海洋資源化學(xué)9

1、第 一 章緒緒 論論第一章 思考題 1 1什么是海洋資源？如何分類？什么是海洋資源？如何分類？ 2 2什么是海洋資源化學(xué)？什么是海洋資源化學(xué)？ 3 3海洋資源化學(xué)研究的內(nèi)容是什么？海洋資源化學(xué)研究的內(nèi)容是什么？ 4 4海洋資源化學(xué)有何特點(diǎn)？海洋資源化學(xué)有何特點(diǎn)？ 5 5白泥有何特點(diǎn)？對(duì)其綜合利用有哪些技術(shù)難題？你有解決的辦法嗎？白泥有何特點(diǎn)？對(duì)其綜合利用有哪些技術(shù)難題？你有解決的辦法嗎？一海洋資源及其分類狹義：與海水水體本身與海水水體本身有直接關(guān)系的物質(zhì)和能有直接關(guān)系的物質(zhì)和能量。量。廣義：凡是可以創(chuàng)造財(cái)凡是可以創(chuàng)造財(cái)富的物資、能量以及設(shè)富的物資、能量以及設(shè)施和活動(dòng)。施和活動(dòng)。1按資源有無生命

2、分 （1）生物資源：生活在海洋中的生活在海洋中的一切動(dòng)植物（又稱食物資源）。一切動(dòng)植物（又稱食物資源）。1按資源有無生命分 （2）非生物資源：無生命的礦物、無生命的礦物、化學(xué)元素、能量?；瘜W(xué)元素、能量。2按資源來源分（從能量觀點(diǎn)） （1）太陽輻射（第一類資源）（第一類資源）： 海底石油、天然氣、海水中波浪、海流、溫差、壓力差以及各種生物海底石油、天然氣、海水中波浪、海流、溫差、壓力差以及各種生物都直接或間接地吸收并利用太陽的輻射，都是太陽能的不同轉(zhuǎn)換方式和貯存都直接或間接地吸收并利用太陽的輻射，都是太陽能的不同轉(zhuǎn)換方式和貯存形式。形式。2按資源來源分（從能量觀點(diǎn)） （2）地球本身貯藏（第二類資

3、源）（第二類資源）： 海水溶解的各種化學(xué)元素或海底沉積的一部分礦藏。海水溶解的各種化學(xué)元素或海底沉積的一部分礦藏。2按資源來源分（從能量觀點(diǎn)） （3）地球與其他天體相互作用產(chǎn)生： 海洋中的潮汐或潮流。海洋中的潮汐或潮流。3資源能否恢復(fù)分 （1）再生性： 海洋中動(dòng)植物、海水、波浪、潮汐、潮流、溫差。取之不盡，用之不竭。海洋中動(dòng)植物、海水、波浪、潮汐、潮流、溫差。取之不盡，用之不竭。 （2）非再生性： 在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期形成的在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期形成的 海底石油、天然氣及其他礦產(chǎn)資源。開發(fā)一些就少一些。海底石油、天然氣及其他礦產(chǎn)資源。開發(fā)一些就少一些。4按資源的提取性（1）可提?。?生物、礦產(chǎn)、

4、化學(xué)資源，可直接為人類所利用。（2）不可提取： 波浪、潮汐、海流、溫差，不能直接利用，需轉(zhuǎn)化成另一種形式。5按資源屬性（1）海洋生物資源：海洋中一切有海洋中一切有生命的動(dòng)植物。生命的動(dòng)植物。（2）海底礦產(chǎn)資源：被海水覆蓋于被海水覆蓋于海底的各種礦物物質(zhì)。海底的各種礦物物質(zhì)。（3）海水化學(xué)資源：溶解于海水中溶解于海水中的一切化學(xué)元素。的一切化學(xué)元素。（4）海洋動(dòng)力資源：按物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所按物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量。產(chǎn)生的能量。 資源有無生命資源有無生命 資源來源資源來源 資源恢復(fù)性資源恢復(fù)性 資源提取性資源提取性 資源屬性資源屬性 上述分類方法，第上述分類方法，第5 5種較合適，簡(jiǎn)單明了，體現(xiàn)海洋資源的屬

5、性、種較合適，簡(jiǎn)單明了，體現(xiàn)海洋資源的屬性、特征和分布狀況。特征和分布狀況。 總之，凡是可供利用并再現(xiàn)社會(huì)財(cái)富的海洋物質(zhì)、能量以及海上設(shè)施、總之，凡是可供利用并再現(xiàn)社會(huì)財(cái)富的海洋物質(zhì)、能量以及海上設(shè)施、活動(dòng)等，都可稱之為海洋資源。而海產(chǎn)生物、海洋礦產(chǎn)中的許多化學(xué)組分，活動(dòng)等，都可稱之為海洋資源。而海產(chǎn)生物、海洋礦產(chǎn)中的許多化學(xué)組分，也是海洋化學(xué)資源。也是海洋化學(xué)資源。二 海洋資源化學(xué)定義、研究目的和意義 海洋資源化學(xué)是運(yùn)用海洋資源化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的的基本原理，研究海洋中基本原理，研究海洋中水圈、生物圈和沉積圈水圈、生物圈和沉積圈中作為資源元素開發(fā)利用中的有關(guān)問

