海洋资源——地球上最丰富的宝藏

张　 乾

海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类。陆地上已知的100多种元素，可以在海水中找到八十多种。

人们早就想到从海洋这个巨大的宝库中去获取不同的元素。传说炎帝时就有凤沙氏教民煮海水为盐的故事。世界上生产海盐的国家已达八十多个，制盐工业从最古老的日晒法到先进的塑苫技术，新工艺、新技术迅速发展。利用海盐为原料，已经生产出上万种不同用途的产品，例如烧碱（NaOH）、氯气、氢气和金属钠等；凡是用到氯和钠的产品几乎都离不开海盐。难以提取的钾是植物生长发育所必需的元素，是海洋宝库馈赠给人类的又一种宝物。海水中蕴藏着极其丰富的钾盐资源，总储量达5×10¹³吨。

　　溴是一种贵重的药品原料，可以生产许多消毒药品。红药水就是溴与汞的有机化合物，溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上99％以上的溴蕴藏在汪洋大海中，故有“海洋元素”之称。据计算，海水中的溴含量约65毫克/立方厘米，大洋水体的溴储量达l×10¹⁴吨。19世纪初，法国化学家就发明了提取溴的传统方法（即以中度卤水和苦卤为原料的空气吹出制溴工艺），这个方法迄今仍为工业规模海水提溴的惟一成熟方法。此外，树脂法、溶剂萃取法和空心纤维法的提溴新工艺正在研究中。随着新方法的出现，已经能从海水、天然卤水和制钾母液中获取溴，大大提高了溴的产量。

　　镁不仅大量用于火箭、导弹和飞机制造业，还可以用于钢铁工业。近年来镁还作为新型无机阻燃剂和多种热塑性树脂与橡胶制品的提取加工。镁还是组成叶绿素的主要元素，可促进作物对磷的吸收。镁在海水中的含量仅次于氯和钠，总储量约为1.8×10¹⁵吨，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂，在海水中加入石灰乳液，或电解海水，都能得到金属镁。全世界镁砂的总产量为7.6×10⁶吨/年，其中约有2.6×10⁶吨是从海水中提取的。美国、日本、英国等是生产海水镁砂较多的国家。

难以提取的钾是植物生长发育所必需的重要元素。海水中的钾盐总储量达5×10¹³吨，但是l升海水仅能提取380毫克钾。而且，钾与钠离子、镁离子和钙离子难以分离。目前多采用硫酸盐复盐法、高氯酸盐汽洗法、氨基三磺酸钠法和氟硅酸盐法从盐卤水中提取钾；一些新方法（如二苦胺法、磷酸盐法、沸石法和新型钾离子富集剂）也开始推广使用。

　　铀是高能量的核燃料，1千克铀所含的能量相当于2250吨优质煤。陆地上铀矿的分布极不均匀，全世界的铀矿总储量也不过2×10⁶吨左右。海水中含有丰富的铀，总量超过4×10⁹吨，约相当于陆地总储量的两千倍。

　　从上世纪60年代起，日本、英国、联邦德国就先后着手从海水中提取铀，并建立了多种方法。其中以水合氧化钛吸附剂为基础的无机吸附剂的研究进展最快。当今评估海水中提铀可行性的依据之一仍是采用高分子粘合剂和水合氧化钻制成的复合型钛吸附剂。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀全部提取出来，所含的裂变能相当于l×10¹⁶吨优质煤，比目前已探明全部煤炭的储量多1000倍。

　　“能源金属”锂是制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含锂15～20毫克，海水中锂的总储量约为2.5×10¹¹吨。随着受控核聚变技术的发展，同位素锂-6聚变释放的巨大能量最终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料，含锂的铝合金在航天工业中占有重要地位。锂在玻璃、电子、陶瓷等领域的应用也有较大发展。目前，全世界对锂的需求量正以每年7％～11％速度增加。从卤水中提取锂的方法主要有蒸发结晶法、沉淀法、溶剂萃取法及离子交换法。

　　重水是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×10¹⁴吨重水。人类一旦实现从海水中大规模提取重水，那么海洋就能提供取之不尽、用之不竭的能源。