从海水中提取镁、钾、溴、碘

几乎从海洋开始形成的时候起，就在一刻不停地做“收容”的工作。现在全世界的江河，每年从陆地带到海洋里去的溶解物质，差不多有 30 亿吨。

近几十年，从海水里提取工业原料的工作取得了很大的进展，最主要是提取镁、钾、溴和碘。

镁是一种银白色的轻金属，比重只有铜的五分之一。镁在航空工业中是重要的角色，制造飞机常常使用又轻又耐高温的铝镁合金。它还是制造导弹、

快艇、汽车和某些机器的重要结构材料。

镁有很强的还原能力。在提炼稀有金属的时候，也可以请镁充当还原剂。容易燃烧也是镁的特点。镁可以作火箭的固体燃料，制造照明弹、燃烧

弹等也要用到镁。

每立方米海水中含镁 1.3 公斤，是仅次于钠的金属元素，在海水含有的

各种元素里排第三位。全世界的海水贮藏着 2100 万亿吨镁，是世界上最大的“镁矿”。世界上镁年产量约为 30 万吨，其中 60％是从海水里提取的。

可不要以为海水里的镁是金属状态的镁，海水里的镁都藏在氯化铁、硫盐镁等盐类里，这些盐类才是提取金属镁的原料。

海水提镁的工艺过程不复杂：先用水泵把海水吸到巨大的沉淀池里，加进比较纯净的石灰水，得到氢氧化镁沉淀，再注进盐酸，得到氯化镁。氯化镁经过脱水干燥，放在大钢槽里电解，就能得到金属镁。

世界上最早从海水提取镁砂是在 1885 年，当时碱性炼钢法刚出现不久， 法国没有天然镁砂，就在南部海岸，利用地中海海水与白云石作用进行提取， 但由于工艺设备等没过关，很快倒闭。

英国无天然镁砂，因而也被迫从海水提取镁砂。1938 年 8 月首次工业化试验成功，在东北海岸哈特普尔兴建了年产 1 万吨的海水镁砂厂。以后又几次扩建。1958 年镁产量达 15 万吨，1978 年产量达 25 万吨。该厂不但是世界上第一个正式生产海水镁砂的工厂，而且在 60 年代前，一直是生产海水镁砂最大的厂家。

40 年代，美国、日本相继开始发展海水镁砂生产，并在 60 年代以后大

大超过英国。美国目前是世界上生产海水镁砂最多的国家，镁砂总产量的 80

％是从海水中提取。日本宇部化学公司是日本最早生产海水镁砂的公司，也是目前世界上最大的海水镁砂生产单位。日本总产量仅次于美国，占世界第二，英国第三。

现在来说另一种元素——钾。

钾是一种银灰色的金属，又轻又软又容易熔化，而且个性非常活泼，在自然界里从来不孤独，总是和其它元素组成化合物。

说到钾的用途，大家首先会想到钾肥。“作物养分三大宝，氮、磷、钾肥不可少”。钾使作物茎秆挺直，不易倒伏。钾还能促进光合作用，增强作物对病虫害的抵抗能力。1 吨小麦在生长过程中，要吸收 5 公斤钾肥。

硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾等都可以作钾肥。草本灰里含有钾， 矿长石里含有钾，海水更是钾的“大仓库”。1 立方米海水含钾 380 克，整个世界大洋的储钾量达 600 万亿吨。

世界上已探明，可溶性钾矿储量分布很不均匀，在大陆上，加拿大、前苏联几乎占世界钾盐储量的 90％，其次是德国和美国。因此，许多缺少陆源可溶性钾矿的沿海国家，一直致力于海水提钾的研究。已有用硫酸钙复盐法、高氯酸盐沉淀法等从制盐卤水中提钾；用苦胺法、沸石法和新型钾离子富集剂等从海水中直接提钾。

我国钾资源不足，多年来依靠进口部分钾肥。我国学者从 70 年代起就曾结合我国资源特点，研究发展沸石法提钾工艺，用一种叫做“吸钾石”的东西，来吸取海水里的钾。这种方法简单易行。之后我国海洋研究部门不断对该工艺进行改进，1988 年，他们设计、合成的钾离子高效富集剂 TTAH4，既能用于天然海水提钾，又可适用于地下海水型卤水提钾。这种方法非常好，

可以将海水中的钾一网打尽，100％地收回。

当然，钾和钾的化合物不光能用来生产钾肥，还可以制造火药、火柴、焰火、冶金、电镀、照相以至医药部门也都离不开它。

我们再来认识一下溴。

溴是一种暗红色的液体，是唯一在普通条件下呈液体状态的非金属元素。

你可能没有见过溴，甚至也不知道它有什么用处。其实，我们在日常生活中常常要碰到它。它是制造许多重要药物的原料。比如，我们不小心摔破了皮或割破了手，就马上会想到抹上一点红药水，这红药水就是溴同汞的有机化合物；普通的镇静催眠药三溴片，是用溴作主要原料制成；生产常用的抗菌素药物青霉素和链霉素，也跟溴有关系⋯⋯溴还用来制造农药、消灭害虫，保护庄稼。

染料和塑料工业也要用到溴。用溴制成的抗爆剂，可以抑制汽油的爆炸； 汽油里加进少量的三溴乙烯，能使内燃机的汽油消耗量降低 30％。

地球上除了石油废水、井盐苦卤、地下温泉等含有少量的溴以外，99％ 以上的溴都藏身在海洋里。溴被称为“海洋元素”是当之无愧的。

平均 1 升海水里含有 65 毫克溴，海洋里总共合溴 100 万亿吨。碘是人体里不可缺少的营养元素之一。

有些地方，特别是山区，由于食物里缺碘，人们常常会得一种粗脖子病

——甲状腺肿大。其实，只要我们在饮食盐里专门加进一点碘盐，得粗脖子病的人就会少多了。

碘在工农业生产上也大有用处。

碘大量用于医药工业和作分析试剂。照相、橡胶、染料等工业部门也都要用到碘。

碘化银又可以用来进行人工降雨。用飞机把碘化银粉末撒布在云层里， 云层中的水汽马上会以碘化银为核心凝聚起来，成为水滴降落，这就是人工降雨。

海水里含碘的浓度相当小，每升海水平均含碘 0.06 毫克。但是海洋里碘

的总储量仍很惊人，达 930 亿吨，比陆地上多得多。怎样把碘从海水里提取出来呢？

有些海洋生物可以帮我们很大的忙。

海带、马尾藻等藻类植物有很高的富集碘的本领。一般干海带里含碘 0.3

％～0.5％，有的可高达 1％，比海水里含碘的浓度高出十几万倍。人们发现有一种高分子化合物，叫离子交换树脂，有很强的吸附碘的能力。我国沿海的一些化工厂，就是用海带、马尾藻作原料，采取离子交换树脂吸附法，把碘提取到手的。由于养殖海带和收集马尾藻所需费用较多，致使碘成本高昂， 加上海带是具有良好营养价值的食品，故从长远看，海带制碘只能是一种过渡性的办法，为解决碘源不足，人们势必把目光直接转向海水本身了。

1978 年左右，我国首次获得从海水中直接提取碘和溴的重要进展，研制

出一种新型高效吸附剂，从海水中富集碘。把这种吸附剂放进海水里 5 天，

每克吸附剂平均吸碘 1800 微克，相当于成熟海带碘富集量的 3.6 倍，相当于

智利硝石矿含碘的 1.8 倍左右。因而，该吸附剂大有工业应用的广泛前景。