海水化學是研究海水的化學成分及其利用的學科。
基本介紹
- 中文名：海水化學
- 外文名： chemistry of sea water
- 研究方向：海水的化學成分及其利用
基本信息,海水化學資源,海水化學資源的提取技術,提溴技術,提鉀技術,提鎂技術,
基本信息
海水化學是研究海水的化學成分及其利用的學科。海水中的無機鹽大部分是食鹽，但有幾種物質的數量也相當可觀。例如，鎂的含量估計為2100萬億噸，碘為9300億噸，銅和錳都是 150億噸，金為 100億噸，鈾的含量比礦物中多1000多倍，約為50億噸。如果把海水中的無機鹽全部提取出來，重量將達到5×1012噸。
海水中的可溶性氣體主要來自空氣中的氮、氧和二氧化碳，在12℃和1大氣壓下，1千克海水中含氮11.1克、氧6.2克、二氧化碳0.3克，而來自腐爛動植物體的可溶性有機物質在海水中的含量則較低，1千克海水中約含2毫克。
海水中的可溶性氣體主要來自空氣中的氮、氧和二氧化碳，在12℃和1大氣壓下，1千克海水中含氮11.1克、氧6.2克、二氧化碳0.3克，而來自腐爛動植物體的可溶性有機物質在海水中的含量則較低，1千克海水中約含2毫克。
海水化學資源
1. 海鹽
我國海水製鹽業，雖然歷史悠久，但是在建國前發展緩慢，建國後，才取得長足的進步。目前我國11個沿海省、自治區、直轄市都有鹽田。我國鹽田面積由建國初期的970平方千米增加到1987年的3440平方千米，其中生產面積由820平方千米增加到3030平方千米。現有鹽田面積約為建國初期的3.5倍。1987年全國海鹽產量為1098萬噸，占全國原鹽產量的61%。我國目前海鹽產量約占世界海鹽產量的30%。海水曬鹽業生產受氣象影響波動很大，1979年時海鹽豐收年，產量1538萬噸，約占全國原鹽產量的78.8%，是建國初期海鹽年產量的4倍。
2. 溴
溴在海水中的含量很高，約為35毫克/升。據估計，海洋中溴的含量為100億噸。目前世界上溴的年產量不足40萬噸。我國溴的年產量僅占世界溴年產量的1/80。海水提溴主要沿用兩種方法，即空氣吹出發和水蒸氣蒸出單質溴方法。近些年來，我國還研究了一些新的海水提溴方法，如：樹脂吸附劑法、氣態膜法。目前我國的溴素的提取主要是從地下濃海水和苦鹵中進行。
3. 鉀
鉀是植物生長發育的必要元素。我國海水提鉀先後進行過10噸級氯化鉀和千噸級氯化鉀試驗，工藝路線和技術上可行，其吸附和洗脫等關鍵工序基本上達到預期效果，但是成本高，售價低，經濟效益不高。前些年，天津對天然沸石法提鉀工藝進行了改進，將原產氯化鉀改為生產硫酸鉀，成功的進行了擴試，並在此基礎上，與鹽場合作開發了上萬噸級的中試裝置，獲得了成功，現生產運轉正常，為大型海水提鉀工業化生產開闢了一條新路。
4. 鎂
我國鎂和鎂的化合物主要靠從陸地鎂礦中生產，只有少量氯化鎂從苦鹵中提取。從海水中直接提取鎂在我國曾有一些單位進行過研究試驗，並在沿海一些工廠進行過從海水中提取氯化鎂的試生產，效果良好。我國氯化鎂1983年的生產水平為22萬噸。
5. 鈾
我國海水提鈾研究，一度進展很快，成績顯著，曾經先於日本7年提得產品鈾，並在不少方面居世界先進水平。但在提鈾工藝和實用化研究方面，我國相對落後。目前，我國海水提鈾研究，由於缺乏資金等原因，基本上處於停止狀態。儘管如此，我國對吸鈾機理和對主控動力學研究等方面，仍居於世界前列，有些富集試驗的回收率可達到95%以上。
