第４期 收稿日期：２０２１－１１－１２
作者简介：刘 勇（１９８７—），广东韶关人，工程师，主要从事选矿试验研究、矿产综合利用等技术研究工作。 刘 勇
（１．广东省矿产应用研究所，广东韶关 ５１２０２６；２．自然资源部放射性与稀有稀散矿产重点实验室，广东韶关 ５１２０２６）
摘要：介绍了砂子的性质和用途，综述了国内外海砂除氯的研究成果和进展，并提出了海砂除氯存在的问题与思考，并对海砂除氯工艺的发展前景充满信心。关键词：砂子；海砂除氯；前景
中图分类号：ＴＵ５２１．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０４－０２７７－０２
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（１．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｏｇｕａｎ ５１２０２６，Ｃｈｉｎａ；
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲａｄｉｏａｃｔｉｖｅａｎｄＲａｒｅＳｃａｔｔｅｒｅｄＭｉｎｅｒａｌ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｓｈａｏｇｕａｎ ５１２０２６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｅｔｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎａｎｄｏｕｔｓｉｄｅｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｏｎｃｈｌｏｒｉｎｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｅａｓａｎｄ，ａｎｄｂｒｏｕｇｈｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎａｎｄｒｅｖｉｅｗａｂｏｕｔｃｈｌｏｒｉｎｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｅａｓａｎｄ，ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｔｈｅｃｈｌｏｒｉｎｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｅａｓａｎｄａｒｅｆｕｌｌｏｆｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｎｄ；ｃｈｌｏｒｉｎｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｅａｓａｎｄ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ 砂子是现代混凝土的主要组份之一，在混凝土中起到调节比例、填充粗骨料空隙的作用 ［１］
。
随着我国经济的飞速发展，
作为混凝土细骨料的砂子用量特别巨大。而河砂作为一种自然资源，因其开采方便、价格低廉，而在混凝土中得到大量的应用。根据２０１６年的统计数据显示，全国商品混凝土的总产量已达到２２．２９亿立方米，经测算，混凝土中的用砂量就高达１０．７０亿ｍ３ 。而随着我国经济超常规、
跨越式发展，以房地产为主的固定资产规模也将逐年增大，必将带动建设工程领域对砂资源的巨大需求，加剧了有限的河砂资源在使用上存在的供需紧张局面
［２］。同时，近年来国家加大了环境保护整治力度，为了
保护水源及有限的河沙资源，已出台了相关政策，对河砂实行了限制开采的控制措施，加剧了这种用砂紧张的趋势，造成了河砂价格的急剧上涨，增大了以房地产为主的建筑业的成本。而使用淡化海砂替代河沙在混凝土中的应用，是能够缓解这种用砂紧张局面的有效措施。随着政府相关政策的出台和财税方面的支持，今后在工程领域中，将淡化海砂大部分替代天然河砂的使用，在理论上，将有很好的发展前景。 ２ 海砂除氯的研究现状
与河砂相比，海砂具有含泥量低、细度适中、粒型适宜、利于配制混凝土、价格低等优点，但由于海砂中含有一定含量的氯盐和硫酸盐，以氯离子影响最大，可能导致混凝土结构中钢筋锈蚀，进而降低混凝土结构耐久性，因此海砂淡化的关键问题是如何降低或者消除海砂中氯离子。