6、題。即：中作為資源元素開發(fā)利用中的有關(guān)問題。即：化學(xué)資源的分布、分離、富集（濃縮）、提取化學(xué)資源的分布、分離、富集（濃縮）、提取方法和技術(shù)以及與之有關(guān)的、在開發(fā)利用中的方法和技術(shù)以及與之有關(guān)的、在開發(fā)利用中的物理化學(xué)性質(zhì)等問題。物理化學(xué)性質(zhì)等問題。 廣義：廣義：海洋資源化學(xué)研究包括海洋中所有化學(xué)海洋資源化學(xué)研究包括海洋中所有化學(xué)資源的提取和開發(fā)利用。資源的提取和開發(fā)利用。 一門應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)性學(xué)科一門應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)性學(xué)科1 、定義2、目的開發(fā)利用化學(xué)資源開發(fā)利用化學(xué)資源 了解化學(xué)資源儲(chǔ)量和開采了解化學(xué)資源儲(chǔ)量和開采價(jià)值；價(jià)值； 研究具有開發(fā)價(jià)值的資源元研究具有開發(fā)價(jià)值的資源元素之提取方法和

7、技術(shù)。素之提取方法和技術(shù)。3、意義 （1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義：為人類提供新、可用的物質(zhì)和能源。 （2）科學(xué)意義：開展海洋資源化學(xué)基礎(chǔ)性研究，不僅為認(rèn)識(shí)、開發(fā)、改造和利用海洋化學(xué)資源提供理論依據(jù)，豐富海洋化學(xué)學(xué)科內(nèi)容，而且促進(jìn)低濃度物理化學(xué)、溶液吸著理論或液固界面化學(xué)和天然有機(jī)化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。 （3）現(xiàn)實(shí)意義：（3）現(xiàn)實(shí)意義：A海水中天然存在元素80種，其中17種陸地稀有B海洋生物體產(chǎn)生許多對(duì)人類有用的有機(jī)生理活性物質(zhì)C海洋沉積物中存在多金屬結(jié)核和熱液礦床 A海水中天然存在元素80種，其中17種陸地稀有 海水體積海水體積13.713.710108 8kmkm3 3 覆蓋地球表面覆蓋地球表面717

8、1 重量約重量約1.4131.41310101818噸噸 平均深度平均深度3700m3700m 其中水儲(chǔ)量其中水儲(chǔ)量1.3181.31810101818噸噸 占地球總水量占地球總水量9797 溶解鹽類平均濃度溶解鹽類平均濃度35000mg/L35000mg/L 提取出來：提取出來：平鋪海表面鹽層厚度高海平面平鋪海表面鹽層厚度高海平面60m60m以上以上平鋪地球陸地表面鹽層增高平鋪地球陸地表面鹽層增高150m150m海洋中元素或鹽類對(duì)提供人類能源海洋中元素或鹽類對(duì)提供人類能源和發(fā)展近代農(nóng)業(yè)等方面潛在的重大和發(fā)展近代農(nóng)業(yè)等方面潛在的重大戰(zhàn)略意義。如：戰(zhàn)略意義。如： 鈾，海洋中儲(chǔ)量約鈾，海洋中儲(chǔ)量約

9、4242億噸，比億噸，比陸地多陸地多20002000倍。倍。 鋰和氚，海洋中分別鋰和氚，海洋中分別25002500億噸和億噸和23.723.7億噸。億噸。 鉀，海洋中儲(chǔ)量鉀，海洋中儲(chǔ)量500500億噸以上。億噸以上。B 海洋生物體產(chǎn)生許多對(duì)人類有用的有機(jī)生理活性物質(zhì)： 河豚毒素河豚毒素可用于神經(jīng)生理研究，某些癌癥后期緩可用于神經(jīng)生理研究，某些癌癥后期緩解藥；解藥； 阿糖核苷阿糖核苷對(duì)白血病有療效；對(duì)白血病有療效； 沙蠶毒素沙蠶毒素?zé)o殘毒農(nóng)藥；無殘毒農(nóng)藥； 海帶淀粉海帶淀粉硫酸酯對(duì)人體血脂代謝有促進(jìn)作用；硫酸酯對(duì)人體血脂代謝有促進(jìn)作用； 褐藻酸鈉褐藻酸鈉抑制人體胃腸吸收放射性鍶，是抑制人體胃腸吸

