海水综合开发与高效利用研究进展

裴洪昌，岳茂文，刘建路，李忠芳，陈晓宇

（1.山东海化集团有限公司，山东潍坊 262737；2.山东理工大学化学化工学院，山东淄博 255000）

海洋是资源的宝库，是人类可持续发展的重要资源来源。海洋中水储量占地球总储水量的90%以上。在淡水日益匮乏的今天，海水无疑是重要的淡水资源来源。此外，海水中存在80 余种化学元素，且各种资源储量丰富。然而，海水中离子浓度一般较低，这给海水的资源化开发带来了挑战。对海洋的合理开发利用可为人类的经济发展提供丰富资源［1］。受限于技术水平的发展，早期人类对海水的开发主要是从中获取单一资源。例如，从海水获取淡水，利用多级闪蒸、电渗析、膜分离等方法将水中盐分除去，剩余浓缩液则回排深海、注入深井或排入地表水等，这不但造成了资源浪费，也对排出口的生态造成一定影响。此外，通过日晒将水以蒸汽形式蒸发并结晶后获得盐类，同样会造成淡水资源的浪费。

2012年中国曾在《海水淡化产业发展“十二五”规划》中建议对海水进行综合开发。在获得淡水的同时，浓海水须优先考虑综合利用，暂不可资源化利用时，需选择正确的排放方式处理浓海水。2021年，国家发展改革委联合自然资源部印发的《海水淡化利用发展行动计划（2021—2025年）》则明确要求提高浓盐水综合利用水平，提高海水资源开发水平，保护海洋生态环境。对海水的综合资源化开发，即将海水淡化与海水中化学资源的提取工艺相耦合，同时获得多种资源，不仅符合国家政策要求，也是中国海洋经济绿色发展的必由之路。

目前，对海水资源的综合开发多停留在基础研究阶段，因此了解纳滤膜（NF）或反渗透膜（RO）分离过程中产生的浓水中各种资源的深度、可持续开发现状非常重要［2-3］。本文对浓水中钠、镁、锂、溴、铀等资源富集技术进行总结，侧重不同资源的富集现状和机理，并指出浓水资源开发的技术发展趋势和未来研究方向。

1 膜法海水淡化技术

海水淡化是利用各种方法处理海水，实现海水中盐和水分离的过程。相较于冷冻法和蒸馏技术，膜分离法以其较低的投资和运行成本，逐步成为海水淡化的主流技术［4］。膜分离法主要利用超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透膜（RO）对离子和水分子的选择性透过作用实现海水中不同组分的分离。UF膜孔径为1～100 nm，主要作用为截留水中有机质和不溶物，以保护后续NF和RO膜组件［5］。NF膜一般为表面荷负电聚酰胺复合膜，可以截留相对分子质量为100～1 000 的小分子物质，对海水中高价盐具有显著的截留效果，但仅允许单价盐（主要为NaCl）透过［6］。RO 膜则更为致密，没有宏观意义上的孔结构，只有分子链间的自由体积孔。理论上RO膜只允许水分子通过，对其他盐离子具有高效的截留作用［7］。海水经RO 膜过滤后获得的淡水可供工业生产或饮用。

经过淡化工艺处理后的浓海水与天然海水成分有很大不同，主要表现为盐度和密度增大。浓海水含盐量约是天然海水的两倍，通常还含有系统运行过程中因预处理和膜清洗所添加的其他化学物质，这些物质可能具有一定的海洋生物毒性［8］。此外，由于浓海水比天然海水密度更高，浓海水在排放口附近会和天然海水分层，然后滑向更深的海床。从排放点到海床底部，海洋生物都会暴露在浓海水中从而影响海洋生态。因此，浓海水的直接排放对海洋环境产生诸多不利影响，同时也会造成浓海水中其他资源的浪费。NF和RO的浓缩液中各种离子可成倍浓缩，为其他资源的开发提供了新的思路［9-10］。

2 浓水中各种资源的提取

2.1 氯化钠的提取

食盐（NaCl）是人类生活的基础。盐田日晒法是海水制盐的主要方法（表1）。其主要工艺是将海水引入盐田，利用太阳能将海水中的水分蒸发，使海水中盐分浓度逐渐增加直至过饱和析出。由于海水中除NaCl外，还含有其他多种杂质离子，如Ca2+、Mg2+、SO42-等，直接利用天然海水晒盐制备的粗盐，杂质含量高，从而延长了后续精制工艺。NF可以高效地将海水中的单价离子和高价离子分离，获得高纯度的NaCl溶液，以减少其精制工艺路径，降低生产成本［11］。波兰Debiensko脱盐厂利用纳滤膜，对煤矿盐水进行脱盐预处理，处理后的制盐能耗从970 kW·h/t 降到450 kW·h/t，结垢量从110 kg/t降至50 kg/t［12］。

