淺論海水制鹽未來發(fā)展趨勢

◎ 柴子華 劉雪芝

原鹽（NaCl）是五大化學礦產(chǎn)品之一（其他四種是石油、煤炭、石灰石、硫）。在人類發(fā)展史上，原鹽是一種舉足輕重的化學品，這不僅因為它是人類賴以生存的必需品和重要的化工原料，而且也由于它曾經(jīng)從政治、經(jīng)濟、社會等諸方面對人類歷史產(chǎn)生過重要影響。

我國是生產(chǎn)鹽的大國。2015年產(chǎn)量高達8876萬噸，其中海鹽產(chǎn)量為3233萬噸，井礦鹽為4456萬噸，湖鹽為1187萬噸[1]。但對人類發(fā)展史上影響最為廣泛的是海鹽生產(chǎn)，因生產(chǎn)過程占用大量的土地資源，近些年來發(fā)展呈萎縮狀態(tài)。海鹽未來發(fā)展的出路在哪里？本文就海水制鹽的未來前景淺談一點粗淺的認識。

一、日曬濃縮海水（地下鹵水）制鹽

利用太陽能蒸發(fā)海水（地下鹵水）濃縮制鹽是目前我國海鹽（原鹽）的生產(chǎn)采用方法，其生產(chǎn)技術路線為：納潮→制鹵→結晶→收鹽→集砣。根據(jù)鹽田結構又可分為：分散式鹽田制鹽、集中式鹽田制鹽、半集中式制鹽。

1．分散式鹽田制鹽

以單元為獨立生產(chǎn)單位，在該單元內(nèi)獨立完成納潮、制鹵、結晶、堆坨整個生產(chǎn)過程。由于單元小，適應性較強，生產(chǎn)操作靈活，單位面積產(chǎn)量較高。但是鹽田結構零散，產(chǎn)品分散、運輸困難，勞動負荷重，管理不便，機械化程度較低。

2．集中式鹽田制鹽

納潮、制鹵、結晶、集砣四大集中生產(chǎn)方式。全場為一個大的生產(chǎn)單元，攤田結構規(guī)整，產(chǎn)品堆存及運輸方便，便于大機械化生產(chǎn)，鹵水易實現(xiàn)綜合利用，勞動負荷輕，生產(chǎn)技術管理統(tǒng)一，是日曬法制鹽的主要方式。但建設周期較長，投資大，形成生產(chǎn)能力周期相對較長。

3．半集中式鹽田制鹽

介于分散式與集中式鹽田之間的一種鹽田結構，一定程度上集中了二者的優(yōu)點，克服了不足。一般是采取納潮、初級制鹵區(qū)集中，中級制鹵區(qū)集中程度不一，高級制鹵區(qū)、結晶、堆坨在單元內(nèi)完成。單元與單元之間互相獨立，又相對集中，實現(xiàn)機械化優(yōu)于分散式鹽田，遜于集中式鹽田。

無論何種鹽田制鹽模式，技術關鍵在制鹵技術及結晶技術管理上，經(jīng)過多年來的技術實踐，根據(jù)所處區(qū)域受氣候條件的影響，形成了具有各自特點的工藝技術路線，以期達到高品質(zhì)、高產(chǎn)量的目的。以我國北方海鹽區(qū)（海鹽主產(chǎn)區(qū)）為例，逐步形成了薄趕深儲的制鹵工藝，實現(xiàn)了成鹵速率快，鹵水易于保存目標。在結晶工藝上采取深鹵結晶工藝，結合塑料苫蓋技術，使鹽質(zhì)、產(chǎn)量有了可靠的保障。

日曬法制鹽盡管在制鹽技術上日臻完善，但由于靠太陽能蒸發(fā)完成制鹽過程，其占地面積大，海水制鹽80%的面積用于制鹵，制鹵過程受天氣影響較大，單位土地產(chǎn)出較低，人員占用量大，勞動生產(chǎn)率低，勞動生活環(huán)境相對較差缺陷很難改變。近年來，我國工業(yè)化進程進一步加快，對土地資源的需求愈來愈強烈，制鹽占用大量的土地將會逐步被其他工業(yè)園區(qū)所取代，海鹽要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，改變現(xiàn)有的生產(chǎn)模式必須提到議事日程。

