正文 第34章 海水化學資源開發(2)(1 / 2)

人們發現,許多海洋生物具有富集某些化學元素的能力。如果把一種經過篩選和專門培養的綠藻放在海水中,在其生長過程中經X射線照射,鈾就可以不斷地富集於藻體中。這種方法的優點是選擇性好,獲得容易,價格便宜,使用方便,而且沒有廢物。這是一種新方法,如使其與海水接觸,可以製成“海藻過濾籠”,將其放在海流中,100平方米過濾籠每天可以處理100萬噸海水,德國曾籌建過這種中間工廠。

③吸附法

這個方法出現得很早,最初是因含鐵的沉澱礦物中含有鈾而受到啟發,目前仍以研究此法為最多,看來這也是最有希望的一種方法。下麵我們按照所用的吸附劑,分別加以介紹。

方鉛礦吸附:方鉛礦是一種以硫化鉛為主的天然礦石,日本人古屋仲選用方鉛石做實驗。他把方鉛礦碎成粒徑為0.05毫米~0.20毫米的細粒之後,用醋酸銨-醋酸溶液洗淨表麵,再用水清洗,並在常溫下進行真空幹燥。未經這種處理的原礦石,每克能吸附200微克~300微克鈾,而經過這種處理的原礦石,每克能吸附690微克鈾。方鉛礦吸附鈾後,在碳酸銨或碳酸鈉的水溶液中浸漬約1小時,便可把鈾解析下來。據研究,方鉛礦有如下特征:在海水中能穩定地長時間使用,礦石在海水中浸漬半年幾乎不風化,也幾乎看不出鉛由礦石表麵溶出;礦石粉碎成任意大小都能使用,吸附過鈾後用碳酸鹽溶液洗淨,可以重複使用;方鉛礦幾乎不吸附除鈾以外的其他元素。顯然,這些特性使它在海水提鈾上有很好的前途。

堿式碳酸鋅吸附:用堿式碳酸鋅提取海水中的鈾的方法很早就開始研究。實驗表明,堿式碳酸鋅對鈾的吸附能力很強,曾用載體法得到約500微克鈾的吸附量,後來又有報道曾達到880微克的吸附量,這表明了它是一種值得注意的吸附劑。堿式碳酸鋅的吸附速度快,並且不受溫度的影響,這些有利的條件對於進一步實現提鈾工業化很有好處。但堿式碳酸鋅在海水中的溶解度很大,容易流失,因而容易使海洋環境受到汙染。

水合氧化鈦吸附:水合氧化鈦是世界上海水提鈾研究中采用的一種最主要的吸附劑,它的優點是吸附容易,適於天然海水條件,因而引起各國的普遍注意。它的吸附量在研究的初期就達到了很高的水平,經過長時間的改進,現在1克水合氧化鈦吸附劑大約能吸附1毫克鈾,與貧鈾礦的含量大致相當,有時吸附量達到1.5毫克。但水合氧化鈦吸附鈾的速度慢,吸附達到飽和至少要幾個星期,這對實際生產不利。吸附慢的原因,據推測是由於水合氧化鈦沉澱裏的縫隙小,海水不容易進去所造成的。

鎂在國防、工業上起著重要的作用,鎂合金可以製造飛機、快艇,可以製成照明彈、鎂光燈,還可以做火箭的燃料,人們日常用的壓力鍋及某些鋁製品中也含有鎂。農業上有一種鎂肥,其主要成分就是鎂,鎂是組成植物葉綠素的主要元素,又能促進作物對磷的吸收。作物缺鎂,光合作用就減少,生長停滯,葉片發黃並出現斑點。鎂還是冶煉某些珍貴的稀有金屬(如鈦)的還原材料。

鎂的化合物中需要量最大的就是氧化鎂,鎂磚就是含氧化鎂80%~88%的堿性耐火材料,它能耐2000℃以上的高溫,對堿性爐渣有高度穩定性,主要用於堿性煉鋼平爐和其他堿性冶金爐以及水泥窯的爐襯。氯化鎂還可以作凝乳劑,眾所周知,做豆腐所用的鹵水,其主要成分就是氯化鎂。在醫藥上常用硫酸鎂做瀉藥。

鎂在海水中的含量很高,其濃度為0.129%,僅次於氯和鈉,居第三位,雖然它的含量比白雲石等鎂礦低得多,而這些鎂礦也在大力開采,但高純度的鎂礦較少,所以海水是鎂的重要來源,海水中鎂的總量為7.8×1015噸。

不論是生產金屬鎂還是其他鎂化合物,方法都是往海水中加堿,使其形成沉澱。在實踐中,所用的堿幾乎都是煆燒白雲石(或牡蠣的殼)所產生的石灰,或者是煆燒白雲石或含白雲石的石灰石所產生的混合堿。工業上應用最多的氧化鎂,是以海水中的鎂沉澱為氫氧化鎂後,煆燒後得到的。

人類生存的營養中不可缺少鹽。人類以鹽作調料的曆史不可考證,中國人“煮海為鹽”的曆史則可以追溯到4000餘年前的夏代,進入封建社會,鹽、鐵成為國家兩項重大的官營商品。鹽、鐵官賣,一方麵可以保證供應;另一方麵,可以作為國家財政的重要來源和調節閥門。鹽場