水晶宫里的秘密
1959-08-16胡先庚
胡先庚
包罗万象的海洋
海,在人们心目中总是巨大的形象。在很多文章里,我们常常读到“浩如烟海”之类的词句,诗人也往往讴歌海的汪洋浩瀚。从前,人们甚至把海洋理解为无边无际、其深莫测。世界上最大的动物——鲸鱼生长在海洋里;海底有像珠穆朗玛蜂那样的高山峻岭;有生长得异常繁茂的森林;生物学家一时都难以识别的种类繁多的海藻、海苔、鱼类以及珍贵的玛瑙、珊瑚,也都出生于海洋。……海,确实是伟大壮观的。
多少年来,人们一直在研究海洋,利用海洋。海洋的秘密,愈来愈多地被揭露了!在那一片汪洋大海里,埋藏着的有趣的东西确实丰富异常,可是那最大量的海水,往往是不被人注意的。谁知那看来似乎一无所有的碧绿波涛,它本身也可以给人类提供很多有用的物资!
海水能制盐,这巳经是众所周知的一般常识。可是,人们往往不了解海水是化学工业的广阔原料基地,除了煤和化学矿、天然气和空气外,海水为化学工业提供了丰富的资源。在现代已经发现的103种元素中(包括天然的和人造的在内),有一半以上可以由海水里提取。海水里含有常见的几十种元素,其中以氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴较多,此外还有锶、铀、镭、钍、铍、铷、铯、锂……等极为贵重的稀有元素和放射性元素。如果将这些元素设法提炼出来,生产成百上千种的产品,这对我国国民经济的发展,自然有极重要的作用。
有人曾做过这样的概略统计:如果把晒完1万吨海盐后剩下的卤水加以利用,在我们目前的技术水平上就可以生产200吨镁砖(一种高级面火材料)、150吨氯酸钾、2500吨钾镁混肥、2000吨盐酸、150吨漂白粉和10吨溴素,共值人民币77万元。这仅仅是综合利用晒完1万吨盐剩下的卤水呀,如果把我国每年生产几千万吨食盐的卤水都利用起来,那将是一笔多么惊人的财富!
尖端科学技术的食粮
稀有元素和放射性元素锂、铀、锶、镭、钍、铍、铷、铯等,在地壳里的蕴藏量一般都非常分散,很难寻找。海水中却含有这些稀有元素。
现在,人类已经进入了原子时代,而原子反应堆最主要的食粮是铀。铀,在天然铀矿里可以提取,但是用高子交换法也完全可以从海水中提出。尽管海盐卤中铀的含量不高(估针可能在0.002毫克/升左右),但可以取之不尽用之不竭,“集腋成裘”,也大有助于我们发展原子能工业。继原子能之后,当科学家们已经将热核能提到动力工程学的议事日程上的时候,我们也发现热核子反应堆中超重氢的来源——理,还能从海水用源源不断地提炼出来,而且含量比铀要大得多。每升海盐卤中一般含锂15毫克,也许内陆湖盐卤和天然盐卤中的含量还要高些。另外,重水也是原子能工业的原料,卤水的重水含量比普通淡水里多一倍。
在日益发展中的原子能飞机、喷气超音速飞机、各型导强和火箭所需要的燃料和结构材料方面,硼化合物起着极其重要的作用。如碳化硼、硼化钛、氮化硼都是耐几千度高温并能耐高压的超硬材料。有的硼化物(如硼化钢)可做电子放射材料。含硼合金钢、硼化钨、硼化锆、硼化铪都可用作原子反应堆的控制器。硼化氢是最新的高能燃料,硼和氢能生成发热很大的各种化合物,每斤燃烧时能产生300斤——秒的比推力(就是每秒钟每斤物质燃烧时产生的推力),从而构成极高的火箭速度。用这些东西做燃料,可以增加飞行距离,而且更妙的是它们都是液体(如九氢化五硼、十一氢化五硼)或气体(六氢化二硼),具有便于输送的优点,给用做火箭燃料提供了更大的可能性。这些硼化物的基本原料,除硼矿石外,在很大程度上都渊源于卤水。每公斤海水中,含硼4.6毫克。那浩瀚无际的海水,又将供给人类多少硼化合物!