二、海水濃縮工廠化制鹽

1．海水工廠化制鹽

海水工廠化制鹽最早起源于日本，采用主要方法為：電滲析濃縮海水-蒸發(fā)結晶制鹽，由于該制鹽方式占地面積少，受天氣影響較小，且產(chǎn)品質(zhì)量高，30多年來發(fā)展較快，目前日本全部采用電滲析法生產(chǎn)食鹽，其年產(chǎn)量150萬噸，其他國家和地區(qū)電滲析生產(chǎn)食鹽約50萬噸。日本電滲析制鹽發(fā)展較快，在20世紀60年代，電滲析濃縮鹵水中NaCl含量可達170g/L,噸鹽耗電為350kw.h,目前鹵水濃縮NaCl含量在200g/L以上，噸鹽耗電可降到150kw·h，據(jù)稱極限耗電指標為 120kw·h[2]。

2．海水淡化后濃海水制鹽

海水淡化后的濃海水含鹽量約為海水的兩倍[3]，而且含有在海水預處理工程中添加的化學藥劑，若直接排放，將會對土壤、地表水、海洋環(huán)境造成污染。特別是我國近海海域海洋養(yǎng)殖業(yè)非常發(fā)達，極易受到直排的濃海水影響[4]，排放備受爭議，已受到國內(nèi)環(huán)保界的高度關注，特別是渤海近似內(nèi)海，海水交換能力弱，自凈能力有限，若濃海水的直接排放對海洋環(huán)境的影響是十分明顯的。

濃海水與制鹽產(chǎn)業(yè)相結合是解決濃海水排放的有效途徑之一[5]，國內(nèi)外也不乏利用海水淡化后濃海水制鹽的案例，在制鹽企業(yè)規(guī)模較大，利用海水淡化后的濃海水制鹽的確是一較好的模式，但由于我國的單體制鹽企業(yè)規(guī)模相對較小，大規(guī)模海水淡化排放的濃海水直接排到鹽田制鹽尚存在一定的問題。渤海沿岸地區(qū)是我國重要的海鹽產(chǎn)區(qū)，其中山東省海鹽年產(chǎn)量約占全國海鹽產(chǎn)量的80%。山東海鹽區(qū)主要是取自萊州灣近海沿岸的地下鹵水，但是近年來，隨著鹽業(yè)快速發(fā)展，萊州灣沿岸地下鹵水資源出現(xiàn)了枯竭的趨勢，取水深度加深，上水量減小及鹵水濃度下降的現(xiàn)象越來越嚴重。鹵水資源量的衰減、品位降低制約著鹽業(yè)及相關行業(yè)發(fā)展的問題凸顯，尋求新的類品位替代資源已刻不容緩。而地下鹵水與濃海水濃度、化學成分極為相似，是替代地下鹵水的最佳原料。濃海水取代海水、地下鹵水制鹽是處置濃海水理想方案。

海水淡化后的濃海水與灘曬法制鹽直接結合不符合我國實際情況。盡管近些年來個別海水淡化企業(yè)后的濃海水直接排放到鹽田直接制鹽，從生產(chǎn)技術上不存在問題，但從兩類企業(yè)融合協(xié)同發(fā)展上看，濃海水直接排放到制鹽企業(yè)直接用于制鹽存在著結構性矛盾。

一是灘曬法制鹽灘涂容納濃海水量有限，以山東省濰坊鹽區(qū)為例，一日產(chǎn)僅10萬噸的海水淡化廠需要與年產(chǎn)100余萬噸海鹽生產(chǎn)場配套，若采用灘曬法制鹽，則至少需要占用50平方公里以上的土地面積。

