火药作为“中国四大发明”之一，以其巨大的杀伤力和恐怖威力，在古代军事和现代工业中发挥了重要作用，有力地推进了世界历史进程。硫磺是火药的主要成分，含有一种叫做硫磺的化学元素。这种元素是世界各地的人们在日常生活和生产中发现的。它的发现和应用跨越了几千年...

中国:从药材到火药

在封闭、自守、腐朽的明末清初，一位名叫宋的伟大科学家从江西奉新县出来。他早年追求名利，但未能考中进士。进入40多岁后，他迷上了科学，全面收集了传统农业和手工业技术，并编写了《天工开物》，被称为“中国17世纪工艺百科全书”。

《天工吴凯》复印件。(来自互联网)

在长期的图书编辑过程中，宋对火药产生了浓厚的兴趣。通过实验，他不仅观察到火药爆炸时产生的热量和能量相当于原始气体爆炸的2000倍，而且还清楚地表明火药主要由硝石、硫磺和黄木灰组成。并记录道:“所有的火药主要是硝石和硫磺，辅以草木灰...它的外表对人物来说也是假的，灵魂被驱散和惊吓，但精神却被粉碎了。(天宫吴凯和贾冰火药材料)

于是，宋致力于硫磺的研究。“古人先用硫磺作为药材，然后是炼金术和火药。看来有必要找出它的来源。”通过实地考察，他发现硫磺可以和黄铁矿一起燃烧。因此，他将这项技术记录在《天工开物》中。然而，他不知道书中记载的硫铁矿制硫技术比西方国家早200多年。

用作火药的硫磺最初是一种药材？宋听了的话一点也不难听。《神龙本草经》记载的46种矿物药材中，有一种叫“刘诗黄”。这个物体“能转化金、银、铜、铁和奇怪的东西”是硫的前身。

后来，炼金术士发现硫磺不能治疗疾病，并将其用作制造长生不老药的原料。现存最早的炼金术专著《周易参同契》记载了硫与汞发生化学反应生成硫化汞。

后来，炼金术士没有生产出酏剂，但是发生了许多事故，硫和其他物质混合爆炸，导致伤亡。就这样，最原始的黑色粉末被发明了。黑色粉末的制造促进了硫的提取和精制技术。人们用硫磺制造武器，如步枪和火枪，并在战争中使用它们。科学家对硫的研究越来越重视，这也是宋·在《天工开物》一书中写硫的原因。

11世纪的火药配方。(网络图)

然而，无论是医学、炼金术还是火药，中国对硫磺的研究仍停留在物理层面。对硫及其更大功能的化学研究是现代西方科学家的杰作。

西方:从漂白到命名

严格地说，西方人从“现代化学之父”拉瓦锡那里开始了他们对硫的化学研究。

1776年，当法国科学家拉瓦锡在做气体实验时，他燃烧了一种叫做“sur sur”(拉丁文，意思是“亮黄色”)的矿物，发现燃烧后的灰烬比原来的sur sur重。一方面，他认为surphur吸收了空气中的某种气体，所以它会更重。他需要找到这种气体。另一方面，他觉得surphur不是前人提到的化合物，而是一种简单的物质。

“这是什么元素？这个元素的特征是什么？古人接触过这种元素吗？……”组织元素周期表的拉瓦锡列出了一系列问题，并决心找到答案。

通过这些数据，他发现西方人已经和surphur联系了几千年。4000多年前，古埃及人用燃烧的材料来漂白布料。1700年前，古罗马博物学家老普林尼在《自然历史》中介绍说，燃烧冥纸产生的气味可以驱除恶灵和鬼魂。1000年前，西方科学家已经知道，每次火山爆发都会产生大量的硫磺，而意大利西西里火山爆发时产生的硫磺晶体纯净透明，并出口到英国、法国和其他国家。

硫晶体(网络图)

1763年，俄罗斯化学家罗蒙诺索夫在他的论文《论地层》中详细介绍了硫元素的相关情况:“不仅火山喷出的气体中有硫元素，而且在地下沸腾的矿泉和陆地下的通风口中也有大量硫元素...大量的SURP HUR燃烧成地球中心的重气体，在深坑中膨胀，推动地球上层，并使其上升。”

“surphur聚集在地核中，不仅能产生气体，随火山喷出，还能溶解在地下水中形成矿物质。这种黄色物质非常丰富，应该在元素周期表中占有一席之地。”在阅读了许多书籍和许多实验后，拉瓦锡在确认surphur不能再被分离后，决定给这个古老的元素命名。

这相对简单。拉瓦锡用英语单词“硫”来指代这种亮黄色元素，化学符号是S..几年后，当西学东渐的时候，清朝的科学家引入了元素周期表，并用“硫”这个词来表示这种非金属元素，这种元素一直沿用至今。

拉瓦锡正在做实验。(网络图)

化学工业显示了它的威力。

自从硫被确定为元素并被拉瓦锡命名以来，它就进入了现代化学的大门。随着科学家的深入研究，硫元素终于在现代化学工业中发挥了重要作用。

制硫酸是硫磺在工业上的第一个应用，并逐渐成为其主体。目前，世界上80%-85%的硫用于制造硫酸。科学家加热硫和硝酸钾的化学反应产生的硫酸浓度只有65%，不能完全满足工业生产的需要。1831年，英国食醋商人佩瑞格林·菲利普斯(Peregrine Phillips)开创了接触法，以低成本生产浓度为99%的硫酸。这条法律至今仍在使用。

硫在现代工业中的另一个突出用途是将其与橡胶结合生产一种新型硫化橡胶，从而彻底改变橡胶工业。1844年，经过多次试验和失败后，美国发明家盖耶德将硫磺与铅和天然橡胶共同加热，生产出一种不受温度影响的新型橡胶。这项被称为“硫化硫化工艺”的技术很快在法国获得专利。十年后，用这种技术生产的硫化橡胶产品参加了巴黎世博会，震惊世界。

此外，硫还是造纸、染料、精制汽油等工业生产和化肥等农业生产的必要原料。

各国相继发现了硫的重要用途，并致力于开发利用硫。1891年，德国人赫尔曼·弗莱施(H.Frasch)在美国提出了一种新的硫磺开采方法:向硫磺矿床中加入热水蒸汽以熔化硫磺；再次加热空气，将液态硫升至地面；液体硫磺干燥后可以用于生产。这项技术被称为“弗拉什采矿法”，它迅速提高了美国硫磺开发的效率。这条法律至今仍在使用。

Flasch采矿法示意图。(来自互联网)

虽然中国近代硫的化学研究一度停滞不前，但随着新中国的成立，政府越来越重视硫资源的开发利用。上世纪末，世界天然硫资源主要分布在美国、意大利等国家。自本世纪以来，中国已成为世界上最大的硫资源生产国。随着科学的不断发展，世界人民发现的这一古老元素必将在现代化建设中取得新的成就。

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[参考]

1.《中国硫资源的分布、开发和利用》，中国选矿技术网，2017年8月。

2.《元素的故事》，埃尼·查耶夫(前苏联)。