海水

　　海洋面积占地球总表面积的70.8％，海洋平均深度约3800m。海水中已发现含有80多种化学元素,总盐量为3.5％左右。海水中含有的盐类(见表)都是重要的无机盐工业资源,可以制取食盐、石膏、芒硝、溴、硫酸镁、氯化钾、氯化镁、碳酸镁、氧化镁等产品。海水的化学加工主要是海水综合利用和海水淡化。

　　海水综合利用  有三种方法。①根据相平衡原理,将海水蒸发、浓缩或冷冻，使海水中的盐类结晶析出，如兑卤法综合利用海水的流程（图1）是先把海水经盐田日晒，分别析出石膏、食盐，冬季可析出芒硝。晒盐后的卤水称苦卤。苦卤在兑卤池中与含氯化镁为主的老卤混合,在蒸发器中蒸发,析出以氯化钠为主的高温盐。在保温沉降器中,由于温度降低，析出以硫酸镁为主的低温盐。高温盐和低温盐再经分离得氯化钠和硫酸镁。清液冷却,结晶析出光卤石KCl·MgCl₂·6H₂O。加水分解光卤石，精制得氯化钾，提取光卤石后的老卤中溴含量可达 0.65％～0.75％,用水蒸气蒸馏法提溴。②在海水中直接加入化学药品,使其与海水中盐类反应生成沉淀的方法，如工业上已采用的加石灰乳从海水中沉淀出氢氧化镁制氧化镁，空气吹出法提溴等。近年来，在海水直接提钾方面做了许多研究工作，如沉淀法和离子交换法等，但因技术、经济上的原因，至今尚未工业化。③用离子交换法或吸附法，选择性地直接提取海水中某元素。如用水合氧化钛吸附剂提取海水中的铀。

　　海水淡化  工业上主要有四种方法。①蒸馏:将海水加热汽化，再将水汽冷凝得淡水。根据所用能源、设备、流程不同主要可分太阳能蒸馏、竖管蒸馏、蒸汽压缩蒸馏、多级闪急蒸馏四种形式。其中多级闪急蒸馏法已成为目前最主要的大规模生产淡水的方法。其流程(图2)为:海水先经加热，然后引入一个压力较低的设备中，使之骤然蒸发，依次再进入压力更低的一级骤然蒸发，产生的蒸汽在海水预热管外冷凝而得淡水。②反渗透：利用膜分离设备，在膜的一侧施加大于海水渗透压的外压，则海水中的纯水将反渗透至膜另一侧的淡水中，达到盐水分离目的，20世纪80年代应用于海水淡化的半透膜主要是醋酸纤维膜和芳香族聚酰胺纤维膜。③电渗析：利用不同离子交换膜有选择地透过阴、阳离子的特性,使阴、阳离子交换膜相间排列,形成多个隔室，海水在隔室内活动，在外加直流电场作用下，使水中的阴阳离子分别向极性相反的电极迁移，使相间的隔室一为淡水,一为浓盐水,达到盐水分离的目的。④制冷：利用海水结冰时，纯水呈冰晶析出，而盐不析出的特点，将海水制冷所得冰晶洗涤、融化得淡水。

　　参考书目
　张正斌等著：《海洋化学》，上、下册，上海科学技术出版社，上海，1984年。