6. 鋰
海水中的2200億噸鋰，是寶貴的財富，我國應該重視這種資源的開發利用。
我國海水製鹽業，雖然歷史悠久，但是在建國前發展緩慢，建國後，才取得長足的進步。目前我國11個沿海省、自治區、直轄市都有鹽田。我國鹽田面積由建國初期的970平方千米增加到1987年的3440平方千米，其中生產面積由820平方千米增加到3030平方千米。現有鹽田面積約為建國初期的3.5倍。1987年全國海鹽產量為1098萬噸，占全國原鹽產量的61%。我國目前海鹽產量約占世界海鹽產量的30%。海水曬鹽業生產受氣象影響波動很大，1979年時海鹽豐收年，產量1538萬噸，約占全國原鹽產量的78.8%，是建國初期海鹽年產量的4倍。
2. 溴
溴在海水中的含量很高，約為35毫克/升。據估計，海洋中溴的含量為100億噸。目前世界上溴的年產量不足40萬噸。我國溴的年產量僅占世界溴年產量的1/80。海水提溴主要沿用兩種方法，即空氣吹出發和水蒸氣蒸出單質溴方法。近些年來，我國還研究了一些新的海水提溴方法，如：樹脂吸附劑法、氣態膜法。目前我國的溴素的提取主要是從地下濃海水和苦鹵中進行。
3. 鉀
鉀是植物生長發育的必要元素。我國海水提鉀先後進行過10噸級氯化鉀和千噸級氯化鉀試驗，工藝路線和技術上可行，其吸附和洗脫等關鍵工序基本上達到預期效果，但是成本高，售價低，經濟效益不高。前些年，天津對天然沸石法提鉀工藝進行了改進，將原產氯化鉀改為生產硫酸鉀，成功的進行了擴試，並在此基礎上，與鹽場合作開發了上萬噸級的中試裝置，獲得了成功，現生產運轉正常，為大型海水提鉀工業化生產開闢了一條新路。
4. 鎂
我國鎂和鎂的化合物主要靠從陸地鎂礦中生產，只有少量氯化鎂從苦鹵中提取。從海水中直接提取鎂在我國曾有一些單位進行過研究試驗，並在沿海一些工廠進行過從海水中提取氯化鎂的試生產，效果良好。我國氯化鎂1983年的生產水平為22萬噸。
5. 鈾
我國海水提鈾研究，一度進展很快，成績顯著，曾經先於日本7年提得產品鈾，並在不少方面居世界先進水平。但在提鈾工藝和實用化研究方面，我國相對落後。目前，我國海水提鈾研究，由於缺乏資金等原因，基本上處於停止狀態。儘管如此，我國對吸鈾機理和對主控動力學研究等方面，仍居於世界前列，有些富集試驗的回收率可達到95%以上。
6. 鋰
海水中的2200億噸鋰，是寶貴的財富，我國應該重視這種資源的開發利用。
海水化學資源的提取技術
提溴技術
目前我國溴產量的90%以上是用空氣吹出法 ，10%是用水蒸汽蒸餾法。所用原料是地上滷水和鹽田濃海水或滷水。今後必須大力發展海水提溴的高新技術，大力發展含溴精細化學品和有拉動作用的溴化物合成技術。
提鉀技術
我國陸用鉀礦十分貧乏，每年的鉀鹽產量只有30萬噸，主要是從鹽湖和苦鹵中提取氯化鉀和硫酸鉀。利用沸石法從海水和滷水中提取鉀技術，已取得可喜進步，有望實現產業化。
提鎂技術
目前，從滷水中提取的產品主要是氯化鎂、硫酸鎂、氧化鎂和氫氧化鎂等。今後的發展方向是量大面廣的系列鎂肥(市場有百萬噸級的潛力)和高技術含量、高附加值的其他鎂產品。