英国、日本、美国等很早就开始了淡化海砂的生产和利用。目前全球每年的淡化海砂总产量超过１亿ｔ，其中日本是世界上生产与使用淡化海砂量最大的国家，日本淡化海砂的方法包
括喷洒、浸泡、机械、自然放置等［３］
。
焊接衬垫
郑荣跃［４］
等人在研究了国内外的含氯超标海砂的处理方
法的基础上，总结了我国普遍采用的除氯方法有海滩自然放置
法、淡水冲洗法、机械法、混合法等，本人在前人的总结基础上，对近几年相关除氯资料进行了补充。其中由于我国宁波地区靠海，河砂资源相对匮乏，因此早在２０世纪９０年代就有了海砂淡化的生产，同时也积累了丰富的海砂淡化生产和利用经验。
自然放置法是将海砂自然堆放，时间随季节变化影响较大，需要２个月甚至更长的时间，并且需要特别宽敞的场地。
淡水冲洗法包括斗式滤水法和散水法，斗式滤水法可在较窄的场地上作业，每立方米砂需消耗淡水０．８ｔ以上，每批砂除盐时间约１２～２４ｈ；散水法需较大场地，用水量则较少，每立方米砂消耗淡水０
．２ｔ以上，每批砂除盐时间１２ｈ以上。宁波地区已多年使用海砂净化处理工艺，其工艺特点为“转筛去泥，二
次淡水洗滤”［５］
。这种传统的生产工艺缺点是淡水用量大、水资源利用率低、生产成本高等缺点。赵毛嫒［６］探索了淡水冲洗
海砂的生产工艺，经实践证明淡化后海砂的氯盐含量、含泥量、贝壳含量三大指标完全符合《建筑用砂国家技术标准》（ＧＢ／Ｔ１４６８４－９３）规定和宁波地区建筑用海砂技术要求。郭元强［２］探索了水洗法对海砂中氯离子含量的影响，试验研究结果表明：海砂中氯离子含量随着水洗次数的增加而减少，呈逐步下降的趋势；经过两次水洗后，海砂中的氯离子含量只有
０ ００９％，效果非常明显。黄钢［７］采用了淡水冲洗法处理某海
砂，海砂淡化前氯盐含量为０．１２３％，淡化后海砂的氯盐含量只有０．０２３％，符合建筑用砂中氯盐的含量标准。
机械法可以在空间比较窄的场地上作业，但是水用量较大，每立方米海砂需消耗淡水１．５ｔ以上，需要机械分级设备、离心机、给水设备、排水设备等，一次性投资较大，优点是只需要
很短的时间就可以达到除氯效果［３］。陈松敏［１］
用模拟海砂来
研究机械淡化实验，实验结果表明：使用机械淡化可以增加海砂与水的接触时间及机会，同时可以降低海砂的水界面的水膜厚度，从而有效的降低了海砂中氯离子的浓度，达到了除氯效
·
提拉下水７７２·刘 勇：海砂除氯研究现状与思考
山 东 化 工
果。
混合法就是将海砂与河砂（或人工砂）按适当的比例掺和在一起，在降低氯化物含量的同时改变混凝土用砂的颗粒级配。郭元强等［２］将水洗后的海砂与河砂按不同比例混合均匀，得到的研究结果显示，混合砂中的氯离子含量都低于水洗海砂中氯的含量，有一定的降低氯离子含量的效果。肖建庄等［８］对海砂、淡化海砂和河砂配制的高性能混凝土的耐久性进行了研究，认为在保证淡化海砂质量的前提下淡化海砂高性能混凝土具有良好的耐久性。
最近几年我国的科研工作者对海砂的除氯进行了更深的研究，也研发出了一些工艺手段。主要包括活性剂除氯法、细菌法、电渗析和隔膜电解等方法，但都仅仅只是实验室阶段。合成氨工艺流程
最近新闻报道安徽和海南有两列报道，都是通过海砂淡化机，生成淡化剂，它是依靠电力将电解水获取的氧气或者直接利用空气转化为活性粒子，再利用催化技术产生原子电子转移和亲电加成，从而增加清洗水的活性，对附着在海沙表层的氯离子沉积物进行强渗透和强氧化，再经过淡化机搅洗筒内进行强制搅洗和反应棒释放出的能量产生瞬间高温高压和每秒１１０ｍ的微射流和冲击波从而达到氯离子去除的目的。安徽的海砂淡化厂由于海砂因运输、加工成本叠加，成本要远远高于内河砂。
汤奇岳［９］发明了一种海砂除氯的新工艺，首先将气态的臭氧、碳酸气与液态的水混合形成两相共存的汽水混合物，再将该混合物用于去除海砂中的氯离子，使海砂中的氯离子含量低于行业标准，使
连供系统海砂成为建筑用砂。杨子明等［１０］以臭氧水为脱氯剂，采用氧化除氯的新方法与新工艺替代传统的淡水冲洗方法对海砂进行淡化处理，经淡化处理后海砂的氯离子含量最低可达０．００６％，含泥量为１．０％、泥块含量为０．３％，淡化处理后海砂的性能达到了建筑用砂标准。樊毅等人［１１］指出最近有科学家正在研究某种Ｄｅｈａｌｏｃｏｃｃｏｉｄｅｓ的除氯菌，通过除氯菌用生物方法去除其中的含氯化合物，但是目前该法还没有用于海砂除氯。孙炳全等人［１２］用两级（或以上）双隔膜电渗析和隔膜电解相配合的方法淡化海水，生成符合冲洗海砂要求的工业淡水，所得淡化海水属于碱性电位水，有较高的ｐＨ值，可以提高清洗效果，采用堆砂冲洗法，用充足的淡化海水（碱性电位水）冲洗海砂，提高了冲洗效果，达到节约河砂与淡水的目的。
