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水中取宝(第1页)

水中取“宝”

尝过海水的人都知道,海水又咸又苦。这是什么原因呢?原来海水里溶解了大量的气体物质和各种盐类。现在,人们在陆地上发现了100多种化学元素,其中有相当数量的已在海水中找到。科学家们计算,在1立方公里的海水中,有2700多万吨氯化钠,320万吨氯化镁,220万吨碳酸镁,120万吨硫酸镁。如果把海水中的所有盐分全部提取出来,平铺在陆地上,那么陆地的高度可以增加150米。假如海水全部被蒸干了,那么在海底将会堆积60米厚的盐层,盐的体积有2200多万立方公里,用它把北冰洋填成平地还绰绰有余。

就海中元素而言,人们现在提取量最多的还是海盐。大家知道,盐是人类不可缺少的食用品,盐还是化学工业的基本原料,所以,人们称盐是“化学工业之母”。现在,人们已经采用科学的方法大量提取海盐。这些海盐供人们食用的只是很少的一部分。大部分还是作发展化学工业的原料。以食盐为原料,可以生产出许多不同用途的产品,把食盐溶液电解,就能得到烧碱、氯气和氢气等物质。把烧碱加入动植物油中,再放到锅里煮一下,就可以制出肥皂和甘油。植物纤维溶于烧碱后又可以生产出人造丝。氢气和氯气是制造盐酸的原料,将氢气在氯气中燃烧得到氯化氢,再将氯化氢溶于水中就是盐酸。盐酸的用途非常的大,合成橡胶、染料、制革、制药、化肥等的制造和生产,都需要大量使用盐酸。每生产1吨尼龙就需要0。5吨多盐酸。在有二氧化碳和氨气的条件下,食盐还可以转化为纯碱。纯碱的用途也很大。生产1吨钢,需要10~15千克纯碱;生产1吨铝,需要0。5吨纯碱;化肥、造纸、纺织等工业也都需要大量的碱。

电解食盐还可以得到金属钠。金属钠质地柔软,在喷气式飞机和舰艇材料的制造上都要用到它。金属钠的过氧化物对解决高山和水下缺氧问题还有独特的作用。它能把人们呼出的二氧化碳吸收,同时又能放出人们需要的氧气。这就能解决深海潜水员、潜艇舱内人员的缺氧问题。潜水员在水下作业就不必带有“长气管的面具”,可以在水下进行较长时间的活动。由此可见,食盐在化学工业上是何等重要。

海水中含有大量的镁,它主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。大规模地从海水制取金属镁的工序并不复杂,将石灰乳加入海水,沉淀出氢氧化镁,注入盐酸,再转化成无水氯化镁,电解便可以得到金属镁。制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。金属镁在这里起了重要作用。镁比铝还要轻,铝中“掺”上镁,就是制造飞机和快艇的既轻又坚固的材料。金属镁还可以做火箭的燃料。我们熟悉的信号弹、照明弹和燃烧弹,都要用到金属镁。近年来,金属镁在机械制造工业上,有代替钢、铝和锌等金属的趋势。有人说金属镁是金属中的“后起之秀”。这话不假,确实金属镁很有发展前途。

溴是一种重要的医用药品原料。大家熟悉的红药水,常用的青霉素、链霉素、普鲁卡因以及各种激素的生产都离不开溴。溴还有很多用处,用它制成的灭害药,可以消灭老鼠;杀虫剂,可以消灭害虫。在工业上它还可以用来精炼石油,制造染料。地球上99%以上的溴都蕴藏在汪洋大海中,故溴还有“海洋元素”的美称。据计算,海水中的溴含量约65毫克/升,整个大洋水体的溴储量可达100万亿吨。

海水中碘的含量为0。06毫克/升,海洋中碘总储量共有930亿吨左右。这要比陆地上的储量还多。碘是人体不可缺少的元素之一,如果缺少了它,人就会得一种“粗脖子”病。如果给病人适当服用含碘药剂,就可以防病。碘在尖端科学和军事工业生产上有重要用途。碘是火箭燃料的添加剂。在精制高纯度半导体材料锗、钛、硅时要用到碘。此外,碘在照相、橡胶、染料工业方面也都有着重要作用。

核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,已得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研制之中。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。

铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2250吨优质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富,且分布极不均匀。只有少数国家拥有有限的铀矿,全世界较适于开采的只有100万吨,加上低品位铀矿及其副产铀化物,总量也不超过500万吨,按目前的消耗量,只够开采几十年。而在巨大的海水水体中,却含有丰富的铀矿资源。据估计,海水中溶解的铀的数量可达45亿吨,相当于陆地总储量的几千倍。如果能将海水中的铀全部提取出来,所含的裂变能可保证人类几万年的能源需要。不过,海水中含铀的浓度很低,1000吨海水只含有3克铀。只有先把铀从海水中提取出来,才能应用。而要从海水中提取铀,从技术上讲是件十分困难的事情,需要处理大量海水,技术工艺十分复杂。但是,人们已经试验成功了很多种海水提铀的办法。

海水中有的元素尽管含量很微小,但是由于海水量很大,所以总的储量却相当可观。比如海水中含有的黄金,每升水中仅含有0。000004毫克,但是,海水中金的总储量却有600万吨。现在世界上从海水中提取量最大的金属镁,每年的产量还不到1立方公里的海水中储量的110。

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