Промышленные типы месторождений минеральных солей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

НИ Иркутский Государственный Технический Университет

Институт недропользования

Кафедра геологии и геохимии полезных ископаемых

РЕФЕРАТ на тему:

"Промышленные типы месторождений минеральных солей"

Выполнил ст. гр. РТ-08

Беломестнов И.О.

Проверила Мальцева Г.Д.

Иркутск 2011.

Введение

В последние годы образование солей, соленосных отложений и рассолов стало привлекать все большее внимание исследователей. Оказалось, что эти процессы - часть глобального круговорота веществ на Земле. Они затрагивают такие, казалось бы, далекие от галогенеза проблемы, как образование вод Мирового океана и вообще гидросферы Земли, возникновение рассолов на поверхности и в земной коре, условия образования солевого резерва морей и океанов, циклы круговорота химических элементов между атмосферой, гидросферой и земной корой, генезиса углеводоров и как это не странно, многих рудных месторождений. Кроме того, внимание геологов к соленосным толщам привлечено еще и потому, что в связи с широко развернувшимся глубоким бурением на нефть и газ во многих регионах Земли были выявлены огромные массы соляных пород, образование которых необходимо было объяснить. Появились новые гипотезы и взгляды, попытки дать иную интерпретацию процессам солеобразования. Это усилило интерес к проблемам галогенеза геологов, геохимиков, нефтяников, химиков. Более глубоко и всесторонне стали изучаться физико-химические условия современного соленакопления в различных географических обстановках, получили новое объяснение наиболее важные вопросы образования древних соленосных отложений.

1. Общие сведения

К минеральным солям относятся водорастворимые хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сравнительно редких боратов, бромидов и йодидов. Минералогия солей очень разнообразна. Наиболее важное промышленное значение имеют следующие:

1. Хлориды:

- галит NaCl;

- сильвин KCl;

- бишофит MgCl2•6H2O;

- карналлит KCl•MgCl2•6H2O;

2. Сульфаты:

- кизерит MgSO4•H2O;

- эпсомит MgSO4 •7H2O;

-тенардит Na2SO4;

- мирабилит Na2SO4•10H2O;

3. Карбонаты:

- натрон (природная сода) Na2CO3•H2O.

Минеральные соли в природе образуют твердые осадки (соляные породы) и рассолы (рапа) как древние (погребенные), так и современные. Соляные породы содержат в переменных количествах галит, гипс и ангидрит, карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы, алевритовые частицы.

Наиболее важными в промышленном отношении являются следующие соляные породы:

1) каменная соль состоит из галита;

2) сильвинит или сильвиновая порода;

3) карналлитит или карналлитовая порода.

Свойства и области применения

Важнейшими свойствами солей и соляных пород являются их высокая растворимость, пластичность и гигроскопичность. Промышленное использование солей разнообразно. Самый распространенный из них - хлористый натрий - используется для получения более 1500 разнообразных продуктов.

Каменная соль разделяется на пищевую, кормовую и техническую. В пищевой соли должно быть не менее 97 % NaCl. До 65 % добываемой каменной соли используется как пищевая соль и в качестве консерванта. Кормовая соль идет на корм скоту и для заготовки различных кормов. Техническая соль - исходный продукт химической промышленности - служит для получения каустической и кальцинированной соды, хлора, соляной кислоты, нашатыря, хлорной извести и др., а также используется в лакокрасочной, текстильной, фармацевтической, кожевенной, нефтяной, металлургической промышленности, в органическом синтезе, холодильном деле, мыловаренном производстве. Элементарный натрий применяется как теплоноситель в атомных реакторах, цианистый натрий - при извлечении золота из руд, хлор - в производстве инсектицидов, винипласта и других соединений.

Калийные руды к переработке пригодны с содержанием KCl 20 - 35 % и более. Свыше 95 % калийных солей применяется для получения удобрений. Большое значение имеет производство химических препаратов (хлористого, сульфатного и каустического калия, хромпика, цианистого калия, едкого калия, поташа, бертолетовой соли и др.).

Соли магния являются одним из источников получения металлического магния, необходимого для производства легких сплавов, и его химических солей. Сульфаты натрия применяются в химической, стекольной, целлюлозно-бумажной, текстильной, строительной, абразивной, кожевенной промышленности, медицине, фото и кинопроизводстве. Хлористый магний - один из распространенных дефолиантов.

