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

ПРИРОДНЫЕ РАССОЛЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ СОЛЯНЫХ ОЗЕР

В современных условиях главными источниками соленакопле - ния в СССР являются соляные озёра. Под влиянием внешних
факторов в них непрерывно протекают постоянные, периодические и циклические процессы, направленные в сторону достижения рав­новесных состояний8. Постоянные процессы вызываются воздей­ствием среды на озерный рассол, которое ведет к односторонне направленному постепенному изменению его химического состава. Такие процессы называются процессами метаморфизации рассо­лов; они сопровождаются образованием, постоянных осадочных отложений — малорастворимых продуктов метаморфизации: СаСОз, MgC03, CaMg(C03)2, CaS04 • 2Н20 и др. Периодические процессы обусловлены многолетними колебаниями климата, а циклические — изменением климатических факторов в течение года. Под влия­нием этих процессов образуются периодические твердые фазы — легкорастворимые соли. Периодические процессы косвенно отра­жаются и на метаморфизации.

Природные воды, в том числе и воды озер, по концентрации содержащихся в них растворенных веществ (в вес.%) делятся на три группы: пресные — меньше 0,1, солоноватые — от 0,1 до 3,5 и соленые или соляные — больше 3,5. Вода соляных озер называется рапой, или рассолом. Так называют и жидкую фазу соляных си­стем.

По химическому составу воды соляных озер, как и другие ми­нерализованные воды, разделяются на три основных типа: карбо­натный, сульфатный и хлоридный9. Принадлежность озерного рас­твора к тому или иному типу определяется относительным содер­жанием в нем главных ионов: СО. Г, НСОз, ЭОГ, СГ, Са2+, Mg2+ и Na+. Она устанавливается по так называемым коэффициентам метаморфизации Км — характерным отношениям концентраций (в %) главных солей в растворе. Изменение коэффициентов мета­морфизации по времени года (уменьшение и возрастание) повто­ряется циклически в течение многих лет (годичные циклы). Изме­нение величины коэффициентов метаморфизации в годичном цикле является следствием изменения температуры и состава рапы, а из­менения за длительные периоды времени обусловливаются воздей­ствием материка на питание водоема, влиянием донных отложений, а также биологическими процессами 10.

В качестве коэффициентов метаморфизации пользуются следую-

Na2C03 + NaHC03 Na2S04 MgS04 MgCl2 щими отношениями: — ,т сгл ; ср. ; ■ ,.5 ~ ■;

Na2S04 MgS04 MgCl2 СаС12

Роких пределах — от 0 до оо; для этих озер Ки = = ®°> так

Озера карбонатного типа («содовые» озера) содержат в каче­стве основных компонентов Na2C03, NaHC03, Na2S04 и NaCl; они характеризуются величиной коэффициента метаморфизации

■Км =---- NaSO------ ' значение которого может изменяться в ши­роких пределах — от 0 до оо; дл как MgS04 в них не содержится.

Озера сульфатного типа, в которых главными компонентами являются сульфаты и хлориды натрия и магния, разделяются на два подтипа: сульфатнонатриевый и сульфатномагниевый (хлор - магниевый). Первый из них не содержит MgCl2 и характеризуется

Коэффициентом метаморфизации 0 < "щщ1 < здесь =

Na2S04 _ a характерный для этого случая коэффициент мета­

= оо. Второй содержит MgCl2, но не содержит Na2S04, поэтому Na2SO^ MgS04

Морфизации -^f^4 . называемый коэффициентом Курнакова11 КыК,

Меняется в пределах 0< MgCl2 <°°-

Для озер хлоридного типа, не содержащих сульфатов натрия и магния. Кмк = 0; для них характерным коэффициентом является л ^ MgCb

По величине коэффициента Курнакова соляные озера делят так­же на озера первого и второго класса. Для океанской воды Кмк = 0,7. Соляные озера, в которых Км к < 0,7 (от 0,7 до 0) от­носят к первому (морскому) классу; бессульфатные озера, для ко - ' торых Кмк = 0, относят ко второму классу. При такой классифи­кации к сульфатным озерам относят те, в которых Кык > 0,7.

