Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
311
V — провинция радоновых вод (включает районы Балтийского и Украинского щитов, Урала, Центрального Казахстана, Алтая, Забайкалья, Восточной Сибири и Дальнего Востока). Большинство известных месторождений радоновых вод относятся к складчатым областям и генетически связаны с площадями распространения кислых интрузий. Радоновые воды — кислородно-азотные, холодные, маломинерализованные, сложного химического состава. Имеются локальные участки развития радоновых вод в других провинциях — Белокуриха в III провинции азотных вод, Пятигорск — во II провинции углекислых вод.
Контрольные вопросы
1. Назовите ученых гидрогеологов, внесших большой вклад в учение о минеральных водах.
2. Сформулируйте понятие о минеральных водах. Назовите основные геохимические типы минеральных вод.
3. Что такое «Нафтуся»?
4. Как формируются минеральные углекислые воды? Чем обясняется разнообразие их химического состава (типы Боржоми, Ессентуки, Арзни и др.)?
5. Охарактеризуйте особенности формирования различных типов минеральных вод (Fe, As, СН<, H2S, Rn, N2)..
6. В чем принципиальное отличие состава вод"" вулканических областей от других типов термоминеральных вод?
Глава 12
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Промышленными называют природные воды (подземные и поверхностные), содержащие такие концентрации элементов, которые обеспечивают в конкретных гидрогеологических условиях на данном уровне развития технологии экономически целесообразную их добычу и переработку.
Понятие промышленные воды неотделимо от понятий «месторождение промышленных вод» и «кондиционные содержания». Месторождение промышленных вод — это ограниченная часть геологической структуры, в пределах которой рациональным в технико-экономическом отношении водозабором в течение расчетного срока эксплуатации можно полностью отработать заключенные внутри нее геологические запасы этих вод.
Кондиционные содержания элементов — это такие содержания элементов в подземных водах, которые в данных гидрогеологических ситуациях обеспечивают экономически рентабельную эксплуатацию месторождения промышленных вод. Важно знать, что не может быть постоянных и повсеместных кондиционных требований к промышленным водам. Эти требования изменяются в зависимости от гидрогеологических и геолого-эконом иче-
312
ских условий района, химического состава и эксплуатационных запасов подземных вод, возможностей технологического извлечения из них отдельных компонентов или их различных сочетаний. При этом большое значение для определения кондиций на конкретные промышленные воды имеет степень комплексного использования этих вод.
Так, опыт показал, что при извлечении из вод только одного компонента минимальные концентрации брома должны составлять 250 мг/л; йода—18 мг/л. При совместном извлечении этих компонентов hx минимальные концентрации уменьшаются соответственно до 200 и 10 мг/л. В связи с этим кондиционные требования к промышленным водам могут быть разными для различных месторождений и районов и поэтому в настоящее время можно говорить только о порядке кондиционных содержаний редких элементов, которые могут сделать воды промышленными. В первом приближении нижний уровень концентраций редких элементов в водах, представляющих интерес как потенциально промышленные, видимо будет (в мг/л): для лития 10—20, для рубидия 3—5, для цезия I1 для стронция 300—500, для бора 200.
Но даже высокие концентрации элементов в подземных водах не являются решающим фактором, обеспечивающим их отнесение к промышленным. Такие концентрации могут лишь указывать на потенциальную возможность использования этих вод в качестве промышленных, непосредственное же отнесение подземных вод к промышленным производится по совокупное™ признаков, решающее значение среди которых имеют: эксплуатационные запасы подземных вод; технологические возможности как в отношении извлечения отдельных элементов из вод, так и их комплексного использования; условия эксплуатации водозаборов (глубина скважин и динамических уровней подземных вод) и сброса отработанных вод; факторы технико-экономического и общеэкономического порядка (пути сообщения и пр.). Опыт промышленного использования йодо-бромных вод показывает, что при глубине скважин 1—2 км и положении динамического уровня 300—800 м ниже поверхности дебит отдельных скважин должен быть 300—1000 м3/сут.
Важным моментом является также общесоюзная и мировая конъюнктуры в отношении потребности и экономики отдельных элементов, вероятные соотношения себестоимостей получения продуктов из твердого и водного сырья. Все эти условия определяют кондиционные требования к конкретным месторождениям промышленных вод и в итоге находят отражение в.себестоимости продуктов, получаемых из промышленных вод. .
12.1. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
История использования подземных вод для промышленного извлечения полезных компонентов начинается с солеварения, которое производилось в России уже в 12—13 вв. В дальнейшем природные (в том числе подземные) воды становятся промышленным сырьем для получения все более ценных и редких компонентов. Эта тенденция продолжается и в, настоящее время. Значимость природных вод как сырья для получения целого ряда компонентов в настоящее время стала особенно заметной. Так, еще совсем недавно 97% перспективных запасов лития капиталистических стран приходились на гранитные пегматиты. В настоящее время 55% мировых запасов лития сосредоточено в природных водах, а в США удельный вес природных вод в добыче лития уже достиг 85% (при 5—7% в недалеком прошлом). В природных водах сосредоточено также 40% мировых запасов рубидия и 35% запасов цезия. В будущем с развитием химической технологии подземные воды станут такими же источниками многих редких полезных компонентов как и их концентрации в твердой фазе земной коры. В настоящее время в СССР из подземных вод в промышленных масштабах извлекают только бром и йод. По данным на 1971 г., около 70% бромной продукции добывали из подземных вод, остальные 30% извлекали из рапы озер морского и континентального происхождения и отходов калийного производства. Йод добывают частично (29% продукции) из сбросных вод нефтяных промыслов и преимущественно (71%) из специально добываемых подземных вод. Между тем круг полезных компонентов, которые на основе современной технологии можно рентабельно извлекать из подземных вод, этими элементами далеко не ограничен. Так, в США основным поставщиком лития являются подземные рассолы так называемых сухих озер Серлз, Сильвер-Пик и Большого Солёного.