10、收放射性鍶，是“抗放抗放藥物藥物”； 前列腺素前列腺素對(duì)避孕、降血壓、助產(chǎn)及畜牧業(yè)及生命對(duì)避孕、降血壓、助產(chǎn)及畜牧業(yè)及生命科學(xué)研究有重要意義。科學(xué)研究有重要意義。C海洋沉積物產(chǎn)生的多金屬結(jié)核和熱液礦床： 多金屬結(jié)核和熱液礦床多金屬結(jié)核和熱液礦床儲(chǔ)量巨大儲(chǔ)量巨大 擁有較高品質(zhì)擁有較高品質(zhì)MnMn，F(xiàn)eFe，CoCo，NiNi，ZnZn，AgAg 特別特別CuCu，CoCo，NiNi，ZnZn和和AgAg有經(jīng)濟(jì)吸引力有經(jīng)濟(jì)吸引力三海洋化學(xué)資源提取和開發(fā)利用的歷史與進(jìn)展從海鹽生產(chǎn)到近代氯堿工業(yè)從鹽田鹵水到天然海水海洋無機(jī)資源化學(xué)新近進(jìn)展海洋天然有機(jī)物資源化學(xué)興起1從海鹽生產(chǎn)到近代氯堿工業(yè) 石器時(shí)代利

11、用太陽能淺池蒸發(fā)制鹽。 數(shù)千年前大規(guī)模鹽田法制鹽。 春秋管仲相齊時(shí)期，已設(shè)鹽官管理鹽田； 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，海鹽生產(chǎn)已具規(guī)模。 海鹽提取是人類實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)物理化學(xué)過程。 海鹽生產(chǎn)，構(gòu)成一系列重化工產(chǎn)品：氯氣、鹽酸、燒堿、純堿、鈉、漂白粉、氯酸鹽以及氯代烴等，因而建立了近代氯堿工業(yè)。 2020世紀(jì)世紀(jì)80809090年代，世界海鹽生產(chǎn)主要采用傳統(tǒng)鹽田法年代，世界海鹽生產(chǎn)主要采用傳統(tǒng)鹽田法 為提高單位蒸發(fā)面積，或采用枝條型或垂網(wǎng)式立體蒸發(fā)工藝，或在鹽田蒸為提高單位蒸發(fā)面積，或采用枝條型或垂網(wǎng)式立體蒸發(fā)工藝，或在鹽田蒸發(fā)池中添加能促進(jìn)對(duì)太陽輻射吸收的微量原料。發(fā)池中添加能促進(jìn)對(duì)太陽輻射吸收的微量原料。 海水

12、制鹽方法在海水制鹽方法在19601960年代主要進(jìn)展是實(shí)現(xiàn)了電滲析法和冷凍法制鹽年代主要進(jìn)展是實(shí)現(xiàn)了電滲析法和冷凍法制鹽2、鹽田鹵水到天然海水 海水制鹽留下鹽田鹵水，含多種組分，是中等濃度水鹽體系。海水制鹽留下鹽田鹵水，含多種組分，是中等濃度水鹽體系。 1919世紀(jì)中期世紀(jì)中期2020世紀(jì)初期，世紀(jì)初期，發(fā)展鹽田鹵水綜合利用化學(xué)工藝和生產(chǎn)流程，從鹵發(fā)展鹽田鹵水綜合利用化學(xué)工藝和生產(chǎn)流程，從鹵水中分離提取水中分離提取NaSONaSO4 4、 MgSOMgSO4 4、KClKCl、K K2 2SOSO4 4、MgClMgCl2 2及及BrBr2 2、I I2 2等十多種產(chǎn)品；等十多種產(chǎn)品；研研究了

13、鹽類溶解和結(jié)晶過程平衡條件；究了鹽類溶解和結(jié)晶過程平衡條件；應(yīng)用相圖方法和原理，深入了解水鹽體系應(yīng)用相圖方法和原理，深入了解水鹽體系狀態(tài)和各相數(shù)量特征。狀態(tài)和各相數(shù)量特征。鹽田鹵水?dāng)?shù)量有限，分散世界沿海各國(guó)數(shù)以千計(jì)鹽場(chǎng)。依靠鹵水資源化學(xué)的研究，不能真正導(dǎo)致海洋化學(xué)資源工業(yè)化規(guī)模開發(fā)和利用。約20世紀(jì)30年代，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向直接從天然海水中提取眾多化學(xué)物質(zhì)，且在分離、提取手段方面，不再局限于蒸發(fā)結(jié)晶等經(jīng)典方法。Br/Mg/K/H2O溴1924年，三溴苯胺法海水提溴，制造海上浮動(dòng)工廠，在大西洋巡航作業(yè)試產(chǎn)。1931年，空氣吹出法海水提溴，相繼投產(chǎn)，沿用至今。鎂 19271927年世界第一個(gè)海水制鎂廠

