溴是海水化学资源提取的主要化学品之一，是重要的精细化工基础原料。溴化物广泛应用于阻燃剂、有机中间体、农用化学品、油田化学品、水处理等领域。
溴资源是非独立集中的矿产资源，按其产出水环境的地质差异，可将其分为海水、盐湖卤水、地下卤水和矿场盐卤四种类型。地球上99%的溴资源蕴藏在海洋当中，因此，溴有“海洋元素”之称。海洋中溴资源总储量为100万亿吨，但品位较低，平均含溴浓度为65mg/L。部分盐湖卤水和地下卤水溴的品位较高，是提取溴的优质资源。目前，溴主要产自陆上品位较高的盐湖水、地下卤水等含溴资源。矿场盐卤提溴近年来发展较快。
提溴技术
水蒸汽蒸馏法和空气吹出法是国内外工业上应用最广泛的提溴工艺。此外，还有离子交换吸附法、溶剂萃取法、乳状液膜法、气态膜法、超重力法和沉淀法等新型提溴工艺，但尚未大规模工业化应用。
海水提溴技术始于19世纪，1877年形成了以氯气作为氧化剂的制溴工艺，并成为现代制溴工业的基础；1897年，出现了以卤水为提溴原料的水蒸汽蒸馏法，并采用了可连续操作的提溴填料塔；1899年，道氏公司发明了空气吹出法提溴工艺。
水蒸汽蒸馏法
水蒸汽蒸馏法是最早的提溴方法，20世纪80年代以前，我国绝大部分溴的生产都采用此法。该工艺主要流程为：将预热后酸化卤水由填料塔顶部连续加入，填料塔底部通入氯气和水蒸汽；氯气将料液中的溴离子氧化为游离溴，水蒸汽将溴带出蒸馏塔并进入冷凝器，经冷凝后形成溴、水混合物；利用溴与水的密度差异，将其分开；含少量溴的溴水返回蒸馏塔重新蒸馏，含少量水的粗溴进入精馏塔中二次精馏得到成品溴。
该法的优点是：工艺成熟，操作简单，原料消耗少，成本较低，适用于品位较高原料提溴。其主要设备是预热器、蒸馏塔、精馏塔、回收塔和分离瓶等。但缺点是：蒸气消耗量较大，尤其是原料中溴品位低时，水蒸汽消耗成倍甚至数倍增长。该法较适用于苦卤提钾后老卤、井卤和油气田卤水等含溴较高的卤水为原料的提溴，卤水溴含量在5g/L以上时，适用于该法提溴。
在传统水蒸汽蒸馏提溴基础上，美国开发了地下卤水连续两段真空回收提溴工艺。该技术的先进性主要在于其真空工艺系统，由于可在负压及较低的温度下进行反应，蒸汽消耗量降低了60%～75%，氯气消耗量减少了12%，并避免了副反应的发生，提高了产品质量。此外，在该技术中卤水溴含量从5～24g/L降低至2～6g/L，可应用于较低溴含量的卤水，拓宽了原料卤水的选择范围。
印度中央制盐与海洋化工产品研究所（CSM CRI）在卤水提溴工作方面有30多年的历史。印度利用该所提供的技术建立了多处溴厂。最近，有报道详细描述了采用该所“蒸汽吹出法”的Greater Rann of Kutch溴厂的运行状况。该厂设计能力为1400t/a，消耗定额为氯气0.5～0.55 t/t、蒸汽7.2～9.3t/t，溴回收率为85%～90%，溴塔脱溴效率为95%～98%。
空气吹出法
空气吹出法对原料液适应性较强，适用于含溴量低的原料，易于大规模生产，易于自动化控制。但原料液温度直接影响该法的收率和产品能耗，气温低时，溴收率明显下降，因此北方主要生产地区在冬季多按计划停产。此外，该法所需设备庞大，能耗较高，需集中建厂，不利于较分散的含溴卤水资源的利用。
根据吸收剂的不同，空气吹出法可分为如下两种工艺：
一是空气吹出酸液吸收法。目前，我国90%以上溴素生产采用空气吹出酸液吸收法。与空气吹出碱液吸收法相比，该法设备台数少，吸收液含溴量高达30%～40%，蒸汽消耗量低（约30%左右），耗电量低（约35%～40%），节省了化碱、浓酸稀释等工序，硫酸消耗量也较少。
我国自20世纪80年代从英国引入了先进的“空气吹出-二氧化硫酸法捕沫-尾气封闭循环提溴”工艺。其主要过程为：低含溴量的卤水加酸酸化后在管路中被氯气氧化，溴离子氧化为游离溴；含有游离溴的卤水从顶部进入到吹出塔，并与从底部进入的大量空气逆流接触后吹出；从吹出塔顶部出来的含有游离溴的空气进入吸收塔中并被亚硫酸溶液吸收，游离溴和亚硫酸反应生成含氢溴酸和硫酸的富集液，吸收塔尾气经封闭循环系统返回至吹出工序循环利用；富集液中氢溴酸达到一定浓度后，进入汽提工序，从蒸馏塔底部通入的水蒸汽和氯气将富集液的氢溴酸再次氧化生成游离溴，并在水蒸汽的汽提作用下形成溴蒸汽；溴蒸汽冷凝分离后得到粗溴，进一步洗涤后得到精溴。具体工艺流程见图1。