表1 氯化钠主要提取工艺原理及优缺点Table 1 Main extraction process principles，advantages and disadvantages of NaCl

电渗析技术是另一种可将海水中NaCl 纯化的方法，其具有预处理过程简单、浓缩倍率高等优势。相对传统盐田法制盐，电渗析浓缩可大量节约盐田用地，不受季节和降水影响［13］。电渗析技术的核心是离子交换膜，按照荷电种类和可交换离子类型，离子交换膜可分为阳离子交换膜（阳膜）和阴离子交换膜（阴膜）。其中，阳膜中一般含有带负电的酸性基团，如磺酸根等，可为溶液中阳离子提供传质路径，并依靠静电斥力阻挡水中阴离子的跨膜传递。阴膜则含有季胺等荷正电基团，可以传递溶液中的阴离子而阻挡阳离子［14-15］。由此机理可知，电渗析也是无相变过程，其综合能耗相对较低。JIANG 等［16］研究发现，电渗析过程中的传质驱动力主要为电能而非由浓度差引起的渗透现象，且经过电渗析之后，每升浓水中的含盐量约为271 g，远高于蒸发法制盐的原液浓度（每升水中的含盐量约为170 g），可极大地减少晒盐的时间和成本。经过计算，电渗析处理RO浓水运行成本约为1.5 元/m3，证明电渗析是一种具有成本优势的浓水处理工艺［17］。然而，目前电渗析装置特别是电渗析膜的成本，仍然是制约电渗析大规模应用的主要瓶颈。此外，电渗析过程对进水水质的稳定性有一定要求，也需要对进水进行预处理或根据进水水质调整操作工艺。

2.2 镁的提取

镁是一种重要的金属，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。中国对镁资源的开发已有几十年的历史，但主要是以矿石类资源开发为主，对海水中镁的资源利用率一直较低。相反，美国、英国、以色列等国家的镁资源约90%来源于海水［18］。浓海水提取镁是一种重要的资源开发方法，可以解决海水淡化过程中产生的浓水问题，同时也可获得有价值的镁资源，促进资源的循环利用和可持续发展。目前，已经有多种方法用于浓海水提镁，包括化学沉淀、离子交换、膜分离和电解等方法（见表2）［19］。

表2 海水中镁的主要提取工艺原理及优缺点Table 2 Main extraction process principles，advantages and disadvantages of Mg from seawater

化学沉淀法是海水提镁发展较早的一种方法，即通过向海水中添加低成本的碱，如石灰乳、氨水和烧碱，使Mg2+以Mg（OH）2形式沉淀出来，也可直接利用CO2将Mg2+以MgCO3的形式析出，最终通过过滤或沉淀分离的方法将其沉淀分离出来，从而获得镁盐［20］。影响浓海水中提取Mg2+的主要杂质离子是Ca2+，如石灰乳沉淀法制备Mg（OH）2时，会有部分CaSO4杂质析出，而以CO2沉淀时则会产生一定量的CaCO3沉淀。因此，如何选取合适的碱或其他沉淀剂以获得高纯度的Mg（OH）2或MgCO3是必须要解决的问题。

离子交换膜结晶器作为一种新型分离技术，可以从海水和工业卤水中提取高纯度的氢氧化镁。该技术将离子交换和膜结晶技术相结合，通过离子交换膜将OH-转移到反应区，使得反应区中的Mg2+与OH-结合形成Mg（OH）2晶体。这种技术不需要将沉淀剂直接投入到浓海水中，因此可以避免共沉淀问题，同时可以使用低成本和低纯度原料，在降低生产成本的同时，不会影响产品纯度［21］。然而，离子交换过程提供的切向流速率一般较小，如何保证在膜表面形成的晶体颗粒及时脱落以避免膜表面的结垢和污染，仍是膜结晶过程的挑战［22］。

