以海水為原料,用煎煮法或日曬法制成的鹽。歷史上長期是刮取經海水浸漬的鹹土(灰、沙),淋制鹵水,用鍋煎鹽(見制鹽技術史)。現代普遍採用日曬法,即在漲潮時將海水引入鹽田,利用日曬風吹,使海水蒸發濃縮結晶成鹽。可以充分利用自然能源,但要具備較明顯和較長的旱季,濃度較高的海水,廣闊平坦的灘塗等條件。

  中國是世界上生產海鹽最多的國傢。遼寧、天津、河北、山東、江蘇為北方海鹽區,鹽場分佈於渤海、黃海沿岸。當地年蒸發量1500~20000mm,降雨量500~900mm,雨量集中在7~8月。生產分為春曬、秋曬兩段,實行適當的長期結晶。浙江、福建、廣東、廣西、海南為南方海鹽區,年蒸發量約2000mm,降雨量約1500mm,實行短期結晶。為瞭突破自然條件限制,中國獨創瞭塑料薄膜苫蓋結晶池新技術,雨前將薄膜覆蓋在結晶池鹵水液面上,雨後排除膜上積水,天晴收起薄膜繼續曬鹽,實行長期結晶,常年生產,年蒸發量可利用80~85%,年降雨量可排除85%以上,產鹽量相應增加,並為機械收鹽創造瞭條件。天津漢沽鹽場新建的集中式鹽田,采用塑料薄膜苫蓋結晶池、長期結晶、死碴鹽工藝,鹽質接近國際先進水平。

  海水的化學組成 海水是成分復雜的稀薄水溶液,總含鹽量3.5%左右,其中氯化鈉為2.7213%,其餘是氯化鎂、硫酸鎂、氯化鉀等。在海水中溶存物質的總重量中,氯占55%,鈉占30%,其次是硫酸根、鎂、鈣和鉀,合計占14%,還含有微量的溴、硼、碘、鍶以及幾乎地殼中含的所有其他元素。所有海水的化學組成極其近似,主要化學成分相互比值是恒定的;密度為1.026g/cm3,隨其鹽類含量和溫度的變化而變化。

  海水蒸發析鹽規律 如將含量少的鈣、鉀離子忽略,海水可看成一個Na+Mg2+//Cl-SO42--H2O的四元交互體系。在溫度為25℃時,其相圖如圖1。這一體系中共有8個結晶區,海水標於圖中M點,MK線反映氯化鈉析出時液相組成的變化。在蒸發濃縮過程中,鹽類析出順序見表。對海鹽生產,海水濃縮到25.5~26°Be'時,含氯化鈉達到飽和點,為制鹵階段;飽和鹵水繼續濃縮至30°Be',氯化鈉從開始析出到基本析出,為結晶階段。

  生產工序 海鹽生產包括納潮、制鹵、結晶、收鹽與集坨、洗滌與堆存等工序。

  納潮 海水經引潮溝和閘門自然流入鹽田的蓄水池,或用水泵揚入儲水池。海水含鹽度與鹽的產量、成本密切相關,如用2°Be'的海水100m3可制成飽和鹵5.87m3,用3.5°Be'的海水,100m3則可制成飽和鹵9.25m3。因此,生產中要掌握潮汐、海流規律,納取高濃度海水。雨季和化冰季節不宜納潮。

  制鹵 蒸發濃縮海水,使鹵水中氯化鈉含量逐步達到飽和。含鹽度在10°Be'以下的為初級鹵水,10~20°Be'為中級鹵水,21~25°Be'為高級鹵水。制鹵方法有平面蒸發、立體蒸發、冷凍法和電滲析法。制鹵過程中要註意保持鹽田生態系統的平衡(見鹽田)。

  ①平面蒸發制鹵:將海水引入鹽田,進行蒸發濃縮,使之成為飽和鹵水。在蒸發量大、降雨量小的幹旱地區,鹵水可沿各步蒸發池按落差自然流下,直到飽和。在天氣相對穩定的旱季或比較幹旱的地區,常規定各步蒸發池的鹵水深度,待達到一定濃度後,再放入下步蒸發池;留適量的鹵水作底水,便於後續鹵水迅速提高濃度;各步鹵水濃度,初級制鹵區一般相差0.5~1.0°Be',中、高級制鹵區一般相差2~3°Be'。在多雨季節或地區,則將濃度較高的鹵水深貯於少數蒸發池或貯鹵池內,減少因降雨稀釋;低濃度鹵水則在其餘蒸發池中實行淺曬,利用短晴天迅速提高濃度,以利產鹽。

  ②立體蒸發制鹵:鹵水沿枝條架或垂網架下流,在空間進行蒸發,加快鹵水濃縮。枝條架有單墻式、房屋式等多種,一般是在木架上斜掛若幹層竹枝,架高5~7m,長度以便於操作為準,方向與生產季節最多的風向成直角,架頂設鹵水槽(溝)。用水泵將鹵水揚入槽內,分流至鹵水溝,經溝底小孔或溝邊缺口流到最高層竹枝上,成水滴逐層下流,最後落入基盤,再打入鹵水槽,如此反復進行,以提高鹵水濃度。垂網架是用聚氯乙烯塑料等編成網,垂掛在竹木架上,鹵水自架頂沿網絲流下。因造價高,耗電多,現均已停用。