14、在美國(guó)舊金山建立。年世界第一個(gè)海水制鎂廠在美國(guó)舊金山建立。約約19351935年，世界海水制鎂工業(yè)規(guī)模投產(chǎn)。年，世界海水制鎂工業(yè)規(guī)模投產(chǎn)。稍后，各國(guó)建立和發(fā)展海水鎂砂工業(yè)。稍后，各國(guó)建立和發(fā)展海水鎂砂工業(yè)。鉀1939年，挪威，二苦基亞胺法海水直接提鉀。19501955，荷蘭中試生產(chǎn)，因環(huán)境污染等問題停產(chǎn)。海水淡化19501950年后，研究發(fā)展：相變化方法（蒸餾法、冷年后，研究發(fā)展：相變化方法（蒸餾法、冷凍法）、半透膜方法（電滲析法、反滲透法）和凍法）、半透膜方法（電滲析法、反滲透法）和化學(xué)平衡法（離子交換法、水合物法）等海水淡化學(xué)平衡法（離子交換法、水合物法）等海水淡化方法?；椒?。多級(jí)閃急蒸

15、餾和反滲透技術(shù)在中東地區(qū)廣泛應(yīng)用。多級(jí)閃急蒸餾和反滲透技術(shù)在中東地區(qū)廣泛應(yīng)用。 總之：總之：1930193019601960，每年由海水回收物質(zhì)，每年由海水回收物質(zhì)3.213.21億噸以上，產(chǎn)值超億噸以上，產(chǎn)值超5 5億美元。億美元。19601960年代前，人類直接從海水中大量年代前，人類直接從海水中大量提取和利用的化學(xué)物質(zhì)只有食鹽、淡提取和利用的化學(xué)物質(zhì)只有食鹽、淡水、鎂和溴。水、鎂和溴。提取方法，不論淺池蒸發(fā)，或蒸餾，提取方法，不論淺池蒸發(fā)，或蒸餾，或?qū)⒑Ｋb入反應(yīng)器，添加大量化學(xué)或?qū)⒑Ｋb入反應(yīng)器，添加大量化學(xué)試劑進(jìn)行加工處理都不適用于從海水試劑進(jìn)行加工處理都不適用于從海水中提取微量或痕

16、量物質(zhì)。中提取微量或痕量物質(zhì)。2020世紀(jì)世紀(jì)70709090年代年代 化學(xué)家加入海洋化學(xué)研究隊(duì)伍，化學(xué)家加入海洋化學(xué)研究隊(duì)伍，提出新思想和概念提出新思想和概念（固液分配的理論和相（固液分配的理論和相應(yīng)的吸著方法被應(yīng)用到微量和痕量元素的海洋應(yīng)的吸著方法被應(yīng)用到微量和痕量元素的海洋資源化學(xué)研究領(lǐng)域）資源化學(xué)研究領(lǐng)域） 適應(yīng)性較強(qiáng)、精密度較高分析測(cè)適應(yīng)性較強(qiáng)、精密度較高分析測(cè)定手段和富集分離新技術(shù)和方法出現(xiàn)定手段和富集分離新技術(shù)和方法出現(xiàn)3、海洋無機(jī)資源化學(xué)新近進(jìn)展 選用某種吸著劑，將其直接放入海水，通過吸著富集從而分離提取某些微量或選用某種吸著劑，將其直接放入海水，通過吸著富集從而分離提取某些微

17、量或痕量化學(xué)物質(zhì)。痕量化學(xué)物質(zhì)。 早期用木炭、黃鐵礦、沸石、硫溶膠等從海水中提取金，未成功。早期用木炭、黃鐵礦、沸石、硫溶膠等從海水中提取金，未成功。 某些海洋生物對(duì)海水痕量元素富集倍數(shù)達(dá)幾萬幾十萬倍某些海洋生物對(duì)海水痕量元素富集倍數(shù)達(dá)幾萬幾十萬倍 海底沉積物對(duì)某些痕量物質(zhì)高度富集海底沉積物對(duì)某些痕量物質(zhì)高度富集 U、Br、I、KA鈾 1960年前后，水合金屬氧化物（水合氧化鈦）直接用于海水吸著提取痕量鈾（0.003mg/L）。海水提鈾方法具代表性和方向性。該法系液固分配型，將吸著劑直接放入海水中，通過吸著作用捕集海水中痕量元素或離子。 吸著作用；泛指吸附、交換、絡(luò)合或包結(jié)等富集作用 2020

18、世紀(jì)世紀(jì)6060年代始：年代始： 世界上世界上1010多個(gè)國(guó)家進(jìn)行海水提鈾研究，試用水合多個(gè)國(guó)家進(jìn)行海水提鈾研究，試用水合氧化鈦、堿式碳酸鋅、硫化鉛、粘土礦、泥炭、氫氧化氧化鈦、堿式碳酸鋅、硫化鉛、粘土礦、泥炭、氫氧化鋁、有機(jī)螯合樹脂等鈾吸著劑和某些藻類（即生物濃縮鋁、有機(jī)螯合樹脂等鈾吸著劑和某些藻類（即生物濃縮劑）。劑）。 19781978年前后年前后 水合氧化鈦水合氧化鈦吸著劑研究進(jìn)展較快，平均富集吸著劑研究進(jìn)展較快，平均富集500500600gU/gHTO600gU/gHTO，富集因數(shù)達(dá)，富集因數(shù)達(dá)10105 5，吸著相鈾濃度，吸著相鈾濃度接近陸地貧礦含鈾品位。接近陸地貧礦含鈾品位。 海