电解法是一种利用电化学反应将Mg2+还原为金属镁的方法。在电解过程中，将浓海水作为电解质，Mg2+在电极上还原为金属镁，并在电极上沉积。电解法的优点是可以获得高纯度的金属镁，同时也可以减少废水的产生。此外，电解法可以在较短的时间内完成镁的提取，具有用于镁大规模生产的潜力。然而，电解法需要消耗大量的电能，生产成本较高；此外，电解法还需要定期更换电极和维护设备，因此需要较高的维护成本［19］。

2.3 钾的提取

钾是中国重要的战略性矿产资源，也是最为紧缺的战略性矿产资源之一。中国钾资源产地主要在青海柴达木盆地和新疆罗布泊盐湖地区。但苛刻的开发和生产环境限制了上述地区钾资源的开发利用，导致国内产能难以满足需求，大部分依赖进口。作为农业大国，这将会影响国家“三农政策”的贯彻实施和国家粮食安全，因此开发新的钾矿资源势在必行。海水中钾元素的总储存量达5.50×1014t，是全球陆地钾矿总储量的一万余倍，并且是可持续开发的天然矿物资源。但是，海水中K+含量约为0.4 g/L，远低于卤水中K+含量，这给海水提钾带来挑战。经反渗透浓缩后的浓海水中K+浓度相对原始海水可提高近一倍，但同时其他杂质离子浓度也相对较高，其中Ca2+、Mg2+、SO42-等离子可采用沉淀或纳滤法去除，而NaCl将成为主要杂质因素［23］。

离子筛或树脂吸附法是浓海水提钾的一种重要方法。离子筛是利用材料内部孔隙结构和化学反应，将K+取代原有的离子嵌入材料中形成化学键而固定K+的方法。树脂吸附法则主要利用树脂中含有的阴离子基团，如—SO3H等可以与K+形成阴阳离子形式而将K+固定到树脂上。离子筛和树脂法在固定K+后，均需要利用洗脱剂将K+从固相材料中脱附，同时也完成固相离子筛或树脂的再生［24］。

中国学者以斜发沸石为K+吸附剂，建立了具有自主知识产权的海水提取KCl工艺。该工艺利用斜发沸石中特殊的晶体孔道结构选择性地吸附海水中K+，再以氯化铵溶液洗脱得到富钾溶液。洗脱液中主要含有氯化钠、氯化钾和氯化铵，最后利用氨析法或分布结晶法获得氯化钾。该项成果被鉴定为国际领先水平，并在河北曹妃甸工业区和山东建立了5万t/a的示范工程［25］。

沉淀法是较早研究的海水提钾方法，主要是利用K+与其他阴离子形成沉淀而富集钾。常用的沉淀剂有六硝基二苯胺（六硝基二苯胺钾盐难溶）、磷酸盐、四苯硼酸钠（四苯硼酸钾难溶）。但是，此类沉淀剂一般成本较高，且六硝基二苯胺易爆，在实际生产中实用价值较低。

溶剂萃取法是另一种海水提钾的重点研究方向之一。溶剂萃取法主要利用K+在水相和有机萃取剂相中的溶解度不同，将K+选择性地从海水中萃取入萃取剂，再用纯水将萃取剂反萃，进而达到K+纯化的目的。主要萃取剂有正丁醇、异戊醇、冠醚类、有机酸的煤油溶液等［26］。然而，萃取法对低浓度K+的萃取效果一般较差，且需要大量使用有机萃取剂和纯水，具有一定的环境风险和成本风险。海水中K+的主要提取工艺原理及优缺点见表3。

表3 海水中K+的主要提取工艺原理及优缺点Table 3 Main extraction process principles，advantages and disadvantages of K+ from seawater

2.4 锂的提取

锂被称为“工业味精”、“金属材料的维生素”等，已被广泛用于电工电子、高能电池、医药等诸多领域。随着中国“双碳”战略的实施和新能源汽车的发展，锂资源的需求量正逐步提高。目前，锂的主要来源为固体锂矿和盐湖卤水，但从长远来看，两者中的锂储量仍不能满足人类可持续发展的需求［27］。海水中蕴含着约2 300亿t锂资源，从海水中提取锂已成为锂资源来源的重要保障［28-29］。2023年3月8日，青岛水务集团海水淡化公司百发海水淡化厂与礼思（上海）材料科技有限公司举行了全球首个海水淡化浓盐水提锂的合作项目签约仪式，这表明从海水淡化浓水中提锂已由基础理论研究进入到了实际生产过程。