Обзор ресурсов

Мировые ресурсы каменной соли оцениваются в 10 трлн.т. Ежегодный мировой уровень добычи каменной и поваренной соли к началу 90 -х гг. минувшего века составил 186 млн.т., из которых свыше 35 млн.т. приходилось на США - ведущую страну по добыче этого сырья.

Мировые ресурсы калийных солей составляют по различным оценкам от 31 до 66 млрд.т. в пересчете на K2O. Основными производителями калийных удобрений в 2002 году являлись Канада (32,5 % мирового производства), Россия (4,1 млн.т., 15,2 %), Белоруссия (14,8 %), Германия (12,4 %) и Израиль (7,2 %).

Добыча сульфатов магния ежегодно составляет 2,4 млн.т. Страны-продуценты - Канада, США, Мексика и Испания.

Промышленные типы месторождений

Месторождения твердых солей являются осадочными, возникшими из истинных растворов в особых солеродных бассейнах с ограниченным доступом минерализованных вод в аридных климатических условиях.

По способу и времени отложения различают месторождения современные, внутриконтинентальные, озерные и прибрежно-морские, ископаемые (древние), рассолов и соляных источников.

Соляная масса современных месторождений состоит из соляного рассола (рапа) и твердых соляных отложений (самосад). По фазовому состоянию солей в бассейнах различают рапные, сухие и подпесочные озера. По объекту разработки - поверхностная и донная рапа, донные осадки: новосадка, старосадка, корневая соль. Поверхностная рапа перекрывает донные осадки, а донная - пропитывает их. Объем, концентрация и солевой состав поверхностной рапы подвержены значительным сезонным колебаниям. Донная рапа в большей степени насыщена солями, характеризуясь относительным постоянством концентрации и температуры, она заполняет поры и пустоты в пластах солей и пропитывает илы. В составе донных соляных отложений выделяют новосадку, старосадку и корневую соль. Новосадка осаждается из поверхностной рапы в течение года, она может перейти обратно в раствор. Часть новосадки, остающаяся нерастворенной в течение ряда лет, переходит в старосадку. Перекристаллизация старосадки или прямое образование из рапы кристаллического агрегата формируют корневую соль. В рапных озерах поверхностная рапа (рассол) сохраняется в течение всего года, а в сухих - лишь во влажный период; в подпесочных озерах поверхностная рапа отсутствует вообще; соляные отложения в них перекрыты песчаными наносами. По составу солей и рапы выделяются содовый (карбонатный), сульфатный и хлоридный типы бассейнов.

Обобщенная схема порядка солеосаждения следующая: карбонаты Ca и Mg, сульфаты Ca, галит, калиевые и магниевые соли. В природных условиях эта последовательность претерпевает значительные изменения, что обусловлено сложной динамикой физико-химических и гидродинамических условий солеобразования. Воды поверхностного стока, привнос большого количества терригенного песчано-глинистого материала, температурный режим, сезонные и вековые изменения климата влияют на очередность выпадения солей.

Галит является наиболее распространенным минералом всех галогенных формаций. Им сложены мощные залежи на месторождениях каменной соли и подстилающие на калийных месторождениях.

Осадочные (современные) месторождения солей связаны с внутриконтинентальными бессточными впадинами - соляными озерами и прибрежно-морскими бассейнами - лагунами и лиманами, выполненными рапой. По химическому составу рапы и минеральному составу осадков среди современных месторождений выделяют хлоридные (преобладает галит), сульфатные (мирабилит, тенардит, эпсомит) и карбонатные (натрон).

Месторождения соляных озер возникают при превышении испарения над атмосферными осадками и при привносе в озера солей поверхностными и подземными водами. Источником солей являются продукты выветривания щелочных пород, вулканические эксгаляции и соленосные породы галогенных формаций.

Соляные озера хлоридного типа распространены в южных районах европейской части России - Эльтон и Баскунчак, хлоридного и сульфатного типов - в Казахстане, в Кулундинской степи; карбонатного типа - оз. Серлз в США и др.

Осадочные (прибрежно-морские) месторождения представлены лиманами, лагунами и заливами. Они формируются в условиях затрудненного притока морских вод (узкие проливы, пересыпи и валы-бары, отделяющие их от моря) и испарения при устойчивом жарком и сухом климате.