二是海鹽生產(chǎn)有季節(jié)性，產(chǎn)量受天氣影響較大，而海水淡化常年均衡生產(chǎn)。北方灘曬制鹽受到季節(jié)氣候的影響較大，全年的鹽產(chǎn)量在春季、秋季得到。這就導致在降雨集中區(qū)時需要占用大量土地建設儲鹵池來保存濃海水，需要的儲鹵池面積約為蒸發(fā)區(qū)面積的 40%。

三是灘涂面積萎縮。一方面，隨著我國城市化進程，大量鹽田被占用用作他用已成為不爭事實,土地成為稀缺資源。山東省濰坊產(chǎn)鹽累計減鹽產(chǎn)量近300萬噸。山東省鹽業(yè)集團所屬山東寒亭第一鹽場已累計減少鹽田面積約4000畝（2640000 m2）。另一方面，從長遠來看沿海地區(qū)提高土地利用價值是經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，鹽田面積萎縮趨勢仍在繼續(xù)，難以滿足海淡濃水處理的需求。

因此立足我國實際，發(fā)展新型制鹽技術，走工廠化制鹽（或工廠化制鹵與灘田結晶相結合），實現(xiàn)“水鹽結合”是解決濃海水排放的必由之路，也是鹽業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)實選擇。隨著我國在膜材料、膜處理技術的快速發(fā)展，一些用于高鹽水處理技術日趨成熟，在電力、煤化工行業(yè)應用廣泛。以脫硫廢水處理為例，目前已有多篇文獻和專利指出可以通過多種處理工藝的組合實現(xiàn)廢水零排放并副產(chǎn)工業(yè)鹽。就目前來看，這些工藝技術雖然在能耗、運行的經(jīng)濟性及產(chǎn)出的鹽水濃度和純度距離制鹽要求仍有一定的差距，但是已經(jīng)可以完成高濃鹽水的初步處理工藝，濃海水采用膜技術制鹽已具備一定的可行性。

山東鹽業(yè)集團自2012年以來一直致力于濃海水綜合利用技術工藝的研究，先后對海水中常規(guī)離子分離、低能耗濃縮技術以及海水淡化技術等進行了長時間實驗研究，已初步掌握了濃海水綜合利用產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術。

在此基礎上進一步開發(fā)建設新型制鹽技術產(chǎn)業(yè)化示范基地，以海水淡化產(chǎn)出的濃海水或鹽區(qū)的地下鹵水原水，經(jīng)進一步完善濃海水的離子分離和濃縮處理技術，高濃度鹽水直接進入真空制鹽廠蒸發(fā)精制即可得到高純度的鹽產(chǎn)品。該技術研發(fā)擺脫了灘曬法制鹽對大量土地資源的依賴，鹽產(chǎn)量不再受季節(jié)影響，不僅大大節(jié)約了土地面積，提高了土地利用綜合效益，而且降低了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率，是未來制鹽工業(yè)技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級的必然選擇。

結語

海鹽未來的發(fā)展之路必須以節(jié)約土地資源為目標，尋求地下鹵水可靠的替代資源，以低能耗為目標，開發(fā)新型鹽業(yè)生產(chǎn)技術，走“水鹽結合”之路，以實現(xiàn)海水的綜合利用的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的雙贏。

參考文獻：

[1]2015年中國鹽業(yè)及兩堿綜述[J].丁捷, 朱國梁. 鹽業(yè)與化工.2016, 45(9):1-5

[2]電滲析濃縮海水制鹽[J].張維潤,樊雄. 水處理技術. 2009, 35(02):1-4

[3]海水淡化濃鹽水排放與處理技術研究概況[J].余瑞霞,王越,王世昌. 水處理技術. 2005, 31(06):1-3

[4]海水淡化高鹽度尾液排放對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響[J].聶利紅,劉憲斌,田勝艷,于鵬. 鹽業(yè)與化工. 2008, 37(5):50-53

[5]淡化后濃海水化學資源綜合利用技術研究進展[J].劉駱峰,張雨山,黃西平,張家凱,張宏偉. 化工進展. 2013,32(2):446-452