参考卤水提锂，离子交换法是浓海水提锂的重要方法，如礼思（上海）材料科技有限公司曾公开一种吸附塔提锂的工艺方法［30］，其主要利用吸附剂或离子交换树脂将Li+选择性地从混合盐溶液中富集，再经过适当洗脱液脱附而实现Li+的分离和富集。该工艺更适用于Li+含量较低且镁锂比较高的液态锂资源的富集，并且工艺简单、污染较少，具有实际应用前景。吸附剂主要包括有机吸附剂和无机吸附剂，其中无机离子筛吸附剂在实际中应用较多。锂离子筛吸附剂是预先在化合物中引入Li+，在离子筛制备成型后再将预先引入的Li+去除，从而保留Li+的孔隙结构。该孔隙结构与Li+具有尺寸匹配效应，即“离子筛效应”，可将Li+从多种混合离子中提取出来［31］。

沉淀法是富锂卤水中锂资源提取应用最多的方法。该方法首先通过自然蒸发或其他方式将混合盐溶液浓缩，然后加入NaOH 和Na2CO3去除Mg2+和Ca2+，经过再次浓缩后加入Na2CO3最终获得Li2CO3。然而，此方法需要大量的NaOH 和Na2CO3作为沉淀剂除杂，无疑增加了提锂成本，特别是在Li+浓度较低时更为显著。

溶剂萃取法也是液态锂资源提取的重要方法。溶剂萃取法提锂所获得产品纯度较高且工艺简单，曾成为液态锂资源提取的主要方法。目前，萃取剂主要有磷酸酯类、脂肪醇类、离子液体类、短链酮类、冠醚和类冠醚类等，其中冠醚类萃取剂主要依靠冠醚环尺寸与Li+尺寸的匹配效应，选择性地从混合离子溶液中提取Li+［32］。此外，以磷酸三丁酯为代表的协萃剂，对提高Li+的提取率具有重要促进作用。

目前，浓海水提锂大多还处于实验室研究阶段，除已开始建设的百发海水淡化厂项目外，鲜有工业化应用报道。其主要原因是浓海水中Li+浓度较低，无法直接借鉴卤水提锂相关工艺技术。相对于卤水提锂，浓海水提锂仍具有较高的技术难度和能耗。随着科学技术的不断发展，可再生能源和工业低品质能源的合理利用被认为是降低浓海水提锂整体工艺能耗的有效路径。目前，不同提锂工艺仍有许多的技术瓶颈需要突破（见表4），如吸附剂的选择性、使用寿命和可再生性；溶剂萃取工艺则面临着有机溶剂的过量使用及较大的占地面积等问题［33］。

表4 海水中锂的主要提取工艺原理及优缺点Table 4 Main extraction process principles，advantages and disadvantages of Li from seawater

2.5 铀的提取

铀是核能开发不可缺少的基础原料，是未来清洁能源的重要方向。此外，战略性铀资源在军事领域更是具有不可替代的作用，是国家核威慑力的有效保障，也是国家安全的重要保障。固体铀矿石是一种不可再生资源，已探明储量仅可供人类开发使用百年。海洋中铀资源的合理开发利用为铀资源来源提供了新的思路，被誉为可以改变世界的化工分离过程之一［34］。

海水提铀的主要挑战在于其极低的自然浓度，仅为3 μg/L 左右，且各种干扰离子浓度较高。在不同pH 条件下，海水中铀的存在形式主要为UO22+、UO2（CO3）34-、CaUO2（CO3）32-和MgUO2（CO3）32-络合物［35］。海水中铀提取的重要方法是基于偕胺肟配体［－C（NOH）NH2］的功能化吸附剂进行吸附（见表5）。偕胺肟基吸附剂用于海水提铀的机理是C＝N的成键电子和N—O键中氧原子上的孤对电子与铀酰等金属离子进行螯合［36-37］。目前，已有多种偕胺肟改性聚合物被用来选择性地从海水中富集铀，并取得可观的吸附容量。

表5 海水中溴的主要提取工艺原理及优缺点Table 5 Main extraction process principles，advantages and disadvantages of Br from seawater