19、水提鈾致力海水提鈾致力高效特性吸著劑、解吸方法和流程高效特性吸著劑、解吸方法和流程研究，探討鈾在海洋環(huán)境中溶存形式和結(jié)構(gòu)形態(tài)、液固研究，探討鈾在海洋環(huán)境中溶存形式和結(jié)構(gòu)形態(tài)、液固分配或吸著反應(yīng)過程中鈾的化學(xué)行為、吸著原理和價(jià)鍵分配或吸著反應(yīng)過程中鈾的化學(xué)行為、吸著原理和價(jià)鍵特征。特征。 19781978年年19831983年年 AHPAHP凝膠樹酯凝膠樹酯和和偕胺肟型螯合樹偕胺肟型螯合樹酯酯，吸鈾量分別是水合氧化鈦的，吸鈾量分別是水合氧化鈦的1.51.5和和5.55.5倍左右；倍左右； 偕胺肟纖維偕胺肟纖維，吸鈾量，吸鈾量4300g/g4300g/g，富集因數(shù)富集因數(shù)10106 6，吸著相鈾濃

20、度超過陸，吸著相鈾濃度超過陸地富礦含鈾品位。地富礦含鈾品位。B碘和溴19781978年前后年前后我國(guó)科學(xué)家提出我國(guó)科學(xué)家提出“離子共價(jià)離子共價(jià)”吸著吸著概念，設(shè)計(jì)研究出概念，設(shè)計(jì)研究出JAJA2 2型吸著劑。型吸著劑?？筛患逗Ｋ猓筛患逗Ｋ猓?.05mg/L0.05mg/L）2mg/g2mg/g，濃集因數(shù)，濃集因數(shù)10105 5，同時(shí)富集溴，同時(shí)富集溴，吸著容量吸著容量8080100mg/g100mg/g。C. 鉀 國(guó)外國(guó)外 日本研究出多種高價(jià)金屬的多元酸鹽，其中酸日本研究出多種高價(jià)金屬的多元酸鹽，其中酸性磷酸鋯和酸性磷酸鈦吸著劑，吸鉀容量性磷酸鋯和酸性磷酸鈦吸著劑，吸鉀容量202

21、030mg/g30mg/g。國(guó)內(nèi)： 19721972年年，海綠石、蛭石、蒙脫石、珍珠巖、群青、活性白土，海綠石、蛭石、蒙脫石、珍珠巖、群青、活性白土和天然沸石等礦粉吸著海水鉀離子和天然沸石等礦粉吸著海水鉀離子 19751975年年，天然沸石海水提鉀，斜發(fā)沸石粉吸鉀容量，天然沸石海水提鉀，斜發(fā)沸石粉吸鉀容量16mg/g16mg/g。 1985198519901990，半結(jié)晶水磷酸氫鈦海水提鉀，吸鉀容量，半結(jié)晶水磷酸氫鈦海水提鉀，吸鉀容量38mg/g38mg/g。 19831983年年，合成，合成“半冠醚半冠醚”型有機(jī)吸著劑，通過沉淀轉(zhuǎn)化可富型有機(jī)吸著劑，通過沉淀轉(zhuǎn)化可富集、分離海水鉀離子，排除鈉

22、、鎂等離子干擾。集、分離海水鉀離子，排除鈉、鎂等離子干擾。4、海洋天然有機(jī)物資源化學(xué)興起 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代以來年代以來，海洋生物體某些天然有機(jī)化學(xué)成分具，海洋生物體某些天然有機(jī)化學(xué)成分具有特異生理活性，如：鎮(zhèn)痛效果比嗎啡大數(shù)千倍，對(duì)隨意有特異生理活性，如：鎮(zhèn)痛效果比嗎啡大數(shù)千倍，對(duì)隨意肌和神經(jīng)系統(tǒng)生理活性比古柯堿高十多萬倍。肌和神經(jīng)系統(tǒng)生理活性比古柯堿高十多萬倍。 近近4040年來年來，海洋天然有機(jī)物資源化學(xué)研究涉及萜類、甾醇、，海洋天然有機(jī)物資源化學(xué)研究涉及萜類、甾醇、不飽和脂肪酸、大環(huán)多硫化物、含氮雜環(huán)化合物以及含有不飽和脂肪酸、大環(huán)多硫化物、含氮雜環(huán)化合物以及含有多鹵素的天然

