隨著海洋化學的發展,人們逐漸認識了海水,現在已經確定海水含有80多種元素。這些元素在海水中的含量差別很大。根據其含量的多少,大體上分為三類:每升海水中含有100毫克以上的常量元素;含有1毫克~100毫克的微量元素;含有1毫克以下的痕量元素。
1海水製食鹽
鹽是人們日常生活離不開的重要物質,與人類的健康息息相關。人的血清中含鹽0.9%,所以濃度為0.9%的食鹽溶液叫生理鹽水。人每天都要吃鹽,成年人每天需要10~12克,未成年人需要量則更多一些。人體內有了鹽才會進行正常的新陳代謝。人體胃液裏的鹽酸就是人們食鹽之後產生的,它能幫助消化,殺菌。人不食鹽,就會感到全身無力,久而久之,會危及生命。在工業上,鹽用途更為廣泛,用量也非常之大。在製堿企業,人們可以看到堆積如山的鹽。因為鹽是純堿、燒堿和鹽酸產品的基本原料。許多有機合成產品,如氯化乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡膠等所需要的氯也源於鹽。此外,食鹽在肥皂工業、染料工業、礦業、鋼鐵工業、皮革業、陶瓷業,以及農業等都大有作為。目前,全世界約有60多個國家以工業規模從海水中生產食鹽,每年從海水中產生的食鹽總量達7000多萬噸。
我國大陸海界線綿長,有著廣闊的灘塗,自然條件適宜,海鹽資源極為豐富。渤海、黃海沿岸,渤海海峽北部、山東半島東部和南部的海域海水含鹽度較高。在大陸沿岸,我國擁有200多萬畝鹽田,有像長蘆鹽場等數十個大型鹽田。製鹽工業和鹽化工業在我國經濟發展中有著十分重要的地位。
2海水變肥料
鉀元素在海水中占第六位,共有600萬億噸。氯化鉀,是我們從海水中提取的肥料。鉀肥肥效快,易被植物吸收,不易流失。鉀肥能使農作物莖稈長得強壯,防止倒伏,促進開花結實,增強抗寒、抗病蟲害能力。海水中提鉀主要用來製造鉀肥。此外,鉀在工業上可用於製造含鉀玻璃,這種玻璃不易受化學藥品腐蝕,常用於製造化學儀器和裝飾品。鉀還可以製造軟皂,可用作洗滌劑。鉀鋁礬(明礬)可用作淨水劑。
3海水提溴
茫茫大海是化學元素溴的“故鄉”,地球上99%以上的溴都在海水中,可謂源源溴素海中來。海水中溴含量約為65毫克/升,總量達100萬億噸。
海水提溴是從海水中提取元素溴的技術。溴及其衍生物是製藥業和製取阻燃劑、鑽井液等的重要原料,需求量很大。國外從1934年開始海水提溴試驗和開發,目前日本、法國、阿根廷和加拿大等國家和地區已建有海水提溴工廠,年產量基本保持在36萬噸的水平。中國從1966年開始海水提溴,至今仍處於小型試生產的規模。
4海水提鎂
鎂是機械製造工業重要的金屬材料,不管是飛機製造,還是建造艦船,不管是汽車,還是常規武器製造、核設施建造,乃至生物生長,都離不開鎂。比如,煉鋼工業,隻有含雜質量在2%~4%以下優質鎂,才能煉出優質鋼、特種鋼,而且陸地上天然菱鎂礦砂燒結後製成的鎂是達不到這個要求的,隻有海水中提取的鎂純度在96%~98%乃至99.8%以上的高純度鎂砂,才能滿足冶金工業的特殊需要。因此,世界各國對海水提鎂工作都十分重視。
鎂在海水中的濃度為1290毫克/升,海水中鎂以離子形式存在,總量為1800億噸。目前,世界主要鎂生產國大約有一半的產量來自海水提鎂。
海水提鎂,基本的工藝技術是:先把石灰乳注入到盛有海水容器中,使海水中的氯化鎂變為氫氧化鎂沉澱,從海水中濾出的氫氧化鎂再加鹽酸,使之生成氯化鎂,並將其溶液煮沸、濃縮、烘幹成無水氯化鎂,經過電解氯化鎂,便得到金屬鎂和氧氣。海水提鎂,說起來簡單,但在實際生產中,有許多技術問題期待著我們去解決。