海水制成的金属镁,是航空工业上不可缺少的轻质材料,现代的飞机材料使用着大量的镁,每架飞机的需半吨。金属镁的比重比金属铝还要小,把它们做成合金——“镁铝齐”,用做飞机结构材料,能增加强度,减轻飞机的重量,并且镁的耐碱侵蚀性比铝优良,还能增高铝的抗碱侵蚀作用,所以近代的飞机骨架大多采用这种合金。
仅就以上这几项,已经可以看出综合利用海水的重要意义了。随着尖端科学技术的发展,这些资源的开发日益显得更加重要。它们在原子能、电子技术、航空工业、国防化学工业方面,将发挥更大的作用。
无穷无尽的肥源
“农业一枝花,全靠肥当家。”农业八字宪法里很重要的一条就是“肥料”。海水是肥料的丰富泉源,人们把从海水里提取出来的肥料称作“海肥”或“盐类肥料”。属于这类肥料的名目繁多,如钾镁肥、钙镁肥、氢镁肥、钠镁肥等等都是以卤水为基础经过简单加工或添加其他东西(如石灰)而制成的。卤水除含植物所需要的三大营养元素之一的钾以外,还富含微量元素肥料。这些微量元素肥料,恰恰是一般类型的肥料不常含有的,而它们对植物生长起的作用很大。以卤水中含的镁、硼和溴来说,镁是植物叶绿素的组成部分。缺少镁肥,植物就现出缺绿病症,光合作用就不可能进行,生长和发育会受到阻碍。在酸性土壤中一般镁肥含量都少,因此特别需要镁肥。硼和溴,对植物生长有刺激作用。硼在微量元素肥料中,对植物营养的重要性占第一位。土壤缺乏硼时,植物在早期生长衰弱,生长点和幼嫩器官容易变黄,后期则影响开花结实。这些肥料都可以比较容易地从苦卤中提制出来。只要把海水综合利用起来,农业生产上就能得到大量的肥料。这是无可怀疑的。
多种多样的用途
海水还可以提取许多氯化钾、氧化镁(镁砂)、芒硝、石膏、溴、碘、硼砂、硼酸等等化工原料。这些化工原料,用途之广,就不胜枚举。如:氯化钾可制农肥、氯酸钾、炸药;氧化镁(镁砂)因为它的熔点在2800℃以上,所以是最高级的耐火材料,橡胶胶料、人造石、耐热坩埚都离不开它,造纸厂也用它作纸张的填料;芒硝是制造玻璃的重要原料,它还可以制硫酸和硫化碱;石膏能做浮雕、人像,还能制成水泥、硫酸、硫铵;溴素加在飞机和汽车的内燃机燃料中,可以消除汽缸的爆震度,是内燃机抗爆剂,溴的化合物溴化钾(安神药)、溴化铋、溴化铵、溴化钡用于医药上,溴化银用于电影照像;碘在医药工业上可以生产多种药物,可制消毒杀菌剂;硼砂用于陶瓷工业作陶制品的彩釉及制耐火●●,有色玻璃、电子管半导体、染料也用它作原料;硼酸是医药中常用的防腐剂,也是搪瓷、玻璃、肥皂工业的原料。这些由海水产生的化工原料的用途还有很多,这里得难一一列举。
从以上简短的介绍中,已使我们信服地了解到海洋确是理想的聚宝盆,从酸、碱、盐到稀有元素,无所不包,可以说,发掘海水资源是促进农业、化工、冶金、原子能和国防化学工业发展的一条纽带。
我国拥有一万多公里长的海岸线,自鸭绿江口至海南岛的广大沿海土地上,到处可以晒盐取卤;这样,我们就更有可能让海水的资源驯服地为国家建设服务,让我们努力增产海水化工产品吧!