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优化元素提取顺序,走活淡化与利用一盘棋——浓海水利用有望战略升级
时间:2012-07-05  来源:  作者:

我国已经成为海水淡化全球发展最快的地区之一,海水淡化后排出的浓海水是量大质优的化学资源,若将其排放不但造成浪费,还会危害近海生态环境。在日前召开的2012青岛国际脱盐大会上,专家建议,针对浓海水的综合利用,应当改变传统的盐化工艺,通过优化元素提取顺序及品种,提高产品附加值,以此摊薄成本,消除海水淡化面临的高成本瓶颈。


记者了解到,随着我国海水淡化装置规模的不断扩大,在有效缓解水资源危机的同时,也副产了大量的浓海水。由于淡化后产生的浓海水盐度和温度与自然界海水差别较大,同时含有杀菌、阻垢、助沉、絮凝等药剂,如长期大量排入海中,将使海洋局部水体发生变化,进而破坏海洋中的生态平衡,造成难以修复的生态环境问题。因此,解决淡化后排出的浓海水处置问题已成为亟须攻克的难关。2012年2月,国务院发布的《关于加快发展海水淡化产业的意见》明确提出,海水淡化处理与资源综合利用相结合。


与此同时,海水中溶存的化学矿物资源总量十分巨大。其中,钾、锂、铀的总储量是陆地总资源量的几千至几万倍而且全球的溴资源几乎全部储存在海水中。海水淡化副产的浓海水中化学组分的浓度为标准海水浓度的近2倍,若获取相同的化学资源,浓海水处理量仅为直接处理海水量的一半,可显著降低提取成本。此外,利用浓海水进行化学资源提取无需设置取海水和加氯杀菌等预处理设备,可大大节约投资和工程造价。海水淡化操作过程中产生的浓海水的温度、流量参数稳定,便于化学资源提取过程的长年平稳运行。


国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所研究员张家凯认为,淡化后浓海水综合利用,若采用传统日晒制盐、苦卤综合利用的工艺,氯化钠利用率小于40%,氯化钾、溴素、氯化镁、硫酸镁的利用率不足30%。对浓海水中化学元素提取,要围绕提取产品的质量和技术经济性等,对提取顺序进行优化。他提出的浓海水中常量元素最佳提取顺序为:先将淡化后浓海水提取溴素,提溴母液采用轻烧白云石法提取氢氧化镁,提镁母液经蒸发浓缩提取硫酸钙后,再进行二次提镁和二次提钙,最后采用沸石离子交换法将母液中的钾离子吸附后使其达到液体盐产品标准。同时,洗脱后的富钾母液经蒸发和冷却等工艺制取真空盐和复合肥产品。


钙离子的提取,工业级硫酸钙、食品级硫酸钙制取,浓海水制取硫酸钙晶须,解决了传统工艺中钙离子基本废弃及污染环境问题,提高了钙盐产品的附加值及硫酸钙晶须产品的质量,缓解了海水制盐中钙盐的浪费和污染问题,降低能耗和成本,工艺过程短。


镁在海水中的含量仅次于钠,储量极丰,如果浓海水中的镁盐不能被合理开发利用,便难以实现浓海水资源化的可持续性。以浓海水为原料,可以提取附加值高的海水镁砂、镁盐功能性材料。


山东省海洋化工科学研究院总工程师孟烨表示,在对浓海水中高量、高值元素及化合物提取的同时,还应当关注稀缺、低微量元素及化合物的提取。提取应当首选提取高值元素及化合物,提高高值元素利用率,低量高值元素提取采用富集技术,高量低值元素提取采用资源节约技术。


河北工业大学教授袁俊生认为,优化元素提取的浓海水综合利用新工艺与传统的工艺相比,提高了化学元素的提取率,减少了土地使用面积,增加了产品品种,提升了产品附加值。如按照100万吨/日海水淡化副产浓海水综合利用项目测算,采用传统工艺投资为10亿元,每年销售收入为8.9亿元;采用元素提取顺序及品种优化工艺投资13亿元,每年销售收入18.8亿元,投资产出比、万元投资产值显著提高。他介绍,目前正在曹妃甸工业区实施的曹妃甸大规模海水综合利用技术集成及工程示范,将为我国海水和浓海水综合利用提供新思路和新方法。


袁俊生表示,到2015年全国的海水淡化规模将达到每天220万~260万立方米,若将副产的浓海水资源的80%加以利用,则可形成约120万吨钾肥、530万吨溴素、250万吨镁盐材料和1500万吨精盐的产业链,新增产值约125亿元。当2020年海水淡化规模达到每天600万~800万立方米的目标时,浓海水资源化新兴产业的产值将达到370亿元以上。


孟烨建议,淡化后浓海水综合利用,应当树立海水淡化与综合利用一盘棋战略,加强地区、行业之间的协作,坚定“海水淡化必须综合利用”思想,项目立项审批与实施必须坚持“海水淡化与综合利用”一体化。

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