Природные растворы магниевых солей
|
В 1 м3 морской воды содержится - 1 кг магния. Морскую воду используют для получения окиси магния, а также магния в странах, не обладающих значительными ресурсами другого магниевого сырья — в США, Норвегии, Англии, Франции, Италии, Румынии. В 1956 г. 56% произведенной в США окиси магния было получено из морской воды, природных и искусственных рассолов. Использование этил видов исходного сырья увеличивается. В Мосс Лендинг (Калифорния) из морской воды и доломита получали окись магния для карботермического магниевого завода в Перманенте; во Фрипорте и Веласко (Техас) окись магния переводят в хлорид для электролиза.  В Англии два завода производят из морской воды около 160 тыс. т окиси магния в год; часть ее используют для получения магния. В соляных озерах, насчитывающихся в России десятками тысяч, рассолы значительно более концентрированы, чем морская вода. Природные соляные рассолы разделяются на два основных класса: сульфатные и бессульфатные. Бессульфатные рассолы после естественной или искусственной выпарки, при которой осаждается поваренная соль, пригодны для получения хлористого магния; отсутствие сернокислых солей упрощает их переработку. Рапу с сульфатами можно использовать также для получения хлористого магния после удаления из нее ионов SO4в2-, что не представляет особых трудностей. Большинство соляных озер России содержит сульфаты. Из важнейших в России озер с бессульфатными рассолами следует назвать Перекопские в Крыму и Баскунчак в Волга-Эмбенском районе. В табл. 6 приведен состав рапы некоторых наиболее крупных озер Перекопской группы в летнее время. Для рапы озер Старого и Красного характерно содержание хлористого кальция, что обусловливает отсутствие в ней ионов SO4в2-. Эта рапа даже может быть использована для удаления сульфат-иона из рапы других близлежащих озер. В Крыму расположены два озера, содержащие сульфаты; Сакское и Сасык-Сивашское. На Сакском озере производят хлористый магний, бром и поваренную соль. Эксплуатация этого озера, связанного протоком с морем, является типичным примером комплексного использования морской воды. Аналогичным образом можно перерабатывать рапу с низким исходным содержанием хлористого магния расположенного поблизости, большого Сасык-Сивашского озера и озер других районов России. Состав рапы Сакского и Сасык-Сивашского озер приведен в табл. 6. Мощным потенциальным источником получения магниевых солей следует считать залив Сиваш (Азовское море). Сиваш сообщается с Азовским морем через Генический пролив, ширина которого всего лишь 120 м, а глубина 2—4 м. Затрудненный обмен БОД, засушливый климат Крыма и мелководность Сиваша (максимальная глубина 1,25 м) создают благоприятные условия для концентрирования его рапы. В Сиваше вода содержит в среднем около 2% солей магния. Концентрация рапы в различных районах Сиваша неодинакова и повышается к западу (табл. 6). Запасы солей в Сиваше составляют около 190 млн. т; из них на долю магниевых солей приходится 16%. Эти запасы все время пополняются за счет притока воды из Азовского моря. На Арпоатской стрелке расположено Геническое озеро, соединенное с Сивашем каналом со шлюзами. Состав рапы Генического озера приведен в табл. 6. Намечены пути освоения богатств Сиваша. Кроме поваренной соли, будут добываться бром, гипс, эпсомит и гидроокись магния, которую можно извлекать из слабых (0,5% MgCb), а также из крепких (13% MgCl2) рассолов. Чистота окиси магния, полученной в лаборатории, доходит до 99,5% MgO, в полузаводских условиях — до 96%. Намечается сооружение завода по производству окиси магния из рапы Сиваша. Большие озера Индер, Баскунчак и Эльтон (Южное Заволжье) находятся вблизи соляных куполов, поэтому запасы солей здесь непрерывно растут за счет впадающих соляных ключей. Рапа озера Баскунчак не содержит других сернокислых солей, кроме гипса (табл. 6). Состав рапы зависит от времени года. Наблюдались периоды, когда содержание хлористого магния в ней доходило до 30%. В этих условиях начинается естественная садка бишофита. Состав рапы оз. Эльтон также резко меняется в зависимости от климатических условий. Минимальная концентрация рапы наблюдается в конце зимы, максимальная — в конце лета (табл. 6). В засушливые годы содержание хлористого магния в рапе доходит до 33,5%; наблюдались случаи осаждения в озере сакиита (MgSО4*6Н2О) и бишофита.  