В Академии наук СССР разработан метод комплексной переработки рассолов залива Кара-Богаз-Гол. Кроме сульфата натрия (мирабилита), здесь будут получать сульфаты калия и магния, хлористый магний, окись магния и бром. Эта технологическая схема предусматривает также выработку соды и сульфата аммония (используемого в качестве удобрения).
Большое значение в экономике некоторых стран Европы, Америки и Африки имеет добыча магния из морской воды. Первый завод по извлечению магния был построен в Великобритании в 1916 г. После него несколько таких заводов было построено в США.
В настоящее время в мире существует несколько десятков таких заводов (более 20 в Великобритании и США, а также во Франции, Италии и Тунисе). Более 40% всего мирового производства магния составляет магний, добытый из морской воды, а в Великобритании эта доля равна 80 %. В США магний из морской воды в последние годы полностью вытеснил магний, добывавшийся на суше.
Чем же ценен магний? Прежде всего своей легкостью н необыкновенной прочностью. Особенно большое значение имеет применение литиево-магниевых сплавов — самых легких и жаростойких. Они широко используются в ракетостроении и авиационной промышленности, а также в некоторых других отраслях оборонной промышленности. Они применяются также в автомобильной промышленности, точном машиностроении, в нефтяной и пищевой промышленности.
В СССР пока магний в небольших количествах добывается из Перекопских озер Крыма. Скоро войдет в строй химический комбинат на Сивашском заливе, в водах которого содержится до 16—17 % магниевых солей.
Из 1 л морской воды можно извлечь до 380 мг калия. Как без фосфора, так и без калия растения не могут расти и развиваться. Соединения калия играют большую роль в физиологических процессах растений и животных. Применяется также калий для изготовления фотоэлементов. Соединения калия, помимо изготовления минеральных удобрений, применяются в химической, в стекольной промышленности и в некоторых других отраслях.
В 1916 г. в Великобритании впервые начали добывать калий из морской воды. В дальнейшем широкое производство калия из морской воды было организовано англичанами на побережье Мертвого моря. В настоящее время, кроме Великобритании, морская добыча калия производится в Италии, Японии (более 10 тыс. т в год) и в КНР. В СССР добыча калия и его соединений из морской воды в ближайшие годы будет производиться из заливов Кара-Богаз-Гол и Сиваш.
Около 99 % мировых запасов брома приходится на воды Мирового океана. Впервые он был извлечен из морской воды в конце 20-х гг. текущего столетия и с тех пор морская добыча брома получила широкое распространение в ряде зарубежных стран. Сейчас в США, Великобритании, Индии, Канаде, Бразилии, Японии, Италии, Франции ежегодно добывается более 100 тыс. т брома из морской воды. Бром широко применяется в фармацевтической промышленности, в фото- и киноделе, в кожевенной, химической, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслях промышленности.
Предпринимаются попытки различными государствами добывать из морской воды золото, уран, литий, рубидий, цезий и некоторые другие редкоземельные металлы, нашедшие в последние годы широкое применение в различных отраслях промышленности.
Большое внимание уделяют разработке методики добычи урана из морской воды Великобритания и Япония, которые не имеют собственных месторождений радиоактивного сырья. Великобритания уже в конце 40-х гг. XX в. начала проводить опыты по извлечению урана из морской воды сорбционным методом. На сегодня это наиболее перспективный метод, при котором морская вода пропускается через слой зернистого нерастворимого и прочного вещества — сорбента. Хороший сорбент способен избирательно извлекать из воды нужные металлы. Великобритания в качестве сорбента использовала гидроокись титана. После ряда удачных экспериментов планировалось даже создание специального завода для промышленного получения урана в заливе Менай Ирландского моря. Однако в связи с тем, что строительство завода оказалось значительно дороже, чем предполагалось, н из-за некоторых недоработок в технологии этого процесса оно было приостановлено.