Главными среди многих природных явлений, приводящих к ме­таморфизации рассолов, являются:

1) взаимодействие компонентов двух рассолов при их смеше­нии с образованием осадков;

2) ионообменные процессы, протекающие при участии кол­лоидных частиц иловых отложений, которые накапливаются на дне озер в результате разрушения окружающих почв и горных пород;

3) биохимические процессы, протекающие с участием микро­организмов в рассолах и илах, содержащих органические веще­ства.

Рассмотрим в качестве примеров некоторые пути метаморфиза­ции. Пресные воды, питающие озеро, несут в него Са(НС03)2, об­разующийся при выщелачивании известковых пород с участием воздуха. Взаимодействие бикарбоната кальция с сульфатом магния

MgS04 + 2Ca(HC03)2 CaS04 • 2Н20 + CaMg(C03)2 + 2С02 приводит к уменьшению содержания в рапе MgS04 и может пони­зить коэффициент метаморфизации до нуля, — озеро ста­нет беесульфатным. Дальнейшее взаимодействие бикарбоната Кальция с хлоридом магния

MgCl2 + 2Са(НС03)2 +=t CaMg(C03)s + CaClil + 2H20 + 2C0I

Приводит к появлению в рассоле СаС1г. Таким образом осуществ­ляется постепенный переход озер из сульфатных в хлоридные с од­новременным образованием осадочных пород. Питание же озера морского типа речной водой, содержащей сульфат натрия, приво-

MgS04

Дит к увеличению отношения "MgCl2 . т. е. к превращению озера

В сульфатное. В этом процессе большую роль играют ионообмен­ные реакции. Биохимические процессы приводят, в частности, к восстановлению сульфатов и выделению сероводорода под влия­нием С02 воздуха; в резуль­тате этого содержание суль­фатов в озере уменьшает­ся.

Направление процессов - метаморфизации зависит и от климатических условий. В сухом климате происхо­дит постепенное изменение типа рассола от карбонат­ного к сульфатному и затем к хлоридному, — это прямой или нормальный путь мета­морфизации; во влажном климате процесс метамор­физации идет в обратном направлении (рис. 2) ". Для характеристики содержания в озерах других, не основных элементов — калия, брома, бора и пр. — пользуются коэффициен­тами, показывающими отношение концентрации этих элементов (ионов или солей) к концентрации одной из_ основных солей или

Суммы всех солей (2Солея. %), например —— (умножение на

^солей

10я производят, чтобы оперировать с целыми числами). При зна­чительном содержании К+, Вг_ и других элементов озеро соответ­ственно называют калийным, бромным. Так, озера, в которых КС1 • 103 . __ КС1 • 10 ^ .

—=----- >20 и.. г > 1, называют хлоркалиевыми.

^солей £МаЫ

Сульфатно -

Na2C03(NaHC03)

MgCl2

CaCl,

Рис. 2. Схема главных типов природных рассолов и путей их метаморфизации.

По соотношению содержащихся в озере жидкой и твердых фаз различают рапные, сухие и подпесочные озера. Рапные озера сохраняют в течение всего года' поверхностный слой рапы, покры­вающий илисТбе дно или донные отложения солей; порядок напла - . стования солей в этих отложениях соответствует последователь­ности их политермической кристаллизации, вследствие чего в верх­них слоях оказываются наиболее растворимые соли12. В сухих озерах уровень рапы находится ниже обнаженной поверхности донных отложений, — она покрывается небольшим слоем рапы
ПРИРОДНЫЕ РАССОЛЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ СОЛЯНЫХ ОЗЕР

Лишь во влажный период года. В подпесочных озерах уровень дон­ной рапы в течение всего года значительно ниже поверхности твер­дых солевых отложений, которая обычно покрыта слоем наносов (песка и др.); эта стадия существования соляного озера предше­ствует переходу в соляную залежь. В сухих и подпесочных озерах нижние пласты соляных отложений могут содержать более рас­творимые соли, чем верхние.

