第四节海水化学资源及其分布

第四节海水化学资源及其分布海洋资源是指分布在海洋及海岸带空间范围内的自然资源，是与海水水体有直接关系的物质和能量。

海水及海水化学资源是一类重要的海洋资源，海水资源可以用于工业、农业及海水淡化获取淡水资源等方面，人类主要利用的海水化学资源包括海水资源、海盐资源、海水溴资源、海水碘资源、海水钾资源、海水镁资源、海水铀资源、海水锂资源、重水资源等。

一、海水资源人类利用的海水及其中所含的元素和化合物。

浩瀚的海洋是一个巨大的宝库，海水就是一项取用不尽的资源，它不仅有航运交通之利，而且经过淡化就能大量供给工业用水。

海水总体积约有137亿立方千米，已知其中含有80多种元素，可供提取利用的有50多种。

海水作为资源, 一是直接利用；二是海水淡化后使用。

（一）海水直接利用海水直接利用主要包括海水冷却和大生活用海水，是直接采用海水替代淡水的开源节流技术，具有替代节约淡水总量大的特点。

可以置换占工业冷却用水和冲厕用水，促进水资源结构的优化。

海水直接利用主要是生产和生活两个方面，从总的情况来看，工业冷却用水占海水总利用量90%女如，日本早在30年代开始利用海水，目前几乎沿海所有企业，如钢铁、化工、电力等部门都采用海水作为冷却水，仅电厂每年直接使用的海水达几百亿立方米，到90年代后期达到亿立方米，西欧六国海水年利用量2000亿立方米。

再比如，我国沿海开发使用海水较早，青岛电厂1935年建厂时即用海水做冷凝器降温、冲灰用，日利用量达70万m3青岛碱厂是用水大户之一，日需淡水3800m3由于用海水替代淡水化盐、化灰等工艺，碱产量逐年上升，耗水不断下降，吨碱耗水由1974年的13.08m3降至1981年的1.65m3,继而降到1988年的0.9m3,居全国同行业先进水平。

山东省已有电力、化工、橡胶、纺织、机械、塑料、食品等行业使用海水，年利用量从80年代的3.5亿立方米增至90年代的12亿立方米，其中仅青岛市年利用量即达7.7亿立方米。

估计我国年海水取用量约60亿立方米（刘洪滨，1995）。

香港地区冲厕水需要量为52万m3/d，占香港淡水总用量的21.6%。

香港于20世纪50年代末开始采用海水冲厕，目前冲厕海水的用量已达到35万m3/d,占冲厕用水的70%左右，香港最终目标是全部用海水。

全国沿海城市有2亿居民，若有10%§民采用海水冲厕，则每年可节约淡水5亿t海水可以直接作为印染、制药、制碱、橡胶及海产品加工等行业的生产用水。

将海水直接用于印染行业，可以加快上染的速度。

海水中一些带负电的离子可以使纤维表面产生排斥灰尘的作用，从而提高产品的质量。

海水也可作为制碱工业中的工业原料。

青岛碱厂用海水替代淡水作直流冷却、化盐和化灰等生产用水，日用海水12.6 x 104m3其中仅化灰用海水就达3X 104m3/d。

天津碱厂采用海水和淡水混用的方法化盐，既节水又省盐，具有很好的经济效益。

烟台海洋渔业公司利用海水做人造冰脱盘、刷鱼，每年节约淡水7 000多万m3。

（二）海水淡化利用海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。

是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量, 且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。

现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。

海水淡化是人类追求了几百年的梦想。

早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。

20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，在已经开发的二十多种淡化技术中，蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平，并在世界各地广泛应用。

现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。

一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。

淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。

某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。

海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。

由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。

最新资料表明，到2003年止，世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水3600万吨。

目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5%勺人口。

海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛。

、海盐资源海盐是人类最早从海水中提出的矿物质之一，我国在五千年以前（仰韶时期）就已从海水中提取过海盐。

海水资源的重要用途就是制盐和以盐为原料发展盐化工，我国是世界海盐第一生产大国，年产量2000万吨左右。

我国沿海宜盐土地及滩涂资源约0.84万平方千米，其中黄海、渤海沿岸最多，占全国的82% 东海沿岸较少；南海沿岸最少，仅占3%另外，渤海湾、莱州湾等沿岸的滨海平原中还分布着大量高浓度的地下卤水，总净储量为74亿立方米，含盐量为6.46亿吨，含氯化钾为0.15亿吨。

这些卤水资源储层浅，易开采，是制盐及盐化工业的理想原料。

我国从辽东半岛到海南岛，沿海12个省、市、自治区有30多座盐区（场），从北至南算起，我国有六大海盐区（场）集中了50% 以上的海盐资源。

辽东湾盐区：又称东北盐区，有复州湾、营口、金州、锦州和旅顺五大盐场，其盐田面积和原盐生产能力占辽宁盐区的70%^上。

该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、营口等地的盐场最为重要。

本区海盐品质好，含氯化钠95沖上。

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，其生产规模占全国海盐的25%- 35%山东盐区：又称莱州湾盐区，该区是山东省海盐的主要产地，包括烟台、潍坊、东营、惠民等17个盐场，盐田总面积约400平方千米。