23、產(chǎn)物和海藻、微藻的開發(fā)利用。多鹵素的天然產(chǎn)物和海藻、微藻的開發(fā)利用。四海洋資源化學(xué)研究?jī)?nèi)容海洋化學(xué)資源分布調(diào)查研究海水化學(xué)資源提取研究 濃縮海水中化學(xué)資源提取研究 海洋生物化學(xué)資源提取研究海底礦物資源提取研究我國(guó)制堿白泥綜合利用技術(shù)研究與開發(fā) 1、海洋化學(xué)資源分布調(diào)查研究確定某種元素有無開發(fā)價(jià)值，對(duì)有開發(fā)價(jià)值的元確定某種元素有無開發(fā)價(jià)值，對(duì)有開發(fā)價(jià)值的元素進(jìn)行開發(fā)技術(shù)研究素進(jìn)行開發(fā)技術(shù)研究 2、海水化學(xué)資源提取研究 海水是巨大化學(xué)資源寶庫(kù)，但開發(fā)利海水是巨大化學(xué)資源寶庫(kù)，但開發(fā)利用不易。原因：用不易。原因： 海水體系化學(xué)成分復(fù)雜；海水體系化學(xué)成分復(fù)雜； 絕大多數(shù)化學(xué)成分濃度較低或很低；絕大多數(shù)

24、化學(xué)成分濃度較低或很低； 海水是高鹽體系，難分離、富集海水是高鹽體系，難分離、富集（或濃縮）和分析。（或濃縮）和分析。目前有發(fā)展前景方法：吸附法（包括目前有發(fā)展前景方法：吸附法（包括離子交換法），特別對(duì)微量元素。離子交換法），特別對(duì)微量元素。制備或合成出有效實(shí)用吸附劑，是化制備或合成出有效實(shí)用吸附劑，是化學(xué)資源提取技術(shù)研究關(guān)鍵問題。學(xué)資源提取技術(shù)研究關(guān)鍵問題。不但要研究某種元素提取，而且要研不但要研究某種元素提取，而且要研究綜合利用技術(shù)。究綜合利用技術(shù)。3濃縮海水化學(xué)資源提取研究 （即地下海水和海水淡化后濃縮海水） 海水淡化產(chǎn)生大量濃縮海水，化學(xué)成分濃縮海水淡化產(chǎn)生大量濃縮海水，化學(xué)成分濃縮3

25、 3倍，倍，綜合利用其中的化學(xué)成分是海洋資源化學(xué)研究綜合利用其中的化學(xué)成分是海洋資源化學(xué)研究?jī)?nèi)容。內(nèi)容。 萊州灣、渤海灣和遼東灣沿岸，地下濃縮海水萊州灣、渤海灣和遼東灣沿岸，地下濃縮海水豐富，濃縮倍數(shù)是海水豐富，濃縮倍數(shù)是海水3 35 5倍。從中開發(fā)溴及倍。從中開發(fā)溴及其系列產(chǎn)品缺乏技術(shù)，不少有價(jià)值化學(xué)資源還其系列產(chǎn)品缺乏技術(shù)，不少有價(jià)值化學(xué)資源還待開發(fā)。待開發(fā)。 地下濃縮海水地下濃縮海水( (包括鹵水包括鹵水) )中化學(xué)資源提取是我中化學(xué)資源提取是我國(guó)特色與重點(diǎn)研究方向。國(guó)特色與重點(diǎn)研究方向。4、海洋生物化學(xué)資源提取研究海洋生物化學(xué)資源被開發(fā)利用是海洋植物海洋生物化學(xué)資源被開發(fā)利用是海洋植物

26、褐藻和紅藻，海藻中開發(fā)利用最多是海帶。褐藻和紅藻，海藻中開發(fā)利用最多是海帶。以海帶為主的海藻綜合利用已發(fā)展為海藻以海帶為主的海藻綜合利用已發(fā)展為海藻工業(yè)，產(chǎn)品：工業(yè)，產(chǎn)品：褐藻酸鈉褐藻酸鈉 碘碘 甘露醇甘露醇 “FPSFPS”“FPS”FPSFPS即褐藻多糖硫酸酯，海帶中提取的即褐藻多糖硫酸酯，海帶中提取的有效成分，治療腎病綜合癥和中早期有效成分，治療腎病綜合癥和中早期慢性腎衰竭，尤其在降低血肌酐效果慢性腎衰竭，尤其在降低血肌酐效果顯著。顯著。中科院海洋所徐祖洪教授成功從海帶中科院海洋所徐祖洪教授成功從海帶中提取。中提取。據(jù)測(cè)算，每噸海帶可提取據(jù)測(cè)算，每噸海帶可提取FPS 1kgFPS 1kg

