Làm thế nào để rút các khoáng chất trong nước biển ra?

Nước biển màu xanh nên có tên gọi đẹp là "Kho báu màu xanh". Theo tính toán, trong nước biển chứa 17 triệu tỉ tấn natri, 2,1 triệu tỉ tấn magie, 60 vạn tỉ tấn canxi, 60 vạn tỉ tấn kali, 15 tỉ tấn đồng, 5 tỉ tấn urani, 10 triệu tấn vàng, v.v.. Hầu như tất cả các kim loại có ích trong nước biển đều có một trữ lượng đáng kể. Chẳng trách người ta muốn tách các khoáng chất trong nước biển ra để sử dụng, xem đó là con đường quan trọng để giải quyết nguy cơ cạn kiệt cơ tài nguyên trên thế giới trong tương lai.

Vậy làm thế nào để tách các khoáng chất trong nước biển ra được? Khoáng chất trong nước biển tuy nhiều vô kể, nhưng đối với một tấn nước biển mà nói thì hàm lượng của nó rất thấp, tất cả tổng cộng lại chỉ chiếm khoảng 3,5%. Nếu dùng phương pháp khoa học để phân tích thì từ trong nước biển trực tiếp lấy ra các khoáng sản là vô cùng hao công tốn sức, không kinh tế một chút nào. Vì vậy muốn tách các khoáng chất từ nước biển thì phải cô đặc hàm lượng của nó lại.

Trước đây người ta đã thông qua cách cô đặc nước biển để tách khoáng chất ra, đó là phương pháp làm muối. Ở những vùng duyên hải rộng lớn, bạn có thể thấy từng ô ruộng vuông sắp xếp rất trật tự. Những đồng muối này lợi dụng sức nóng của ánh nắng Mặt Trời, cho nước biển vào ruộng phơi khô, từ đó mà được nước nồng độ cao hoặc các hạt muối, sau đó từ muối và từ nước biển đặc để cung cấp muối ăn, hoặc tinh luyện các chất như magie, brom, iot từ nước biển. Nhưng phương pháp này không thể dùng để tinh luyện các kim loại khác, bởi - vì hàm lượng các loại kim loại này trong nước biển cô đặc hoặc trong muối rất thấp, còn cách xa tiêu chuẩn tinh luyện.

Nói như vậy không có nghĩa là không có phương pháp để tinh luyện các kim loại từ nước biển. Ngày nay các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát minh hai phương pháp.

Phương pháp thứ nhất là phương pháp vi sinh vật. Người ta phát hiện rất nhiều loài động hoặc thực vật có tập tính háo một loại kim loại nào đó. Ví dụ loài vi khuẩn gọi là vi khuẩn nuốt sắt. Nó hút và ăn chất sắt trong nước biển, chuyển sắt thành một bộ phận của cơ thể, cấu tạo thành một lớp vẩy bằng chất sắt. Một loại vi sinh vật khác gọi là hải tiêu, đặc biệt háo chất vanađi, nó uống như khát nước biển có hàm lượng 5 x 10-9 vanađi và làm tăng nồng độ trên một triệu lần, khiến cho cơ thể của nó chứa đến 0,5% vanađi. Trong biển Hắc Hải có một loại sinh vật phù du có thể làm tăng nồng độ urani lên một vạn lần. Điều đó gợi ý con người nghiên cứu dùng những sinh vật này để khai thác urani. Đặc biệt là các loài sinh vật phù du và tảo phát triển rất nhanh, dinh dưỡng rất đơn giản, hoàn toàn có thể nuôi được, sau đó chỉ cần tập trung xác của chúng lại là có thể lấy được những kim loại cần thiết.

Phương pháp thứ hai là phương pháp hấp phụ. Con người phát hiện ở trong biển có một số loại chất có đặc tính giống như động thực vật, nó nghiện một loại kim loại đặc biệt nào đó, nó có thể hấp phụ những chất này lên bề mặt. Vì phương pháp hấp phụ bỏ qua quá trình nuôi dưỡng sinh vật, đơn giản hơn phương pháp vi sinh vật, nên ở một số nước đã bắt tay sản xuất công nghiệp bằng phương pháp này, trong đó đặc biệt thích hợp với việc tách kim loại quý hiếm như urani trong nước biển. Trung Quốc bắt đầu từ thập kỷ 60 của thế kỷ XX đã dùng phương pháp này để rút urani từ trong nước biển.