Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ОБРАЗОВАНИЕ СОЛЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

В земной коре и на ее поверхности наряду с залежами различ­ных не растворимых в воде минералов находятся залежи раство­римых минералов — солей, встречающихся как в виде твердых отложений, так и в виде растворов. Эти залежи возникали на про­тяжении многих геологических периодов жизни земли, когда созда­вались благоприятные для их появления геохимические, гидрогео­логические и климатические условия. Источником этих залежей является морская вода, из солей которой образовались и место­рождения ископаемых солей, и соляные озера, и подземные рас­солы ~ ' -

При испарении морской воды, проникавшей в бессточные кот­ловины, концентрация солей постепенно повышалась. Из насыщен­ных рассолов кристаллизовались соли, образовавшие в течение длительного времени мощные напластования. Часто испарение воды происходило при последовательном перемещении через не­сколько котловин с ограниченным стоком, что приводило к обра­зованию солевых залежей различного состава, соответствующих составу солей, выделявшихся в разных стадиях испарения. Соле - отложение продолжалось и в зимние периоды, при понижении тем­пературы рассолов, что также приводило к изменению состава кристаллических фаз.

Концентрации и соотношение солей в воде мирового океана в разные геологические эпохи не оставались неизменными. Менялась и последовательность кристаллизации солей. К изменению состава первичных соляных отложений и к образованию вторичных место­рождений приводило размывание уже образовавшихся первичных залежей грунтовыми водами и рассолами. Существенную роль в этих процессах играют химические взаимодействия растворов с окружающими их материковыми породами. Наконец, значительное влияние на формирование солевых залежей и на последующие изменения их оказывают тектонические явления 2.

Все эти процессы, продолжающиеся и в настоящее время, при­вели к образованию многочисленных месторождений растворимых солей — соляных озер и их донных отложений, подземных скопле­ний рассолов и мощных твердых залежей, состоящих из покры­вающих друг друга солевых пластов различного состава. Вслед­ствие осадочного происхождения твердые солевые отложения, на­ходящиеся в геологически не нарушенных районах, залегают в виде г. ологих пластов разной толщины, измеряемой десятками и сотнями метров и распространяющихся на значительных простран­ствах. Твердые хлориды натрия и калия обладают пластичностью, вследствие чего они часто встречаются в месторождениях, имею­щих форму соляных куполов, которые образовались в результате выдавливания этих пластичных горных пород к земной поверхно­сти. Такие соляные купола, обычно овальной формы, достигают 2—3 км в длину и опускаются в глубь земли на сотни и даже ты­сячи метров.

Главными компонентами солевых залежей являются хлоридные и сульфатные соединения натрия, магния, калия и кальция. В твер­дых отложениях они встречаются в виде различных минералов — простых и сложных солей, безводных и кристаллогидратов. Осо­бенно распространены: галит NaCl, мирабилит Na2S04- ЮН20, те­нардит Na2S04, эпсомит MgS04 • 7Н20, астраханит Na2S04 • MgS04 • »4Н20; сильвин КС1, карналлит КС1 • MgCl2 • 6Н20, каинит КС1 • *MgS04-3H20 и др. Во многих отложениях находятся соли бро­Ма, бора, карбонаты (например, сода NaC03 • IOH2O) и др. Реже Встречаются нитраты (например, NaN03).

Солевые залежи—природные рассолы и твердые отложения — во всех случаях содержат основные компоненты морской воды3-6. В морской (океанской) воде находится в среднем около 3,5% раз­личных солей (34—38 г/л при плотности океанской воды 1,024— 1,029 г/см3). Около 78% солевой массы морской воды прихо­дится на долю хлорида натрия. Если бы из морской воды могли быть извлечены все соли и распространены на площади всех мо­рей и океанов (360 000 000 км2), то толщина такого солевого пласта превышала бы 60 м, из которых 48 м приходилось бы на долю NaCl. Четыре соли, связанные уравнением

2NaCl + MgS04 Na2S04 + MgCl2

Составляют 93% от веса сухого остатка океанской воды; на долю солей калия, кальция и брома приходится около 6%, а всех осталь­ных соединений, в том числе газообразных и органических, око­ло 1%.

Вода океанов более концентрированная, чем вода морей, так как последние питаются пресными водами рек[3].

Запасы природных солей на территории СССР практически не­исчерпаемы. Распространение отложений солей натрия, калия, маг­ния в нашей стране связано с определенными геологическими пе­риодами, главным образом Пермского моря, простиравшегося на нынешней территории Европейской части СССР от Белого до Кас­пийского морей, а также Арало-Каспийского бассейна и др. Древ­ние моря, покрывавшие громадные поверхности Земли, оставили после своего исчезновения мощные залежи ископаемых солей и многочисленные соляные озера. По своему географическому распо­ложению соляные месторождения образуют так называемый соля­ной пояс, охватывающий большую часть территории СССР, от нижнего течения Дуная до Якутии, и переходящий в пределы Монголии и Китая7. Озерные месторождения солей относятся к наиболее молодым месторождениям полезных ископаемых, насчи­тывающим около 8—40 тыс. лет. Многие из соляных озер образо­вались в современную эпоху. В то же время соляные пласты неко­торых озер (например, Баскунчак, Эльтон и др.) образовались в межледниковые эпохи и возраст их исчисляется десятками тьь вяч лет.