27、，國(guó)，國(guó)外平均售價(jià)外平均售價(jià)32.732.7美元美元g g，折人民幣約，折人民幣約3030萬元萬元/kg/kg。海洋植物是天然有機(jī)化學(xué)資源寶庫(kù)。海洋藥物研海洋植物是天然有機(jī)化學(xué)資源寶庫(kù)。海洋藥物研究，已成為熱門和重點(diǎn)研究課題。究，已成為熱門和重點(diǎn)研究課題。如從海洋中提取抗菌、抗癌、抗心血管病、如從海洋中提取抗菌、抗癌、抗心血管病、“抗抗放射性放射性”活性物質(zhì)、海洋農(nóng)藥和海洋前列腺素等?；钚晕镔|(zhì)、海洋農(nóng)藥和海洋前列腺素等。5、海底礦物資源提取研究利用化學(xué)與生物技術(shù)提取海底礦物中利用化學(xué)與生物技術(shù)提取海底礦物中有用化學(xué)資源（不包括石油開采），有用化學(xué)資源（不包括石油開采），如錳結(jié)核開發(fā)，從中提煉如

28、錳結(jié)核開發(fā)，從中提煉MnMn、CuCu、ZnZn等金屬。等金屬。我國(guó)深?；驕\海區(qū)，海底礦物資源提我國(guó)深?；驕\海區(qū)，海底礦物資源提取研究處在調(diào)查和勘測(cè)階段，開發(fā)利取研究處在調(diào)查和勘測(cè)階段，開發(fā)利用沿岸濱海礦物資源是較為現(xiàn)實(shí)的研用沿岸濱海礦物資源是較為現(xiàn)實(shí)的研究方向。究方向。6、我國(guó)制堿白泥綜合利用技術(shù)研究與開發(fā)氨堿法生產(chǎn)純堿產(chǎn)生蒸氨廢物；精制飽和鹽水產(chǎn)氨堿法生產(chǎn)純堿產(chǎn)生蒸氨廢物；精制飽和鹽水產(chǎn)生廢物；統(tǒng)稱生廢物；統(tǒng)稱白泥白泥。生產(chǎn)純堿主要原料是氯化鈉，氯化鈉來自海水，生產(chǎn)純堿主要原料是氯化鈉，氯化鈉來自海水，白泥稱為海水化學(xué)再生資源。白泥稱為海水化學(xué)再生資源。數(shù)量大，生產(chǎn)數(shù)量大，生產(chǎn)1 1噸純堿

29、約產(chǎn)生噸純堿約產(chǎn)生1 1噸白泥漿，每年約噸白泥漿，每年約產(chǎn)生產(chǎn)生4 410106 6噸。噸。作為再生資源治理，幾十年來做了大作為再生資源治理，幾十年來做了大量綜合利用工作，但未解決。量綜合利用工作，但未解決。氨堿廠建在沿海地區(qū)，白泥排放與沿氨堿廠建在沿海地區(qū)，白泥排放與沿海地區(qū)環(huán)境密切相關(guān)。海地區(qū)環(huán)境密切相關(guān)。保持鄰近海域與周圍環(huán)境的生態(tài)平衡、保持鄰近海域與周圍環(huán)境的生態(tài)平衡、解決圍堆白泥占用大量土地等是我國(guó)解決圍堆白泥占用大量土地等是我國(guó)制堿工業(yè)待解決的重大問題。制堿工業(yè)待解決的重大問題。（1）白泥特點(diǎn)主要成分及含量：主要成分及含量：CaCOCaCO3、Mg(OH)Mg(OH)2、CaSOC

30、aSO4 4及及Ca(OH)Ca(OH)2 2，少量少量SiOSiO2 2和和FeFe2 2O O3 3等等。CaCOCaCO3 3及及Mg(OH)Mg(OH)2 2約約占白泥總量占白泥總量2/32/3。顆粒顆粒細(xì)，呈細(xì)，呈膠體膠體性質(zhì)，沉降速度慢，含水量高，性質(zhì)，沉降速度慢，含水量高，難脫水。較發(fā)達(dá)難脫水。較發(fā)達(dá)表面表面和較好和較好吸附性能吸附性能。膠粘劑膠粘劑及建筑材料：代替粘土用于生及建筑材料：代替粘土用于生產(chǎn)型煤及用于石油工業(yè)。發(fā)達(dá)表面和產(chǎn)型煤及用于石油工業(yè)。發(fā)達(dá)表面和吸附性能是復(fù)合吸附劑和煙氣脫硫吸附性能是復(fù)合吸附劑和煙氣脫硫劑，作為煤燃燒過程的劑，作為煤燃燒過程的脫硫劑脫硫劑。 中

31、和劑：中和劑：高堿性，高堿性，pHpH11111212，中和，中和酸性廢水。酸性廢水。（2）白泥應(yīng)用(3)國(guó)內(nèi)外白泥綜合利用 荷蘭等國(guó)：直接排海；荷蘭等國(guó)：直接排海； 西歐、東歐及俄羅斯等國(guó)：白泥漿澄清后清液排海與西歐、東歐及俄羅斯等國(guó)：白泥漿澄清后清液排海與河流，白泥圍地堆放；河流，白泥圍地堆放； 前蘇聯(lián)：對(duì)白泥進(jìn)行制磚、土壤改良劑、飼料添加劑前蘇聯(lián)：對(duì)白泥進(jìn)行制磚、土壤改良劑、飼料添加劑等研究；等研究； 日本：白泥與土或工業(yè)垃圾混合，填海造地；用飽和日本：白泥與土或工業(yè)垃圾混合，填海造地；用飽和鹽水精制的鹽泥制氧化鎂；用蒸氨廢渣制石灰。鹽水精制的鹽泥制氧化鎂；用蒸氨廢渣制石灰。中國(guó)：中國(guó)：