二是空气吹出碱液吸收法。1931年，美国道化学公司采用空气吹出碱液吸收法从海水中提溴的中间实验成功，并于1934年实现工业化。与酸法吸收相比，其氯气耗量低50%左右，但耗电量、酸碱消耗量大，适用于氯气短缺，有大量副产废酸、废碱的情况。
碱法制溴工艺的生产过程类似于酸法制溴，只是吸收与蒸馏环节不同。在该法中，吸收液为碱液，碱与游离溴发生歧化反应生成溴化物和溴酸盐富集液；富集液汽提时加入硫酸和蒸汽，而不需再通入氯气。
我国提溴行业现状
国际上，美国、以色列等国溴资源丰富、品位较高，多采用水蒸汽蒸馏法，成本较低，极具竞争优势，几乎垄断了国际市场。
在国内，由资源短缺引起的溴素供需紧张已经成为常态，溴素价格长期高位运行，我国已成为溴素净进口国。与国外相比，我国溴储量相对贫乏、品位较低，无法满足市场需求。我国溴资源以山东地下卤水为主，山东溴素80%来自莱州湾地下卤水。而当地卤水溴含量已由20世纪80年代的350g/m3左右，下降到现在的200g/m3左右；开采地下卤水的井深由原来的几米下降至几十米，单井上水量也由15m3/h减少至8m3/h左右。此外，天津、河北、江苏等地以滩田日晒制盐过程得到的中度卤水也可作为提溴原料，但受“盐溴联产”政策制约，溴产量难以有效增长。近年来，虽有企业看到提溴行业的可观利润，想进入该行业，但受资源来源及提溴母液排放政策的影响，新增产能极为困难。2019年，我国溴产能可能只有8万~10万吨，而进口溴素可达4万吨。预计未来，我国溴产能甚至会有下滑的危险，而进口量仍会持续攀升，溴资源安全供给情况不容乐观。
另一方面，我国提溴成本相对较高，收率还有进一步提高的空间。我国自20世纪80年代从英国引进空气吹出法提溴工艺后，经多年持续改进，在填料种类选择、吹出塔和蒸馏塔塔材优选、氧化混合设备优化、酸法吸收—尾气循环工艺等方面取得了突破。近年来，还出现了利用一次提溴废液或卤水提溴废水二次提取溴素的新工艺和设备。然而，该工艺由于主要采用大型散堆填料和较大操作气液比，导致传质效率低、空气输送能耗高，制约了我国有限溴资源的高效利用。
综上所述，开拓新型溴资源来源代替传统地下卤水提溴的同时，积极开发高效、低能耗提溴产业化技术及先进装备，是破解我国提溴行业资源枯竭难题的必要途径，也是增强我国提溴产业市场竞争力、走可持续发展道路的必然要求。
未来发展趋势
针对我国溴行业现状，未来应重点发展的方向如下：
（1）积极开发利用淡化后浓海水、电厂或化工厂温海水、普通海水作为新型溴资源来源，不仅可有效满足溴素市场需求，解决我国溴素资源日渐短缺的问题，同时还可延长海水利用产业链条。
随着大规模海水淡化工程的实施，淡化后浓海水的资源综合利用受到广泛关注。淡化后浓海水具有水质洁净、来源稳定且量大、含溴量高（平均浓度100g/m3）等优点，是优良的溴资源来源。电厂或化工厂温排水中溴浓度与海水相当（平均浓度55~60g/m3），水温较高，有利于提高收率。直接利用海水进行提溴，在经济上也是完全可以过关的。
（2）对提溴行业工艺、装备进行产业升级，有效提高收率、降低能耗。在现阶段，仍立足于以山东地下卤水为原料，继续对空气吹出法工艺进行全面系统研究，在不改变设备主体结构和主体工艺路线的基础上，对现有“吹出-吸收-捕沫”塔组进行系统升级改造，提高解析-富集效率，降低吨溴能耗。
自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所是我国唯一专门从事海水利用公益技术、共性技术、产业化关键技术和发展战略研究的国家级公益类非营利性科研机构，拥有“海水淡化和海水综合利用（提溴）”全产业链条核心技术。该所以空气吹出、水蒸汽蒸馏等海水、卤水提溴技术为基础，攻克了高效节能提溴新技术，研发了成套工艺装备，形成了三塔连续非稳态流场CFD模拟、解析-吸收过程原位强化、封闭循环系统配风同步除沫-净化等三大核心技术，配套水质快速恢复技术实现了提溴后海水环境友好排放。目前，相关技术已成功应用于新建上岸海水梯级利用相关提溴工程，以及现有盐田卤水提溴工程改建项目。相对传统技术，过程能耗降低10%，提溴后海（卤）水溴含量同比降低30%，经济效益提高10%。