Слой соли, выкристаллизовавшейся в озере в течение опреде­ленного периода года, соответствующего по климатическим усло­виям садке этой соли (например, галита летом или мирабилита зимой), называется новосадкой13. Слой новосадки может частично или полностью растворяться в течение этого же года в сезон, сле­дующий за садочным, когда рапа озера вновь окажется ненасы­щенной этой солью. Соль, оставшаяся нерастворенной в течение годичного цикла, слой которой сохранился в донном отложении, называется старосадкой. Она появляется, когда донная рапа до­стигает насыщения. Отложения старосадки характеризуются слоис­тостью, соответствующей годичным циклам ее образования. Под слоем старосадки образуется корневая соль, появляющаяся в ре­зультате вторичных процессов перекристаллизации. Корневая соль может быть представлена минералами, образовавшимися при взаимодействии старосадки с донной рапой в результате измене­ния ее состава, температуры и др. Корневая соль (соляной пол) может состоять из галита, эпсомита, астраханита, глауберита и мирабилита. Она играет большую роль как регулятор насыщения рапьг и садки солей. В период влажного лета в озерах без корне­вой соли рапа может сильно обводниться с прекращением садки — насыщение рапы и садка соли произойдет лишь в следующем засушливом сезоне. Это нарушает равномерную работу про­мысла.

Озера, в которых отложения солей представлены только перио­дически образующейся и растворяющейся новосадкой, называются, самосадочными. Озера же, имеющие, кроме новосадки, отложения старосадки и корневые, называются корневыми.

В тех озерах, в которых при образовании новосадки рапа ухо­дит под уровень соли, ее испарение продолжается путем капилляр­ного поднятия на поверхность новосадки, хотя оно и происходит в этом случае в 100—200 раз менее интенсивно, чем с открытой по­верхности озера 14.

При садке солей в озерах имеет место увлечение других солей, относительно которых раствор не насыщен. При садке галита ко­личество увлекаемых солей меньше, чем при садке других солей. При совместном образовании льда и садке солей лед увлекает около 30—40% выделившихся солей, а остальная их часть обра­зует донные отложения. В зимних условиях в озерах Забайкалья и Якутской АССР, а также в Северном Ледовитом океане

Образуются соляные выцветы на льду—«гуджир», или «ледяные цветы». Это объясняется увеличением объема при замерзании1Б.

Объектами промышленной эксплуатации являются как твердые Озерные отложения, так и рапа — поверхностная, а в сухих озерах подкорковая, называемая также межкристальной.

Изучение явлений метаморфизации рассолов и законов солена - копления не только облегчает поиски природных солевых залежей, но открывает возможность интенсифицировать медленные есте­ственные процессы, ускорять выделение из природных растворов полезных минералов, искусственно создавая их месторождения. Такие методы основаны, например, на перекачке рассола мощными насосами из одного озера в другое (с рассолом другого состава) или рассолов из нескольких озер в одну котловину, наиболее вы­годно расположенную для промышленной разработки солевых от­ложений, образовавшихся при таком искусственном сливании при­родных рассолов.

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

Кислота азотная оптом

При производстве удобрений, красителей, взрывчатых веществ требуется такой компонент, как кислота азотная. Вещество также используется в современной металлургии, при синтезе серной кислоты. Если вы ищете, где продается азотная кислота в …

Родентициды – средства защиты от грызунов

Родентициды это средства защиты от грызунов. Их применяют для уничтожения крыс, мышей и некоторых видов диких хомяков. Применять их в качестве уничтожителя начинают в том случае, если грызуны становятся стихийным …

Получение двуокиси хлора из хлорита натрия

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.