Месторождения прибрежно-морского типа распространены вдоль побережья Черного, Каспийского и Аральского морей. Наиболее характерным примером является залив Кара-Богаз-Гол, а также оз. Сиваш на побережье Азовского моря.

Осадочные ископаемые (древние) месторождения солей. Древние солеродные бассейны были преимущественно мелководными. Время формирования соляной толщи измеряется тысячами и десятками тысяч лет. На начальных стадиях галогенеза образовывались доломит-гипс-ангидритовые породы, затем преимущественно каменная соль и завершается процесс формированием калийно-магнезиальных солей. Калийные соли имеют ограниченное распространение в галогенных формациях, так как выпадают при концентрации рапы от 32 до 40 %. Такие концентрации возникают на заключительных стадиях выпаривания морских рассолов и поэтому калийные соли завершают разрез галогенной формации. После отложения в осадок соли претерпевали диагенетическую перекристаллизацию, в ходе которой могли происходить локальные новообразования.

Ископаемые соляные залежи сложены главным образом (в порядке убывания распространенности) ангидритом и гипсом, каменной солью, калийными и калийно-магниевыми солями (чаще сильвином и карналлитом), сульфатами натрия (обычно тенардитом и мирабилитом), боратами.

Ископаемые месторождения каменной соли. По условиям залегания соляных пород выделяют три основных типа месторождений: 1) пластовые со спокойным залеганием пластов; 2) пластовые дислоцированные складчатые; 3) солянокупольные. Для месторождений первых двух типов характерно слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей часто возникают складки течения, иногда наблюдаются раздувы. Примером является Славяно-Артемовское месторождение на Украине.

2. Наиболее известные месторождения солей

химический минеральный соль месторождение

1. Калуш-Галынское месторождение калийных солей

2. Баскунчакское месторождение самосадочной соли

ОАО "Бассоль", одно из крупнейших и старейших предприятий России, расположено на базе Баскунчакского месторождения самосадочной соли (оз. Баскунчак, Астраханская обл.).

Озеро Баскунчак является крупнейшим производителем самосадочной поваренной соли. Оно расположено в Ахтубинском районе Астраханской области - в северной части Прикаспийской низменности на левобережье р. Волги, примерно в 55 км от ее русла. Площадь озера около 110 кв. километров, наибольшая длина 18, ширина - 13 км, глубина летом иногда достигает 10 м. Поверхность озера на 19,5 м ниже уровня океана. Мощность соляного пласта более 6 м. Местами она достигает 40 м. Дно озера представляет собой сплошную массу соли.

Впервые озеро Баскунчак как место, где "ломают соль чисту, как лед", официально упоминается в 1627 г. в "Книге Большого чертежа", первом географическом описании России.

С незапамятных времен на озере Баскунчак люди добывали соль. Во времена Петра Великого и Екатерины Второй предпринимались попытки наладить ее систематическую добычу. Однако начало промышленных разработок на одном из крупнейших на юге России месторождений поваренной самосадочной соли относится к началу 60х годов прошлого века, когда с отменой крепостного права появляется рынок свободного наемного труда - большинство соледобытчиков вербовалось в то время из крестьян центральных губерний России

В 1896 году Россия добыла свыше 82 млн. пудов поваренной соли, более 30% ее для пищевых целей дал Баскунчакский солепромысел. С этого времени он становится главной российской "солонкой".

На сегодняшний день АО "Бассоль" является одним из крупнейших производителей соли в Российской Федерации

3. Соль - Илецкое месторождение

Соль-Илецкое месторождение каменной соли находится в Илецком районе Оренбургской области в 72 км к югу от Оренбурга. Соляный купол находится на верхней террасе р. Илека, протекающий в 5-7 км к югу от соляного купола.

Предприятие " Илецксоль "- одно из самых старейших предприятий, представляющих соляную отрасль российской промышленности. Добыча соли производится подземным шахтным способом при помощи горнодобывающих комбайнов. Добываемая в Илецке соль по своему качеству (98, 8 % Na Cl) соответствует высшему сорту.

