第二节 海水化学资源
海水中蕴藏着巨大的化学资源。地球上发现的100多种化学元素,已有80%以上在海水中找到。从海水中提取化学物质,将是人类的巨大财富。目前,开发利用海水资源已经达到工业规模的有:海盐、淡水和其它一些海水化学元素的提取。
一、海盐
盐不仅是人类生活必需品,而且是化学工业的基本原料之一,在工业各部门及农牧渔业上都有广泛需求,制盐业在国民经济中具有重要地位。海盐是我国盐业生产的重点,我国在五千年以前(仰韶时期)就已从海水中生产食盐。
盐场的分布与水文、气象、地形以及交通和社会经济等条件有关。海盐以海水为原料,因此海水盐度高低对海盐生产关系极大。我国各海区沿岸、受外洋高盐海流和低盐沿岸流的制约,盐度的地理分布十分复杂,但除少数地区外,一般盐度都在30‰左右,能够满足海盐生产的要求。
从辽东半华岛到海南岛,我国沿海12个省、市、自治区都有盐场分布。
辽宁盐区,又称东北盐区。主要分布在辽东半岛老铁山至山海关一带,以普兰店、复州湾、盖平、营口等地盐场最重要。本区气候较为干燥,每年雨季到来之前的4、5、6月和雨季过后的9、10、11月是蒸发旺盛、最适宜晒制海盐的季节。本区海盐品质好,含氯化钠95%以上。
长芦盐区,北起山海关,南到黄骅县,是渤海西岸天津、河北境内许多盐场的总称,也是我国最大的产盐区。该区濒临渤海湾,海岸线平直,盐场便于引纳海水。一年中晴天远多于雨天。蒸发力强,适宜制盐。其中塘沽、汉沽、大清河和黄骅县等几个盐场,质量、产量俱佳。
山东盐区,分布于莱州湾一带,地势平坦宽广,土质粘重,制盐过程中卤水不易漏失。晴天多,蒸发强,具有良好的晒盐条件,是一个历史悠久的产盐区。
淮北盐区,分布于江苏北部,连云港附近沿海地区。
以上为我国著名的四大盐区。长江以南的东南沿海地带,多为基岩海岸,雨日多,降水量多,盐田规模较小。海南岛西南沿海的莺歌海盐场,规模较大,是南方最大的盐场。台湾省最大的盐场为布袋盐场。目前我国沿海盐田面积约33.7万公顷。海盐因产量大,耗能少;成本低,靠近产品加工地,运输距离短,已成为我国盐业生产的重点。海水除食盐以外,还有很多化学元素。制盐后废弃的母液(苦卤)中,含有硼、钾、溴、碘、镁、钡、锂、锶等多种元素,可利用来生产氯化钾、溴、碘、硼砂、无水芒硝等产品,既提高了资源的综合利用程度,又可收到环境保护的效果。此外还可利用盐田发展渔、牧、农业及其加工产品,提高海盐资源的综合利用程度。
二、海水其它化学元素的提取
海水中溶存着80多种元素,其中不少元素可以提取利用,具有重要的开发价值。据计算,每立方千米海水中含有3750万吨固体物质,其中除了氯化钠约3000万吨外,镁约450万吨,钾、溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。若把这一立方千米海水中的物质提炼出来,其价值约等于10亿美元。目前海水提溴和提镁在国外已形成产业。海水提钾、碘、铀、重水等尚处于研究阶段。我国对海水化学元素的提取都有一些研究,可以列为未来的产业来发展。
(一)海水提镁
镁在海水中含量很高,浓度为1300ppm左右,仅次于氯和钠,居第三位。陆地上高纯度的镁矿是稀少的,缺乏陆地镁矿的国家,直接从海水中生产金属镁和各种镁盐。世界镁的年产量约60%是从海水中得来的。
海水中的镁主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。海盐产量高的国家多利用制盐的苦卤生产各种镁化物。镁在航空、航天、冶金、轻工、农业等领域都有广泛的用途,国外利用海水提镁已有50年的历史。我国从七十年代起进行海水提镁的技术研究,由于资金和技术等原因,尚未达到实用化阶段。如能引进国外的成熟技术,估计可以很快建立我国自己的海水提镁工业。
(二)海水提溴
海水中溴的浓度较高,平均为67ppm,地球上99%以上的溴都贮存在海水里,故溴被称为“海洋元素”。
溴是一种赤褐色液体,在医疗和药品生产上应用广泛。工业上溴大量用作燃料的抗爆剂,既可降低汽油的消耗,又可防止汽油的爆炸。同时在橡胶工业、感光材料生产和精炼石油等方面也得到应用。在农业方面,溴主要用来制做熏蒸剂和杀虫剂等。
溴主要以溴化镁、溴化钠等形式存在于海水中,可借助于制盐的卤水提溴,也可以从海水中直接提溴。目前世界年产溴约36万吨。我国溴的年产量约4000吨,仅能满足需要量的50%左右,原料主要来源于制盐工业的副产物。据预测,2000年国内年需溴2—3万吨,因此需要一方面改进卤水提溴的工艺技术,提高回收率;另一方面开展海水直接提溴的研究,尽快找到适用的成熟技术,期望“儿五”期间达到工业生产规模。