淺論海水制鹽未來發展趨勢

◎ 柴子華 劉雪芝

原鹽（NaCl）是五大化學礦產品之一（其他四種是石油、煤炭、石灰石、硫）。在人類發展史上，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，而且也由于它曾經從政治、經濟、社會等諸方面對人類歷史產生過重要影響。

我國是生產鹽的大國。2015年產量高達8876萬噸，其中海鹽產量為3233萬噸，井礦鹽為4456萬噸，湖鹽為1187萬噸[1]。但對人類發展史上影響最為廣泛的是海鹽生產，因生產過程占用大量的土地資源，近些年來發展呈萎縮狀態。海鹽未來發展的出路在哪里？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

利用太陽能蒸發海水（地下鹵水）濃縮制鹽是目前我國海鹽（原鹽）的生產采用方法，其生產技術路線為：納潮→制鹵→結晶→收鹽→集砣。根據鹽田結構又可分為：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

以單元為獨立生產單位，在該單元內獨立完成納潮、制鹵、結晶、堆坨整個生產過程。由于單元小，適應性較強，生產操作靈活，單位面積產量較高。但是鹽田結構零散，產品分散、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、集砣四大集中生產方式。全場為一個大的生產單元，攤田結構規整，產品堆存及運輸方便，便于大機械化生產，鹵水易實現綜合利用，勞動負荷輕，生產技術管理統一，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點，克服了不足。一般是采取納潮、初級制鹵區集中，中級制鹵區集中程度不一，高級制鹵區、結晶、堆坨在單元內完成。單元與單元之間互相獨立，又相對集中，實現機械化優于分散式鹽田，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，經過多年來的技術實踐，根據所處區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、高產量的目的。以我國北方海鹽區（海鹽主產區）為例，逐步形成了薄趕深儲的制鹵工藝，實現了成鹵速率快，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、產量有了可靠的保障。

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，單位土地產出較低，人員占用量大，勞動生產率低，勞動生活環境相對較差缺陷很難改變。近年來，我國工業化進程進一步加快，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園區所取代，海鹽要實現可持續發展，改變現有的生產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，且產品質量高，30多年來發展較快，目前日本全部采用電滲析法生產食鹽，其年產量150萬噸，其他國家和地區電滲析生產食鹽約50萬噸。日本電滲析制鹽發展較快，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、海洋環境造成污染。特別是我國近海海域海洋養殖業非常發達，極易受到直排的濃海水影響[4]，排放備受爭議，已受到國內環保界的高度關注，特別是渤海近似內海，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境的影響是十分明顯的。

濃海水與制鹽產業相結合是解決濃海水排放的有效途徑之一[5]，國內外也不乏利用海水淡化后濃海水制鹽的案例，在制鹽企業規模較大，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規模相對較小，大規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。渤海沿岸地區是我國重要的海鹽產區，其中山東省海鹽年產量約占全國海鹽產量的80%。山東海鹽區主要是取自萊州灣近海沿岸的地下鹵水，但是近年來，隨著鹽業快速發展，萊州灣沿岸地下鹵水資源出現了枯竭的趨勢，取水深度加深，上水量減小及鹵水濃度下降的現象越來越嚴重。鹵水資源量的衰減、品位降低制約著鹽業及相關行業發展的問題凸顯，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后的濃海水直接排放到鹽田直接制鹽，從生產技術上不存在問題，但從兩類企業融合協同發展上看，濃海水直接排放到制鹽企業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，以山東省濰坊鹽區為例，一日產僅10萬噸的海水淡化廠需要與年產100余萬噸海鹽生產場配套，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。

二是海鹽生產有季節性，產量受天氣影響較大，而海水淡化常年均衡生產。北方灘曬制鹽受到季節氣候的影響較大，全年的鹽產量在春季、秋季得到。這就導致在降雨集中區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區面積的 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。山東省濰坊產鹽累計減鹽產量近300萬噸。山東省鹽業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提高土地利用價值是經濟發展的必然趨勢，鹽田面積萎縮趨勢仍在繼續，難以滿足海淡濃水處理的需求。

因此立足我國實際，發展新型制鹽技術，走工廠化制鹽（或工廠化制鹵與灘田結晶相結合），實現“水鹽結合”是解決濃海水排放的必由之路，也是鹽業企業轉型升級的現實選擇。隨著我國在膜材料、膜處理技術的快速發展，一些用于高鹽水處理技術日趨成熟，在電力、煤化工行業應用廣泛。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廢水零排放并副產工業鹽。就目前來看，這些工藝技術雖然在能耗、運行的經濟性及產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業化的關鍵技術。

在此基礎上進一步開發建設新型制鹽技術產業化示范基地，以海水淡化產出的濃海水或鹽區的地下鹵水原水，經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精制即可得到高純度的鹽產品。該技術研發擺脫了灘曬法制鹽對大量土地資源的依賴，鹽產量不再受季節影響，不僅大大節約了土地面積，提高了土地利用綜合效益，而且降低了工人的勞動強度，提高了勞動生產率，是未來制鹽工業技術創新和產業升級的必然選擇。

結語

海鹽未來的發展之路必須以節約土地資源為目標，尋求地下鹵水可靠的替代資源，以低能耗為目標，開發新型鹽業生產技術，走“水鹽結合”之路，以實現海水的綜合利用的經濟效益、環境效益的雙贏。

參考文獻：

[1]2015年中國鹽業及兩堿綜述[J].丁捷, 朱國梁. 鹽業與化工.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系統的影響[J].聶利紅,劉憲斌,田勝艷,于鵬. 鹽業與化工. 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