В настоящее время ОАО "Илецксоль" выпускает соль различных наименований для широкого использования во всех отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Среди продукции предприятия- соль помолов № 1, 2, 3 фасованная и навалом, соль йодированная, соль природная океаническая, ароматизированная для ванн, а также соляные блоки и комовая соль. Илецкая солепродукция экспортируется в 80 регионов России, страны СНГ и дальнего зарубежья.

4. Мозырское месторождение калийной соли

Предприятие "Мозырьсоль" основано на базе огромных залежей каменной соли, открытых в 1975 г. недалеко от г. Мозырь. Комбинат является одним из крупнейших в СНГ предприятий, выпускающих выварочную соль сорта "Экстра".

Мозырский солевыварочный комбинат - одно из самых молодых предприятий в своей отрасли. Он спроектирован ВНИИГ (Ленинград) и введен в эксплуатацию в декабре 1982 года для разработки пластов соли Мозырского месторождения с глубины 1200-1300 метров.

5. Верхнекамское месторождение калийных солей

На территории евразийского материка на сегодняшний день обнаружены несколько месторождений калийных солей. Одним из крупнейших является Верхнекамское месторождение калийных солей. Оно расположено на Западном Урале, в Пермской области. Это гигантская линзообразная залежь, вытянутая с севера на юг на 200 км, шириной до 50 км, площадью 6,5 тысяч квадратных километров. Она состоит из подстилающей каменной соли, калийно-магниевых солей и покровной каменной соли. Залежь калийных солей имеет протяженность до 136 км, ширину до 40 км, площадь - 3,5 тысяч квадратных километров.

Минеральный состав промышленных пластов представлен следующим образом: сильвин, галит, карналлит с некоторым количеством карбонатов и сульфатов кальция и глинистых минералов.

6. Месторождения солей на территории РБ

Залежи солей в республике приурочены к отложениям кунгурского яруса перьми, распространены в южной части Ишимбайской депрессии Предуральского краевого прогиба (Стерлитамак - Салаватская соленосная провинция). Здесь разведаны 3 месторождения: Ярбишкадакское (в 13 км южнее Стерлитамака) с запасами свыше 5 млрд. т, более мелкие Стерлибашевское и Стерлитамакское. Общие запасы солей по Башкортостану на 1996 составили по категориям В+С 1 - 2247061 тыс. т, С 2 - 330532 тыс. т, забалансовые - 10879608 тыс. т. Мощность пластов от 37 до 380 м при ширине 4000 м и протяженности 7000 м, среднее содержаниие NaCl - 94,5%. Добыча соли ведется способом подземного выщелачивания, исключающим нарушение земной поверхности и попадание соли в р. Белую . Объем добычи рассола в 1995 составил 6982 тыс. м 3 (К.с. - 2464 тыс. т). Глубинная эксплуатация скважин - 1300 м. Рассол содержит не менее 305 г/л хлористого натрия, не более 2,0 г/л кальция и менее 4,0 г/л сульфатов. Потребители солей в РБ: Стерлитамакское производственное объединение "Сода" (св. 70%), Стерлитамакский хим. з-д (15%), Стерлитамакский завод синтетического каучука.

Заключение

Бывшая СССР занимало первое место в мире по богатству и разнообразию природных запасов минеральных солей.

Многочисленные соляные озера с огромными запасами различных солей сосредоточены, как указывает И.Н. Лепешков[3], в юго-заподных, южных и юго-восточных районах бывшего Советского Союза с жарким и сухим климатом, в зоне "Соляного пояса", который простирается от Черного и Азовского морей к юго-востоку до районов Прикаспия, Приаралья, Средней Азии, Западной Сибири, Южной части Красноярского края и Тувы.

Мощные залежи природных солей морского типа в виде соляных штоков имеются в Южном Приуралье, Прикаспийской низменности и приурочены к зонам распостранения бывшего древнего Пермского моря.

Как стало понятно, в понятие "соли" входит разнообразный и обширный класс природных и искусственных химических соединений. Особенным разнообразием отличаются природные минеральные соли. Их добыча и переработка составляет особую отрасль химической промышленности, называемый соляной или глаургической (от греческого "галос" - соль, море).

К соляным породам принадлежат различные осадочные образования главным образом хемогенного происхождения, состоящие из минералов класса хлоридов, сульфатов и некоторых других. Они имеют важные промышленные, бытовые, сельскохозяйственные и другие значения.

Размещено на Allbest.ru