淮盐产区：因淮河横贯江苏盐场而得名，江苏盐场分布在北起苏鲁交界的绣针河口，南至长江口这一斜形狭长的海岸带上，跨越连云港、盐城、淮阴、南通四市的13个区、县，占地653平方千米。

以上为我国著名的北方四大盐区。

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。

此外，我国南海海域主要有：莺歌海盐场：是海南岛最大的海盐场，在华南地区也是首屈一指。

建于1958年，总面积3793 公顷，年生产能力25 万吨，最高年产30 万吨，机械化程度达69%。

布袋盐场：分布于我国台湾省西部海区，该处晒盐的条件有位于山地背风坡，晴天多，气温高；西海岸地势平坦，沙滩广布。

我国海洋盐业主要是露天生产，采用盐田法制盐和制卤。

盐田法制盐是历史最悠久，也是最简便和经济有效的方法。

将盐田建在海滩边，借用海滩逐渐升高的坡度，开出一片片像扶梯一样的池子。

利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。

海水流过几个池子，随着风吹日晒，水分不断蒸发，海水中的盐浓度愈来愈高，最后让浓盐水进入结晶池，继续蒸发，直到析出食盐晶体。

我国原盐市场在经历了2003 年、2004连续两年的供应紧张后，2005年逐渐达到供需平衡。

2005年北方海盐产区在春盐平产、秋盐丰产的情况下，全年产量总体稳步增长。

2006 年我国海洋盐业总产值94亿元，增加值44 亿元，比上年增长10.4%。

但原盐（尤其是海盐）生产由于受到气候影响较大，为了保证我国经济持续稳定发展对重化工业的需要，在“十一五”期间，我国必须继续海盐及盐化工业，要坚持以盐为主、盐化结合、多种经营的方针，做好结构调整，提高工艺技术和装备水平，大力开发高附加值产品。

海水溴资源溴是重要的医药、化工、农业和国防建设等方面的原料。

海水提溴是从海水中提取元素溴的技术。

溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，需求量很大。

国外从19 3 4年开始海水提溴试验和开发，目前日本、法国、阿根廷和加拿大等国家和地区已建有海水提溴工厂，年产量基本保持在3 6万吨的水平。

中国从1 9 6 6年开始海水提溴，至今仍处于小型试生产的规模。

海水提溴技术有水蒸气蒸馏法、空气吹出法、溶剂萃取法、沉淀法、吸附法等，其中空气吹出法和水蒸气蒸馏法为国内外所普遍采用。

空气吹出法的基本流程是酸化f氧化f吹出 -吸收一蒸馏；吸收工艺普遍采用碱吸收和一氧化硫吸收，吸收剂有碱、硫、铁屑、溴化钠等。

海水提锂是从海水中提取元素锂的技术。

元素锂与钠、镁共存，提取技术难度较大，许多国家从事海水提锂技术研究。

日本、以色列等国创造海水提锂吸附法，所选用的吸附剂有氢氧化铝吸附剂、氢氧化铝－活性炭复合吸附剂、氧化锰－活性炭复合吸附剂及各种树脂吸附剂等，其中无定型氢氧化铝吸附剂的吸附能力较强，性能较优越。

日本工业技术院四国工业技术试验所近年来研制成功多孔质氧化锰吸附剂，吸附能力比常规锂吸附剂高5〜10倍。

这种新型吸附剂采取多微孔结构，能选择性吸附海水中的锂，经稀盐酸处理3小时，能解释9 5%以上被吸附的锂。

四、海水碘资源碘属于卤族元素，原子序数53，原子量126.9 。

它是一种活泼元素。

属强氧化剂，不易溶于水，但易溶于有机溶剂，常温下以晶体形式存在，呈蓝色，在高温下发生升华。

自然界的碘主要以化合物形式存在。

碘作为重要的化工原料, 在国民经济中有重要作用, 在世界范围内属于紧缺资源。

碘资源广泛存在于海洋水体, 岩石矿藏和油气田卤水中, 且储量巨大。

本文简单介绍了碘的主要应用和工业生产现状,重点论述了目前世界上提取碘的主要工艺方法,如空气吹出法,离子交换法和活性炭吸附法等,对不同工艺的生产特点进行了探讨。

着重介绍了我国碘资源的分布情况，综述了国内的提碘技术进展,并展望了今后提碘技术的发展方向。

五、海水钾资源我国钾矿资源分为不溶性钾矿资源和可溶性钾矿资源。

我国便于开发利用的可溶性钾矿资源贫乏，钾肥生产缺口大。

继续在成钾有利地区勘察，大力开发液态钾矿、非可溶性含钾岩矿和油气伴生钾矿，充分利用邻国资源是解决我国钾矿资源短缺、促进钾肥工业发展的有效途径。

六、海水镁资源我国有漫长的海岸线，海水中氯化镁、硫酸镁储量分别达4493亿吨和3570亿吨，取之不尽, 用之不绝。

我国海盐产量居世界第一位年产海盐2300万吨，副产苦卤2000万方，其中氯化镁、硫酸镁资源量分别达379.2万吨和175万吨。

金属镁在工业、国防上占有重要地位，制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。

世界上的金属镁和化合物很大一部分直接和间接来自海水。

海水中含镁2100万亿吨，在海水所含元素排名中列第3位。