海水淡化能夠緩解沿海地區淡水資源緊缺的矛盾。但海水淡化投資大、成本高,始終製約著這一技術大規模推廣應用。從一般意義上講,目前在國內建設一個日產萬噸淡水的海水淡化工廠,投資人民幣在1.7億元左右,產水成本每噸7元,一般情況下難以接受。因而世界上也隻有中東地區的國家(如沙特、科威特、阿聯酋),既無水可供,又有豐富的石油資源,海水淡化才得以大規模推廣應用。
近年來,隨著生活水平的提高,對飲用水水質要求也越來越高,現已普遍傾向於飲用純淨水。我國建設部正在若幹城市試點,建立雙管路供水係統,將自來水經專門處理,如反滲透、超濾、微濾等達到“純淨”要求,再由專門的供水管路送至用戶。顯然,對於本來就嚴重缺少淡水的北方沿海城市,如利用蒸餾海水淡化,直接可將海水脫鹽達到總含鹽量5×10-6的淡水純度,以供居民作“純淨”水飲用,不失為一舉兩得的選擇。
國際上現在為進一步降低海水淡化成本而努力。以色列和美國的技術人員擬在南加利福尼亞建設一大型多效蒸餾海水淡化試驗裝置,其規模為每日產水28.4萬噸,目標成本為0.49美元/噸。顯然,如能實現此目標,將使海水淡化成本降低一半以上。一方麵淡水資源日益緊缺;另一方麵,隨著技術進步,海水淡化產水成本不斷降低,這就決定了海水淡化在不遠的將來會有大規模的發展。
核材料——鈾
眾所周知,原子彈和氫彈都是很厲害的武器,它們的殺傷力和破壞力都是相當大的,它裏麵裝的是什麼“炸藥”呢?是鈾。
核潛艇有的重達18700噸,推進功率達1.1萬~2.2萬千瓦,可以連續在水下繞地球航行兩三個月,續航力22.2萬~37.1萬千米,它既不燒煤也不用油,用什麼作動力呢?也是鈾。功率巨大的核電站,用什麼作燃料呢?還是鈾。鈾裂變時釋放出巨大的能量,1千克鈾所含的能量約等於25000噸優質煤燃燒時所釋放的能量。因此,鈾是極為重要的核材料。隨著和平利用原子能工業的飛速發展,對鈾的需要量與日俱增。
然而,陸地上鈾的貯量是有限的,目前有開采價值的總共不過100萬噸左右。雖然,海水裏鈾的濃度不高,每立方分米海水隻有3.3微克,但因海水量大,所以總量還是相當可觀的,達4.5×109噸,相當於陸地上總貯量的4500倍。所以世界上許多國家,特別是缺乏鈾的國家,如日本、英國和德國等,都想方設法從海水中提取鈾。
國內外從事海水提鈾的科技人員為了從海水中提取鈾,做了大量的研究工作,先後曾采用過溶劑萃取法、吸附法、離子浮選和起泡分離法以及生物富集法等等。其中,萃取法是早期曾探索過的一種方法,它是以磷酸二丁酯做萃取劑,以煤油做稀釋劑,在旋轉的圓形萃取柱中與酸化的海水接觸進行提鈾的。萃取是定量的,從20立方分米海水中獲得60微克鈾。這個方法雖然技術上可能,但在大規模的實踐中,溶劑的損失很大,試劑的費用高,使這種方法在經濟上失去了吸引力。目前還在進行研究的或有希望的提取方法有以下幾種:
①起泡分離法
將氣泡送入溶液中,溶液中的物質被氣泡吸附,這種分離方法叫起泡分離法,這是近年來發展起來的一種方法。它的原理就是構成氣泡的物質能與海水點的鈾發生化學作用,這樣海水中的鈾就富集在氣泡上,而氣泡容易與海水分開,於是鈾就提取出來了,有人采用磷酸酯做起泡劑,收到了較好的效果,據說鈾的提取率達80%~90%。
這種方法的弱點是需要外加輔集劑和用動力鼓泡,這在工程上難以做到。這種方法目前始終限於實驗室範圍內。
②生物富集法