近年来，多孔材料如环糊精、金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）、多孔有机聚合物（POPs）等因具有优异的吸附性能和丰富的比表面积而被用作铀吸附剂载体［38-39］。例如，偕胺肟功能化COFs 材料在模拟海水中的铀吸附容量可达127 mg/g，理论上其在浓海水中具有更高的铀吸附容量［40］。此外，偕胺肟修饰的多孔芳香族骨架（PAFs）材料由于形成了开放式结构，吸附剂上的偕胺肟基利用率更高，具有702 mg/g 的超高铀容量。此类吸附剂与传统聚合物吸附剂相比，吸附容量提高了16 倍，吸附率提高了7 倍。此外，PAFs 固体吸附剂能够集成到各种设备中，从而实现从真实海水中铀的高效提取，21 d 内的吸附容量可达到商业标准（6 mg/g）［41］。

由于铀在海水中浓度极低，因此优化各类吸附剂的吸附动力学过程对实际吸附效果的影响非常重要。生物体内普遍存在的分型结构如血管等具有超高的流体输送效率。YANG等［42］制备了分型结构聚合物膜并用于铀的富集，膜中的大孔结构为铀的输送提供传质通道，减小了传质阻力，而遍布膜内部的微孔和小孔结构则提供了丰富的比表面积，从而增加了吸附活性位点，有效提高了吸附容量。结果表明，相对于仅有小孔和微孔结构的自聚微孔聚合物膜，具有分型结构的膜吸附容量可以提升20 倍，且在真实海水中四周的铀吸附量可达9.03 mg/g，具有良好的实际应用前景。

吸附法是海水或浓海水提铀的开发热点。首先，面向工程化应用的海水提铀材料和工艺仍面临挑战；虽然吸附剂的吸附容量有所突破，但是仍然需要提升。其次，如何在结构上优化吸附剂，以提升吸附动力学效率、缩短吸附平衡时间是新材料开发的另一个方向。再次，吸附剂材料的结构稳定性、循环使用性及在海水中的耐污染性是从经济上衡量材料可否工程化应用的重要因素。

2.6 溴的提取

溴是重要的化工原料，被广泛应用于阻燃剂、感光剂、医药中间体、农药和染料等各个领域。地球上约99%的溴储存在海洋中，因此溴素又被称为“海洋元素”。为满足经济发展对溴需求的增长，亟需开发从海水或浓海水中提取溴的工艺技术，以解决中国溴素行业的可持续发展问题［43］。浓海水中溴含量是天然海水中的两倍，合理高效地从浓海水中提取溴，不但可以增加海水淡化过程的附加值，降低海水淡化成本，也有助于提升海水资源的综合利用水平，以减少海洋环境污染。

海水中溴的提取主要有3 种方法：水蒸气蒸馏法、空气吹出法、离子交换法（见表5）。其中，水蒸气蒸馏法是应用较早的海水提溴方法。该方法使用Cl2直接将水中Br-氧化，再利用Br2和水的挥发性差异，采用水蒸气蒸馏法将Br2蒸出。此方法虽然收率较高、工艺流程简单，但需要较大能耗提供水蒸气，且对低浓度溴含量海水的提取效果不佳［44］。

空气吹出法是目前应用最广泛的技术之一，中国约95%的溴产能采用此方法。其原理为：在含溴溶液中加酸后通入Cl2，Cl2将水中的Br-氧化为游离Br2；然后将含Br2水溶液通入吹出塔并从塔顶淋下，塔底通入压缩空气将挥发性Br2吹入吸收塔，Br2即可被吸附剂（酸、碱、SO2）吸收成为高浓度Br-富集液；富集液再通入Cl2或H2SO4使Br-再次氧化为Br2［45-46］。空气吹出法是发展较早的溴提取方法，对原液中溴的自然浓度要求不高，被广泛用于海水提溴。该工艺路线成熟，生产稳定，易于自动化控制。然而，该工艺设备投资和能耗较高，资源利用率较低，生产工艺和产品质量易受当地气候条件的影响［47］。

离子交换树脂法是另一种研究较为广泛的溴富集技术［48］。其原理是利用离子交换树脂的特性，将海水中的Br-与树脂上的阴离子（如OH-）进行交换，从而将Br-富集在树脂上。具体过程为：将海水流入离子交换树脂柱或床层，树脂上的阴离子交换基（如OH-）与水中的Br-结合，树脂上的Br-浓度逐渐增加；当树脂上的Br-浓度达到一定程度时，可以用盐水或其他溶液将其洗出，从而得到富集的Br-。离子交换树脂法具有操作简单、富集效率高、溴纯度高等优点，但也存在一些缺点，如成本较高、树脂易受污染等。此外，由于海水中含有高浓度的Cl-和I-，其对Br-的选择性是溴富集的重要影响因素［49］。

