教學使用🧑‍💻。蘇元復歷任學院教授、副教務長、副院長和顧問🏌🏻‍♂️,長期主管學院的科學研究及實驗室建設,為學院的建立、建設和發展作出了重要貢獻🧑🏻‍💼。

早在1927年,中國已開始創辦化工科系(浙江大學)↔️。但那時🧢,每一種化學工業的工藝🙏🏻,均被視為一門特殊的知識,化學工程學科以學習各種化學工業的工藝學及“化工單元操作”為基礎🧛🏿‍♀️。二次世界大戰後,化學工程進入飛躍時期,20世紀中期,化學工程學科進入了“熱量傳遞、質量傳遞、動量傳遞”和“反應工程”為中心的“三傳一反”階段。化學工程發展為研究物質及其能量或物理狀態變化過程的工程技術學科🛀🏼,並與其他工程技術學科相結合而形成新的分支👨‍👦,如與生物工藝學相結合而形成生物化學工程💂🏿、與高分子材料工程與醫學相結合形成醫學化學工程等。50年代初期按蘇聯模式,以化學工藝門類劃分的專業已不能適應學科的發展及滿足國家經濟建設對人材的需求。1957年,在蘇元復與琚定一等的積極倡導下,在國內率先創建了化學工程學專業✋,並從當時化工機械等專業抽調學生轉入本專業學習。結合各種特色人材的培養需要,除了傳統的基礎課和技術基礎課之外,還開設了緊跟學科發展的反應工程、分離工程👩🏽‍🦰、系統工程等專業課程及大量選修課🤞。為日後從事科學研究、工程開發、技術設計和生產管理工作打下了寬厚堅實的基礎。60年代初第一批學生畢業時,受到化工及相關部門的熱烈歡迎🛌。鑒於化學工程已成為高技術領域和尖端工業🎫、新興邊緣學科的重要技術支柱👨🏿‍🦳,60年代初,蘇元復又率先領導組建了化學工程研究機構,確立了化工流體力學、化工熱力學🥲、化學反應工程、傳質與分離工程等研究方向。日後,逐漸發展為實力雄厚的化學工程研究所、聯合化學反應工程研究所。蘇元復長期兼任化學工程研究所所長,至90年代初,就領導取得了獲國家科技進步二等獎的“BV-鉀堿液從氣體混合物中分離二氧化碳”等30余項研究成果。

蘇元復長期致力於化工教學🧝🏼,對中文教材的建設傾註了極大精力。早在1935年🥨🧖‍♂️,他就與張克忠合編了《無機工業化學》🙇🏼。

中華人民共和國建立後,國家急需培養建設人才🙅🏻。蘇元復深深感到,化工原理這門重要課程,沒有中文教材,無論對學校的教學或對工廠技術人員的進修,都是一個亟待填補的空白🧍🏻‍♀️,立誌要改變過去大學中大量采用外國教材的狀況。1951年,他和張震旦😺、王承明合作編譯了《化工原理》(上、下冊)⚇。該書在英文教科書的基礎上,吸收充實當時化工科技的最新成果;闡明各種化工單元操作所依據的流體力學、傳熱學和物理化學原理;介紹過程和設備的計算方法。這是我國編譯的第一部中文的化學工程教科書🪑。書成之後,全國各大學有關專業普遍采用,緊接著就第二次印刷♗。在編譯過程中,蘇元復等擬定了許多化工術語,其中如“壓頭”🙆🏿、“流化”、“溝流”、“騰湧”等詞,為學術界所公認,一直沿用至今。

1954年,蘇元復與琚定一在兼任教授沈濟川幫助下合編的《化工算圖集》(第一🌘、二🩴、三集)問世。全書匯集了散見於歷年文獻及工程手冊中的化工算圖260多種,詳加註釋,按圖舉例說明🧏🏽‍♂️,給化學工程技術人員和化工院校的教師🏌🏽💬、高年級學生😫,帶來了極大方便。至1980年代😵,該書曾3次再版,5次重印。

為培養我國自己的製堿專業人才,蘇元復和李世瑨最早將侯德榜用英文寫成的專著《製堿》(Manufacture of Soda)一書🤹‍♂️,譯成中文,作為大學教材。1979年🪖,他又審定了全國統編教材《化學工程》一、二冊📗。這些著作對中國化學工程師的培養和訓練🏌🏿‍♂️,進而促進化學工業的發展產生了深遠影響。

蘇元復熱心於國內外的學術交流,1958年被聘為《辭海》編委兼分科主編🦣👳🏼,1979年至1987年任《化工學報》編委會主任。他還是《化學工程手冊》編委會副主任、《中國大百科全書》化工編委會副主任兼分支主編🌂。他多次赴美、英♥️、德、比利時💁🏻‍♂️、加拿大🙍🏻‍♂️、瑞士、奧地利、蘇聯👨🏼‍🍼👩🏽‍🏭、日本等國🪖,出席國際學術會議和講學,1982年至1987年任國際《濕法冶金》(Hydrometallurgy)雜誌編委✬。

