海砂淡化技术提高海砂资源利用率

海砂因长期浸泡在海水中，易受海水侵蚀，表面较为粗糙，一般典型海水中含有氯化钠2.7%氯化镁0.32%氯化钙0.05%硫酸镁0.22%硫酸钙0.11%，还有一些微生物、有机物及水溶性无机物等离子，因此，海砂表面黏度相当高，要杂质非常不易，建筑物钢筋表面的混凝土品质因中性化（酸碱中和），或氯离子侵入，将造成钢筋腐蚀，当钢筋腐蚀生成物的体积比钢筋体积大3～7 倍时，会对混凝土产生张力，造成挤压；累积到某一个程度时，混凝土表面会产生裂缝。而裂缝将导致愈多钢筋生锈，造成混凝土剥落，钢筋外露，将影响建筑物结构。己有研究表明，在混凝土的液相中，当CIˉ/OHˉ：浓度比值大于0.61时，钢筋开始锈烛，与河砂相比，海砂中的贝壳易破碎，贝壳的化学性质不稳定，因而会影响海砂混凝土的耐久性能，因此，在大规模使用海砂时，对海砂进行淡化处理。

海砂淡化的现状

因为我国政府在海砂的开采方面，并没有持支持态度，开发商在海砂的开采方面没有一个系统的过程，这类海砂用在建筑施工中会造成诸多问题。当下河砂资源面临威胁的形势下，施工方通常会使用没有经过净化的海沙代替河砂，没有净化的海沙盐含量较高，会对钢筋以及混凝土等产生腐蚀作用，如果不及时修补，就需要将原先的建筑物拆，进而导致经济大量损失。目前为了工程质量，我国的建筑业已经在不断寻找淡化海砂的技术。利用正确、科学与合理的方式将海沙彻底净化，及时替补已经几近枯竭的河砂资源。此外海砂的净化与工程质量紧密相连，因此，的净化海砂是与社会的首要任务。只有海砂净化的技术不断完善，并将净化之后的海沙利用于工程建筑，才可以对我国的建筑业发展起到作用。

海砂淡化的控制目标

海砂的淡化根据出台的政策执行，其中一些政策给出了海砂的淡化控制目标，相关方面达到要求。同时一些地方政府也出台了相关政策法规，对海砂市场和海砂的淡化进行规范。海砂的淡化只有按照相关法律法规执行，才可以使工程质量得到保障，如果只是盲目的净化，这类海砂一般达不到建筑工程的施工要求，且建筑完工之后，还会存在诸多安全隐患。

目前，外多采用以下几种淡化处理方法处理氯化物超标海砂：海滩自然放置法、淡水冲洗法、机械法等。

海砂自然放置法：在海滩上，将海砂堆积到厚度，自然堆放数月或几年，经雨水冲刷以降低其氯离子含量，取样化验含盐量合格后使用。此技术措施简单，不需要大的场

地，但周期长，放置时间一般需要 2 个月以上，并且空间利用率低且不能解决应急需要。

淡水冲洗法：这种方法又包括斗式滤水法和散水法。其中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。散水法则需较大场地，而用水量则较少（每立方米砂需消耗淡水0.2t 以上），每批砂除盐时间 12h 以上。此种方法快捷，能满足应急需要，但通常需要冲洗设备，造价高，并且水资源浪费严重，不符合可持续发展需要。

机械法：利用机械对海砂进行分选、冲洗，该方法效率高，所需时间短，但需要分级、离心、给水和排水的成套设备，投资大，耗水量较大，每立方米砂需消耗淡水 1.5t 以上。

混合法：将海砂与河砂按适当的比例掺和在一起，其根本原理是降低氯化物的含量还可以改变海砂的级配。

以上方法能够基本满足生产出符合规范要求的净化海砂，但都存在以下问题：

（1）设备简易，生产粗放，不规范，目前也无规范可以遵循；

（2）普遍存在耗水量大、能耗高、占地广的问题；

（3）工艺流程设计和用水量缺乏系统试验的、科学的依据，大多依靠经验，随意性很大，因而，净化处理出来的海砂质量不稳定，是含盐量波动较大。

因此，为了克服以上一系列弊病 开发了海砂淡化新方法-有害离子洗涤法。经实践证明: 淡化后的海砂氛盐含量、含泥量、贝壳含量明显下降 淡化效果十分理想。有害离子洗涤法的特点是用海水洗海砂，符合绿色资源，生产成本低廉，品质佳，能大量生产，是适合的海砂淡化处理方法。

有害离子洗涤法：利用气态臭氧、碳酸气体与液态水混合而成的超临界洗涤用水，并将该超临界洗涤水用于海砂的淡化，能去除海砂中可能含有对金属物质有害的离子，例如去除氯化物、硫酸盐化合物、有机化学物质和藻类等，使淡化后海砂可作为建筑用砂使用。

超临界洗涤海砂方法，其特征在于，先向水中导入碳酸气调整PH值使其小于7，成为适合臭氧延长半衰期的环境，再向储水槽中导入臭氧，形成液态与气态两相共存的洗涤用水，降低水的黏度克服水的表面张力，产生超临界洗涤，用于去除海砂中有害离子如氯化物、硫酸盐、有机物质、藻类等，使海砂资源再利用，成为高质量建筑用砂。

有害离子洗涤法优势：

（1）本洗涤方法中导入的臭氧，使洗涤液成液态与气态两相共存的洗涤用水，克服只有水存在时的物理特性，降低水的黏度克服水的表面张力及毛细现象，发挥超临界洗涤功能将有害离子洗涤去除。

（2）本洗涤方法中导入的臭氧，能够与饱和的有机物或不饱和有机物，迅速产生化学作用，将海砂或河砂表面的微生物、有机物、藻类等去除。

（3）本洗涤方法中导入的臭氧，能溶入水中使水中含氧量提高增加水的离子导电度，砂石中含量大多是Si02为绝缘体，而离子导电度可避免产生静电吸附微粉末，因此经本方法洗涤后的粒度较易筛选。

（4）本洗涤方法中导入的臭氧，其第三个氧原子溢出时，会放出大量的热能，并同时有声波发生，能将砂石表面微小凹洞中的有害离子逼出，使经过本方法洗涤过的砂石更为清洁。

（5）本洗涤方法中导入的臭氧，其原料来自空气，经电放电产生，因此其有成本低、可量产的优点。

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