  ③冷凍法制鹵:冬季利用自然低溫,使初級鹵水表面結冰,在冰下抽取濃度較高的鹵水,但要註意合理安排結冰面積,做好春初化冰、分水和排除淡水等工作。

  ④電滲析法制鹵:海水通過離子交換膜電滲析裝置進行濃縮。電滲析槽由陰、陽電極、離子交換膜、濃縮室、脫鹽室等組成(圖2)。離子交換膜對一價離子有選擇透過性。高鹽度(含NaCL210g/1)的鹵水從濃縮室流出,淡水(含鹽約1.8%)從脫鹽室流出。此法占地小,不受天氣影響,鹵水純度高,質量好;但投資多,電耗大,成本高,較少使用。

  結晶 飽和鹵水在結晶池中蒸發濃縮和析出氯化鈉的過程。通常以濃縮到30.2°Be'為宜,此時鹵水中的氯化鈉已析出近80%,其他鹽類析出少(見表),鹽的質量好。氯化鈉的臨界結晶速度為2×10-5mm/s,其純溶液的過飽和度為1.6g/1;超過此限度,則晶形不規整,晶體疏松,含液泡多,影響鹽質;實際生產中常根據蒸發量大小,控制結晶池鹵水深度,以降低過飽和度,穩定結晶速度,使晶體堅實、整齊。在結晶過程中,定期攪動氯化鈉晶體,使之相互分離,即成活碴鹽;如不攪動,任其結為整體,則成死渣鹽。為瞭避免已生成的鹽渣被降雨化損,多雨地區的海鹽場常實行短期結晶,一年收鹽多次;反之,幹旱地區的海鹽場則可實行長期結晶,一年隻收鹽一、二次。

海水濃縮後各種鹽類析出重量表(%)

  收鹽與集坨 用人工、聯合收鹽機組或水力管道輸送設備,將結晶池內的鹽采出,運送到坨地堆存。

  ①聯合收鹽機組:由收鹽機與運鹽車聯合組成,有兩種形式:一種是死渣鹽收鹽機組,收鹽鏟將鹽層鏟起,喂入提升機的鏈鬥,在提升過程中,自動卸入皮帶機的受料槽,再將鹽送入與收鹽機並行的運鹽車;另一種是活碴鹽聯合收鹽機組,收鹽機用低壓充氣輪胎,車體前部裝有耙頭、螺帶和刮板提升機,中部向右側伸出皮帶機,利用手動油壓裝置起落耙頭,用螺帶集鹽,經刮板機、皮帶機將鹽提升,送到運鹽車上,完成收鹽作業。

  ②水力管道輸鹽:用人工或機械將結晶池內的原鹽集中到喂料槽,再以鹵水為輸送介質,用鹽漿泵將鹽通過管道送往指定地點,脫水堆存。中國目前采用的有兩種形式:一種是固定式輸送系統。由運鹽車將結晶池原鹽送至喂料槽,再用管道輸送;其喂料裝置、鹽泵、鹵泵、輸送管道和脫鹵、堆存等設備的位置均固定不變。如天津長蘆漢沽鹽場采用此法,輸鹽鑄鐵管道直徑200~250mm,輸送距離260~600m,輸鹽能力100~200t/h,用振動篩脫水,皮帶機堆坨。另一種是移動式輸送系統:在結晶區內設若幹個喂料槽,根據收鹽安排,移動管道和輸鹽泵,將鹽送至不同的堆存地點。如天津長蘆塘沽鹽場采用此法,輸鹽用的硬質聚氯乙烯管道,直徑100~125mm,流量103m3/h,通過面積為0.83m2的雙級弧形脫水篩,使鹽、鹵分離,輸送能力為30~50t/h。

  洗滌與堆存 為瞭提高鹽質,除去不溶物和可溶性雜質,需對原鹽進行洗滌。如天津漢沽鹽場經管道輸送的鹽,在鹽鹵分離槽內淘洗後,由刮板機送至振動篩脫鹵,可除掉80%的硫酸鈣和大部分鎂鹽。洗滌後的鹽通過皮帶機組送至堆坨機進行堆存。

  世界大型海鹽場采用聯合收鹽機組收鹽的都設有洗滌裝置。墨西哥黑勇士鹽場、澳大利亞丹皮爾鹽場都是在鋼絲網輸送帶上進行噴淋洗滌,澳大利亞夏克灣鹽場(Shark Bay Salt)采用斜振動篩和雙螺帶洗滌機兩次洗滌,送至離心機脫鹵,然後用皮帶輸送機組集坨。

  

參考書目

 杉二郎、中山道夫主編:《海塩の化學》,日本塩學會編集,塩業組合中央會発行,東京,昭和三十七年。

 福永范一著,唐漢三、曲惠新合譯:《制鹽與苦鹵工業》,輕工業出版社,北京,1959。