半個多世紀以來,蘇元復不僅自己在科學上作出了卓越貢獻,而且培養了數以千計的化工高級人材。他從1956年起招收研究生,1980年起招收博士研究生🫏,一生共培養出19名工學博士🐲、35名工學碩士👨🏻。他一生勤奮、誨人不倦🤼‍♂️,其治學🙏🏼、科研態度之嚴謹近於苛刻🧑‍🌾,尤其是即將發表的論文更是逐句修改💵、逐個數據核實👆🏻。他有幾句學生們盡人皆知的格言☀️:“Keep everybody busy”,“學而不思則罔🚾,思而不學則殆”🙅🏽,學而不思🚣🏻,“流於書蠹🏃‍♀️,豈不罔哉,祗思少學,是無根之木🐦‍🔥,無源之水,就將枯竭”👼🏿。他學貫中西,尤其對書法有很高的造詣🔏。他強調知行合一,理論聯系實踐,直到80高齡𓀅,還幾乎每天去實驗室指導研究生實驗🏊🏻。他一生發表學術論文百余篇,取得國內外專利7項,為後人留下了寶貴的物質和精神財富🚃。他的研究成果和學術思想,尤其是礦物資源綜合利用👨‍👦、浸取—萃取聯合法等對我國現代化學工程學的發展有重要指導意義➝。他用汗水、心血和智慧為化工事業作出的貢獻舉世公認。他的一生業績已由歐美同學會、中國引進報社編入《誌在振興中華(續集)》專輯💂🏽👩🏻,還被載入《中國現代科學家傳記》、《中國科學技術專家傳略》之中。

 

三、蘇元復主要論著

Ke – Chung Chang, Yuan – Fu Su. 1935. The Apparent Rates of Oxidation of Massicot and Litharge. The Journal of Chinese Chemical Society, 3(1): 86 – 94.

張克忠👴🏼,蘇元復.1935.無機工業化學.上海🧑🏽‍⚕️:商務印書館.

蘇元復,張震旦✫,王承明.1951.化工原理(上、下冊).上海:龍門聯合書局.

蘇元復🚵🏼,琚定一.1954.化工算圖集(一、二、三集).上海🕋:新亞書局.

蘇元復,汪鞏,方懿行,等.1958.溶劑萃取法從麻黃草浸漬液提取麻黃.化工學報,(1): 24 – 50.

華棟畫(蘇元復,陳毓琛,魏維誠).1960.溶劑萃取法從獨居石砂提取鈾和釷.原子能科學技術,(7): 389 – 401.

蘇元復,盧鴻業,毛之侯,等.1965.滴外傳質系數的研究.化工學報,(4): 221 – 236.

Su Yuanfu, Yu Dayue, Chen Shouding. 1980. Process Development of Boron Recovery from Ascharite. ISEC ' 80: Ses 7.

蘇元復.1982.液液萃取技術在革新工業過程中的應用實例及嘗試.化工進展,(2): 23 – 32.

Jiang Yuming, Li Daochen, Su Yuanfu. 1983. Study on Extraction of Citric Acid. ISEC ' 83: 517518.

Dai G. S., Xuan B. Y., Su Y. F. 1984. Separation of Tungsten and Molybdenum in Dilute Hydrochloric Acid Solution by Extraction with Sulfoxides. Hydrometallurgy , 13(2) : 137153.

Zhang Shouhua, Yu Shaicheng, Zhou Yongchuan, Su Yuanfu. 1985. A Model for Liquid - Liquid

Extraction Column Performance. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 63 ( 2 ) : 212226.

Zhou J. Z., Su Y. F. 1987. Liquid-Liquid Double Decomposition for the Production of KH2PO4. Li N. N., Strathmann H. Separation Technology: 306317.

胡亮,蘇元復,施亞鈞.1989. 1990. 氣液液復分解法聯產甲酸和碳酸氫鈉的機理🥵,👩🏻‍🚀🦤、Ⅱ. 化工學報🍏,40(2): 168 – 175; 41(5): 579 – 524.

Zhang S. H., Wang Z. M., Su Y. F. 1990. Mass Transfer and Interfacial Turbulence in a Laminar Film. TransChem. E, 68A: 8492.

Gao Haoqi, Su Yuanfu. 1991. Kinetics of the Decomposition of Scheelite Concentrate by

LEACHEX Process. J Chem Ind & Eng (China), Eng ed , 6 (1 ): 7079.

 

【主要參考文獻】

陳曉祥.1991.蘇元復.中國現代科學家傳記🏮,第一集.北京:科學出版社🤽🏿‍♀️:759766.

沈雲漢,陳曉祥. 2000.為科技奮鬥終生-記化工專家蘇元復教授.嘉興驕子🧎🏻‍♀️‍➡️,下冊.北京:當代中國出版社✮:223231.

 
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