32、大多廢液澄清，白泥堆放，澄清液排大多廢液澄清，白泥堆放，澄清液排海或利用。?；蚶?。6060年代天津堿廠利用鹽泥生產(chǎn)輕質(zhì)碳年代天津堿廠利用鹽泥生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂。研究過鈣鎂肥、磚、水泥、橡酸鎂。研究過鈣鎂肥、磚、水泥、橡膠填料等應(yīng)用。研制成白泥、粉煤灰膠填料等應(yīng)用。研制成白泥、粉煤灰與水泥相結(jié)合筑路材料。與水泥相結(jié)合筑路材料。8080年代以來，白泥運(yùn)用于環(huán)保工程，年代以來，白泥運(yùn)用于環(huán)保工程，作脫硫劑和型煤粘劑等。作脫硫劑和型煤粘劑等。(4)白泥綜合利用研究與開發(fā)問題 白泥中可溶性白泥中可溶性氯化物含量氯化物含量較高，約較高，約1515。給白。給白泥再利用，特別是建筑材料工業(yè)泥再利用，特別是建筑材

33、料工業(yè)再利用再利用造成造成困困難難。 白泥中白泥中CaCa2+2+與與MgMg2+2+難難以達(dá)到完全以達(dá)到完全分離分離，為鈣和鎂，為鈣和鎂分別利用增加難度。分別利用增加難度。 制水泥，氯離子對(duì)管道和制水泥，氯離子對(duì)管道和設(shè)備腐蝕設(shè)備腐蝕非常嚴(yán)重。非常嚴(yán)重。 制磚，影響制磚，影響磚強(qiáng)度磚強(qiáng)度。白泥制磚或制水泥。白泥制磚或制水泥成本高成本高于商品磚和水泥，無法進(jìn)入應(yīng)用階段。于商品磚和水泥，無法進(jìn)入應(yīng)用階段。 用于煤燃燒脫硫劑與型煤粘合劑，氯離子在一用于煤燃燒脫硫劑與型煤粘合劑，氯離子在一定溫度下產(chǎn)生氯化氫，少量分解產(chǎn)生二氧化硫，定溫度下產(chǎn)生氯化氫，少量分解產(chǎn)生二氧化硫，增加增加環(huán)境污染環(huán)境污染。

34、白泥用于煙氣脫硫劑：白泥用于煙氣脫硫劑： 濕白泥，濕白泥，pHpH較高和氯離子存在，長(zhǎng)期使用較高和氯離子存在，長(zhǎng)期使用對(duì)對(duì)設(shè)備腐蝕設(shè)備腐蝕，需防腐。，需防腐。 干白泥，干白泥，能耗增加能耗增加，成本提高。，成本提高。 白泥作為鈣鎂肥屬堿性肥料，含氯離子，農(nóng)田白泥作為鈣鎂肥屬堿性肥料，含氯離子，農(nóng)田長(zhǎng)期使用長(zhǎng)期使用土壤是否板結(jié)土壤是否板結(jié)及土壤理化性是否變化，及土壤理化性是否變化，尚不清楚。因此，白泥作為鈣鎂肥還有問題需尚不清楚。因此，白泥作為鈣鎂肥還有問題需解決。解決。(4)白泥綜合利用研究與開發(fā)問題五海洋資源化學(xué)特點(diǎn) 及與其他學(xué)科關(guān)系海洋資源化學(xué)特點(diǎn)： 多學(xué)科性； 提取難度大； 綜合性強(qiáng)。六

35、海洋資源化學(xué)研究展望 1 1人類開發(fā)海洋化學(xué)資源任務(wù)重。人類開發(fā)海洋化學(xué)資源任務(wù)重。 2 2要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，要有明確應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益，不能只強(qiáng)調(diào)近期而不考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，要有明確應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益，不能只強(qiáng)調(diào)近期而不考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 3 3將基礎(chǔ)調(diào)查和研究轉(zhuǎn)向現(xiàn)代開發(fā)利用。將基礎(chǔ)調(diào)查和研究轉(zhuǎn)向現(xiàn)代開發(fā)利用。 4. 4. 單項(xiàng)提取費(fèi)用較高，應(yīng)綜合提取。如用水合氧化態(tài)，每提取單項(xiàng)提取費(fèi)用較高，應(yīng)綜合提取。如用水合氧化態(tài)，每提取1 1噸鈾，可同時(shí)捕集噸鈾，可同時(shí)捕集8.78.7噸鍶、噸鍶、1.51.5噸釩、噸釩、0.50.5噸錳和噸錳和0.370.37噸鎳。噸鎳。5按