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我的相关化学博文,皆因我从事的盐卤资源化学研究是一个非常冷门的化学分支领域,乃至其独有概念名词迄今超不过10个。所以,我给自己规划和设计的研究方向是“盐卤资源化学的系统化与规律化”研究,故溯源于更基础的盐、碱、酸和电解质等概念和定义。我渐明白我自选的研究方向的难度不限于小分支本身,所以有必要请诸化学同人帮忙。那么首先我应该陆续介绍一下盐卤资源化学研究的意义与研究进展情况。
盐卤资源化学研究的意义
天然盐卤资源走进人类认识视野,可能伴随人类的整个文明进程,因为人类离不开盐,但太长的历史时期内认识对象主要限于少量几种钠盐。
在中国盐卤资源化学前身是1960年柳大纲先生倡建的盐湖化学。1993年高世扬称盐湖化学是盐湖资源化学的简称,并描述了该学科的基本框架与发展前沿:是研究天然盐成盐元素的化学,包括地球化学、盐溶液化学和固体化学,盐资源开发利用过程中盐类的分离提取、产品专用化和高值化中的各种化学问题。随着资源需求的增加,地下卤水、油气田卤水等天然盐类资源渐进入研发日程。本领域内将盐湖、卤水和固体盐矿资源泛称盐卤资源,研究其的化学则泛称为盐卤资源化学。总之,这是一门面向资源开发的应用化学,但不限于应用。
1 理论意义
随便翻一本无机化学或物理化学教科书都会发现:近现代化学的许多理论模型与假设建立在稀溶液、特别是无限稀溶液的设定之上。相应理论模型与假设在无限稀溶液中最合理,离子浓度越高越有问题。在高浓度盐溶液中,发现与经典化学理论、假设等有较大偏差或相背的现象在所难免。因此,盐卤资源化学的研究对象浓盐体系,必将是经典化学理论获得重大突破或更新的一个前沿领域。
2 现实意义
近现代,中国的钾、镁、锂、硼等主要取之于盐卤资源,相关资源渐受重视都有战争原因。近代战争中热武器淘汰冷兵器,使黑火药主要原料之一的钾资源找矿与提取受到重视,如1946年袁见齐先生在“西北盐产概论”中提到:“查钾为制肥料、炸药之重要原料,吾国尚无大量发现,尤宜特予注意”。近现代人口增加、农业发展使钾盐需求日益增加,当代钾已成为决定粮食产量,影响农业安全的重要战略资源。
二战时德国飞机大量用镁减重而能多携炸弹,其有效载荷之大超出同盟国任何飞机,战争使各国猛醒,针对该情况美国新建15家镁厂。镁的世界市场需求量直至1991年才达到二战1943年的水平。镁因之赢得“国防金属”美誉,现代仍受重用,如每枚大力神导弹用1吨镁合金。当代能源危机,减重可节能降耗,汽车用镁和便携电器用镁等成为各国镁生产、科研的竞技场。
二战落幕,世人震撼于核武。锂是“高能金属”,1Kg锂核聚变等价于2万多吨优质煤的燃烧,即锂的热值优于煤2000多万倍,锂成为氢弹核心燃料。当代手机、笔记本电脑等便携电器的普及以及混合动力车问世,使锂可逆存放电性能大放异彩。二战使制空优势与远程打击能力被高度重视,而制空高程、速度与远程的决定因素之一是高能燃料。因为硼氢化物的高燃烧值,硼曾被高度重视和研究。高能燃料发展的需要,使硼化合物日益显得重要,对天然硼矿的开采和研究日渐增多。
二战使锂、镁和硼等的价值突显,相关资源找矿、提取与后续加工研究成为各国的重要课题。钾、锂、镁、硼等盐类资源储备和利用技术研究,是综合国力竞争的重要方面。相关资源利用离不开盐卤资源化学的发展与完善。
3 长远意义
海洋是地球上钾、锂、镁、硼等盐类资源的最大宝库,每Km3海水含有3500万t固体盐物质,总价值约1亿美元。中国民族化学工业之父范旭东曾言:中国化工的生命线在海洋。国家海洋利益,特别是海洋盐类资源利益取决于海水化工,相关技术积累是维护和兑现国家海洋权益的需要。但现阶段,除水与占干盐总量78%的氯化钠外,海洋中其他盐类资源的化工还难获明显实利。某种意义上盐卤是海洋的缩影,所以盐卤资源化学研究也是为海洋资源开发进行前期积累和人才储备。
参考文献皆略。限于我的认识,以及化学同人可能感兴趣点,我先简述这些。
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