电化学氧化法是近期开发的一种海水提溴的方法，其主要过程为将浓海水作为电解液，利用三电极体系进行电解。在电解池中，阳极发生氧化反应将Br-氧化成Br2，同时在阴极上发生还原反应，将水分解成H2和OH-。通过控制阳极电位，可以实现对溴化物的选择性氧化，从而提高溴的提取效率。该方法的原理是基于溴化物和氯化物的标准氧化还原电位之间的差异，通过控制阳极电位在这个差值范围内，实现对Br-的选择性氧化。相比传统的酸化和氯气氧化方法，电化学氧化法具有工艺简单、生产清洁、能耗低等优点，且不需要使用氯气等有害物质，因此具有更好的应用前景［43］。

3 现运行海水综合利用项目简介

山东海化集团在国内率先实现卤水提溴—纳滤获得NaCl—生产纯碱的综合利用工艺（图1），即卤水首先经过提溴工艺获得溴素，再经过纳滤工艺将提溴后原水中大部分二价盐离子去除，精制后透过液主要为纯度较高NaCl 溶液，可直接用于纯碱生产，同时纳滤浓缩液则排入盐场用于晒盐［50-51］。该工艺中海水经过提溴、纳滤分离后，纳滤透过液和浓缩液均获得进一步利用，提高了海水的资源化利用效率。

图1 山东海化集团海水/卤水综合利用工艺Fig.1 Comprehensive utilization process of seawater/brine in Shandong Haihua Co.，Ltd.

河北某企业建立了万吨级的浓海水制备Mg（OH）2工程，将浓海水与石灰乳Ca（OH）2反应获得Mg（OH）2，且浓海水中高浓度SO42-与Ca2+生成副产物二水硫酸钙，同时获得高纯度Mg（OH）2和副产物CaSO4，增加了企业经济效益［52-53］。

天津国投津能发电有限公司（天津北疆电厂）建立了发电—海水淡化—浓海水制盐—废物资源化利用的循环经济发展链（图2）。利用发电机组余热和低品位蒸汽用于海水淡化供能，淡化后的浓海水则引入汉沽盐场制盐，制盐母液再用于生产溴素、氯化钾、氯化镁等盐的生产，实现海水综合利用的零排放工艺。

图2 天津国投津能发电有限公司海水综合利用工艺Fig.2 Comprehensive utilization process of seawater in Tianjin Sdic.Jinneng Electric Power Co.，Ltd.

4 总结与展望

海水是整个人类的资源宝库，且全球海洋具有优异的自循环性，因此海洋资源可谓取之不尽、用之不竭。但对海洋资源的开发也需要遵循可持续发展的道路。基于膜法的海水淡化技术已成为从海水获得淡水的主要方法。此外，海水中其他矿产资源也已被利用和开发。目前，已经产业化和正在产业化的海水资源主要有食盐、溴、镁、钾和锂，其他微量元素如铀、铷、锶、铯等的富集也正在积极开发。随着陆地资源储量的消耗和开发成本的增加，海水中硅等元素也逐渐展露出开发价值。

纳滤或反渗透过程产生的浓海水由于其资源浓度较自然海水浓缩近一倍，因此对其开发利用具有更高的经济价值。从浓缩海水中提取各种资源不仅成为学术界研究的热点，而且因其广阔的前景也引起了工业界的关注。尽管目前已有多种技术探索浓海水的综合利用，但其实际工业化进程仍具有一定挑战，特别是海水中浓度较低的离子。对于低浓度离子，吸附法因其工艺简单、应用范围广泛、易于设计和操作简单而更具优势。美国、日本和中国已开发面向海水或浓海水中铀提取的吸附剂。目前，对特种离子具有高度专一性的特种吸附剂的开发成为了研究的重点。此外，吸附剂在高浓度杂质离子存在下的吸附选择性和吸附动力学机制，脱附过程和吸附剂再生性等的基础研究将有助于开发更具经济性的吸附剂。

由于浓海水的深度利用工艺发展较晚，针对浓水利用的各种工艺过程的详细经济评价仍有待明晰。目前对于浓海水的开发，仍然是专注于某一种或几种资源成分。此外，多种工艺的耦合技术有望在浓海水离子的提取中体现其独有优势，具有很大的发展空间。尽管浓海水的综合利用仍具有挑战，但因其自身的可持续性和绿色过程，仍然是极具市场潜力和发展前景的技术。