В 1971 г. в Японии был испытан новый сорбент, в который, кроме гидроокиси титана, входит активированный уголь. По расчетам японских специалистов, если на 1 г сорбента удастся получить 1 мг урана, то добыча урана из морской воды будет дешевле добычи из обычных руд. Судя по сообщениям печати, Япония сумела этого добиться и решила приступить к строительству экспериментального завода по извлечению урана из морской воды. Этот завод намечается создать на острове Сикоку. Проектом предусматривается ежегодная добыча 10 кг урана из морской воды. Япония рассчитывает к 1985 г. обеспечивать значительную часть потребностей в ядерном топливе атомных электростанций за счет урана, извлекаемого из морской воды.
Работы по извлечению урана из морских вод проводятся и в СССР под руководством академика Б. Н. Ласкорина. Наряду с ураном, сорбент из двуокиси титана способен извлекать из морской воды медь, цинк, золото и другие ценные металлы. Эти элементы после соответствующей несложной химической обработки легко снимаются с сорбента, который не теряет после этого своих свойств. Кроме сорбента, из двуокиси титана может быть применен и металлический алюминий, прошедший специальную обработку. За счет электрохимических процессов на поверхности такого алюминия самопроизвольно выделяются уран и другие металлы. В одном из опытов на образце алюминия массой 10 г из вод Баренцева моря за 12 суток выделилось 5 мг урана, что оценивается как большой успех. Аналогичные исследования проводятся советскими учеными в Черном и Каспийском морях и в Тихом океане. Результаты этих работ дают возможность поставить эти исследования в более крупных масштабах.
С начала XX в. в различных странах мира предпринимались попытки добычи золота из морской воды. Однако до сих пор ни один из использовавшихся методов не дал сколько-нибудь положительных результатов, несмотря на то что с каждым годом появляются все новые и новые предложения для выполнения этой заманчивой идеи. Проводились такие работы и у нас в стране. Химики Московского химико-технологического института им. Менделеева еще в 1958 г. из продуктов переработки нефти и газа получили так называемые ионно-обменные смолы. Они обладают способностью «вытягивать» из морской воды атомы тяжелых ценных металлов.
В 1959 г. во время одного из рейсов научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов» ионно-обменные смолы, представляющие, no-существу, один из видов сорбента, были помещены в фильтрующую колонку, которая была укреплена ниже ватерлинии и подключена к водозаборному кингстону. В течение всего рейса через фильтрующую колонку пропускалась океанская вода. Всего ее прошло около 60 тыс. л. В результате каждый килограмм ионитов извлек из морской воды 0,15 г урана, 0,125 г серебра; были обнаружены также золото, стронций, висмут, цинк, медь, марганец, железо, алюминий, кремний, кальций, магний. В ходе другого эксперимента советские ученые получили из 500 л морской воды крупинку золота массой в 1 мг. Между тем установлено, что среднее содержание золота в морской воде 0,032—0,049 мг на 1 т, а общие запасы в океане по разным данным оцениваются в 8—10 млн. т, что составляет почти 2,5 кг на каждого жителя планеты.
Возможно, что скоро ионообменные колонки будут установлены на всех судах торгового флота. В течение рейса эти устройства смогут фильтровать воду, и по возвращении в порт содержимое колонок будет сдаваться на обработку в химические лаборатории, а колонки заменяться новыми. Вероятно, таким способом в ближайшем будущем и будут добывать из океана ценные редкие металлы. Пока же добыча урана, золота и других элементов из морской воды экономически невыгодна и не оправдывает себя. Однако, учитывая гигантские темпы роста технических достижений и все возрастающие потребности в ряде ценных металлов, мы все более приближаемся к тому моменту, когда морская вода займет свое место как «комплексная руда номер один» и полностью «отдаст» человеку все необходимые элементы. Безусловно, минеральные богатства Мирового океана будут играть ведущую роль в экономике ближайшего будущего нашей планеты.