３ 当前存在的问题与思考
近年来针对海砂除氯的相关研究较少，特别是已投入生产的更少，据已有的研究成果的总结，将海砂除氯存在的问题与思考总结如下：
（１）砂子是一种低产值矿物，砂子价格低，所选除氯剂必须价格低廉且普遍，除氯工艺简单合理、处理量大且容易工业化。然而通过查阅资料及其相关报道了解到，海砂是在海边，离内陆较远，同时海砂淡化的生产，都增加了海砂淡化加工成本，导致其成本远远高于河砂，制约了海砂淡化的产业发展。
（２）现有海砂淡化技术并且应用于生产的主要还是淡水水洗法，需要多次反复冲洗，存在时间长、淡水用量大、淡水利用率低、浪费大量淡水、生产成本高、场地占地面积大、除氯效果差等等缺点。而混合法等其它方法还只是处在实验室阶段，鲜有应用于生产。
（３）现在大多数新的海砂除氯技术还只是处于实验室理论阶段，只是单方面考虑了除氯效果，机械化的海砂除氯装备还未有，只是以前常规河砂脱泥设备，缺少大型工业生产设备，并且没有把经济效益核算统计进来，没有考虑实际生产成本等问题。
４ 结语
海砂除氯后制成混泥土用砂技术属于国家扶持的方向，最近２年也有两例海砂淡化投产的相关报道，由于增加了海砂淡化加工成本，导致淡化海砂的价格要高于河砂，但是随着政府部分对河砂的管控以及相关禁采政策的出台，利用海砂取代日益匮乏的河沙符合国家提倡的生态环保政策，同时伴随海砂除氯相关技术更成熟、海砂除氯生产设备更专业更高效，相信不久的将来，随着政府各项优惠政策的出台和财税方面的支持，我们相信，今后在工程领域中，将淡化海砂大量替代天然河砂的使用，将成为一种发展的趋势。
参考文献
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［４］郑荣跃，袁丽莉，贺智敏．宁波地区的海砂问题及其对策［Ｊ］．混凝土，２００４（１０）：２２－２４．
［５］史 迪，王子潇，刘志勇．海砂资源化与海砂混凝土耐久性研究进展［Ｊ］．青岛理工大学学报，２０１４（４）：２７－３１．［６］赵毛媛．海砂淡化技术的开发应用［Ｊ］．建材工业信息，１９９９（４）：１２－１４．
［７］黄钢．海砂的淡化处理工艺与砂浆性能研究［Ｊ］．工作探索２０１６（６）：４９－４９．互助系统
［８］肖建庄，卢福海，孙振平．淡化海砂高性能混凝土氯离子渗透性研究［Ｊ］．工业建筑２００４（５）：４－６．
［９］汤奇岳．超临界洗涤海砂、河砂、山砂的方法：中国，２００８１００４３１７５．５［Ｐ］．
［１０］杨子明，李思东，付云飞，等．海砂淡化处理新方法及其性能研究［Ｊ］．广州化工，２０１６（１８）：５４－５６．
［１１］樊 毅，侯 蕾，丛树民．解决“海砂屋”问题的几种措施［Ｊ］．辽宁建材，２００９（７）：２７－２９．
［１２］孙炳全，王立久，陈超核，等人．海砂冲洗新工艺研究与应用，２０１１（３）：１０５－１０７．
（本文文献格式：刘 勇．海砂除氯研究现状与思考［Ｊ］．山东化工，２０２１，５０（０４）：２７７－２７８．
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）
（上接第２７６页）
参考文献
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［４］李 坚，吕瑞彤，王 川．碳酸氢钠干法脱硫实验研究［Ｊ］．北京工业大学学报，２０２０，４６（４）：３５３－３５９．
六旋翼无人机
（本文文献格式：展茂源．小苏打脱硫技术在高硫高湿烟气中的工程应用［Ｊ］．山东化工，２０２１，５０（０４）：２７４－２７６．）
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·ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０２１年第５０卷
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