В озерах Индер, Баскунчак и Эльтон, кроме поверхностной рапы, иногда исчезающей летом вследствие испарения, находятся большие запасы рапы, пропитывающей всю толщу солей, которыми заполнены котловины этих озер на большую глубину. Такая рапа называется «межкристалльной» или донной. Сухой и жаркий климат района Волга—Эмба и постоянные ветры создают благоериятные условия для естественного испарения и сгущения рапы в летний период. Летом рапу можно сконцентрировать в искусственных бассейнах до содержания в ней 22—26% MgCl2. В бассейнах на озере Эльтон в течение одного испарительного сезона достигается еще более высокая концентрация рапы — до 30% MgCl2. Характерно, что на доведение рапы Сакского озера до этой же концентрации затрачивается четыре лета. Неисчерпаемым потенциальным источником получения хлористого магния является залив Кара-Богаз-Гол площадью 14 000 км2, примыкающий к восточному берегу Каспийского моря севернее г. Красноводска. В связи с падением уровня Каспийского моря поступление его воды в Кара-Богаз-Гол, расположенный ниже уровня моря, снизилось до 9 км3 в год; для возмещения же интенсивного испарения воды в заливе необходимо 10—12 км3 каспийской воды. В связи с этим площадь залива сокращается, рапа в нем концентрируется и из нее выпадает сложная смесь хлоридов и сульфатов натрия и магния. Из рапы Кара-Богаз-Гола в настоящее время получают мирабилит (Na2SO4+10H2О), перерабатывая ее в искусственных водоемах. Значительная группа соляных озер расположена на территории Алтайского края в Кулундинской степи. Из них наибольший интерес представляет оз. Кучук и расположенное рядом с ним 03. Кулундинское. Состав рапы озер Кулундинской степи приведен в табл. 7.  Среди многочисленных соляных озер Казахстана некоторые богаты хлористым магнием. В частности, на оз. Коряковском в Прииртышье подозерные рассолы содержат 12—15% MgCh, 11—14% NaCl и 8—9% MgSО4. Средний состав рапы оз. Жаксыкылыш в Приаралье: 10,6% MgCl2, 11,3% NaCl, 5,1% MgSO4, 1,2% KCl, 0,013% Br. Из среднеазиатских озер следует отметить озеро Тенгиз-Куль, рапа которого содержит 4,9% MgCb, 14,2% NaCl, 2% KCl, 9,5% MgS04, 0,1% MgBr2. В ряде озер Арало-Каспийского района имеются большие за пасы сульфата магния. Из крупных соляных озер, находящихся в зарубежных странах, следует упомянуть Большое соленое озеро, расположенное в штате Юта (США). Это озеро, имеющее площадь 2890 км2, во многом напоминает залив Кара-Богаз-Гол. Рапа Большого соленого озера содержит 1,2% MgCl2, 24,2% NaCl, 2,2% MgSO4. В США, в штатах Огайо, Техас, Западная Виргиния и Мичиган имеются ископаемые рассолы, содержащие 9,9% MgCl2, 5,8% NaCl, 17% CaCl2, 2,5% KCl, 0,1% NaBr; из них получают бишофит. Магниевый завод фирмы Доу в Мидленде (штат Иллинойс) применял в качестве сырья рапу подземного озера, имеющую следующий состав: 3% MgCb, 14% NaCl, 9% СаСl2, 0,2% NaBr. В Канаде в провинции Саскачеван имеются соляные озера, содержащие хлористый и сернокислый магний. Запасы этих солей по шести озерам в пересчете на окись магния составляют около 13 млн. т. Из зарубежных соляных озер с бессульфатной рапой наиболее интересно Мертвое море в юго-западной Азии; его площадь 1000 км2. Вода Мертвого моря представляет собой весьма концентрированный раствор хлоридов (9—13% MgCb, 6—7% NaCl, 1% KCl, 2—4% CaCl2, 0,5% MgBr2). Запасы солей в Мертвом море исчисляются в 44 млрд. т, в том числе 22 млрд. г хлористого магния и 980 млн. г бромистого магния. В 30-х годах текущего столетия началась промышленная добыча из рассолов Мертвого моря калийных солей и брома с попутным извлечением хлористого магния и хлористого кальция. |
