Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Способность конкретных элементов к накоплению в подзем: ных водах может быть оценена с помощью коэффициента концентрации, который в соответствии с положениями В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана, представляет отношение концентраций элемента в воде к их средним концентрациям в земной коре. Чем больше превышение концентраций элемента в подземных водах над его средними концентрациями в земной коре, тем больше гидрофильность элемента и тем -большая вероятность его использования из промышленных вод. -
316
Данные табл. 12.1 показывают следующий ряд уменьшения гидрофильности катионо- и анионогенных элементов, который при прочих равных условиях может иллюстрировать уменьшение геохимических перспектив их использования из подземных промышленных вод: анионогенные (Br>CI>I>B>F>As, W, Mo, Ge); катионогенные (Sr>Li>Cs, Ca, Mg>K>Rb).
Значительные коррективы в этот ряд вносят конъюнктурные условия в отношении потребности элементов и их сырьевой базы, геолого-экономические условия, а также успехи химико-технологических исследований. Что же касается элементов-ком-плексообразователей, то их способность к накоплению в подземных водах минимальна. Коэффициенты концентрации подавляющего большинства этих элементов в подземных водах меньше единицы. Эти элементы являются минимальными мигрантами в подземных-водах, основные массы и формы их заключены в твердой фазе земной коры и поэтому эта фаза всегда будет являться основным сырьем для их получения. Только в отдельных геохимических типах подземных вод некоторые из этих элементов- способны концентрироваться до значительных содержаний. Таким геохимическим типом подземных вод являются кислые рудничные и термальные воды, содержащие высокие концентрации меди, цинка, урана. Именно эти воды в настоящее время пытаются использовать в ограниченных масштабах для-получения названных элементов. Они в общем балансе сырьевых ресурсов этих элементов всегда будут иметь минимальную значимость.
12.3. ГЕОХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОДАХ
12.3Л. Литий, рубидий, цезий
Это типичные катионогенные элементы. Степень их катионоген-ности увеличивается в соответствии с уменьшением электроотрицательности элементов (вкДж/моль):
L1M3 ^а4»5 < K4I9 <С Rb4Oe <С ^377-
Содержание щелочных элементов в океанической воде составляет, мг/л: Li 0,15—0,2; Na 10354—10500; К 380—387,5; Rb 0,12—0,2; Cs 0,0005, а величины Na/K 27; K/Rb 1900. В океане, по данным Т. Ф. Бойко, содержится Li 1,0%, Rb-0,17% и Cs 0,08% от того их количества, которое находится в выветривающихся средних изверженных породах. Остальная часть элементов в земной коре связывается глинистыми образованиями. В связи с этим распространение редких щелочных элементов в породах земной коры контролируется терригенной их частью.
317
Таблица 12.1. Способность химических элементов к концентрированию в природных водах
Среднее содер- Содержание в океанической воде, мг/л Максимальное Подземная вода Элемент жание в породах земной коры, мг/кг
содержание в подземных водах, мг/л Породы зем покеры Катионогенные элементы
Li 32 0,2 - . 700 21,9 Na 25 ООО 10 500 160000 6,4 К 25 ООО 380 60 000 2,4 Rb 150 0,12 960 6,4 Cs 3J 0,0005 25* 6,75 Mg 18 700 1350 ПО 000 5,9 Ca - 29 600 400 205 000 6,9 Sr 340 8 10 000
• ? 29,4 Элгменш-комплексообразователи
Al 80 500 0,01 13 000 0,16 Be 3,8 0,0000006 0,5 0,13 Ti 4500 0,001 20 0,004 Mn 1000 0,0002 2000 2,0 Fe 46 500 0,002 47 000** 1,01 Zn 83 0,005 50 000** 602 Cu . 47 0.0005 46500** 989.4 La 29 0,000003 1,0 0,034 Y 20 0,0000013 0,5 0,025 Nb 20 0,00001 0,5*** 0,025 Sn 2,5 0,00001 0,50 0.2 Та 2,5 0,000002 0,05*** 0,02 U 2,5 0,0032 2000** 800
100****
? 40
• ?
Анионогенные элементы В 12 4,6 23000 1916 . F 660 1,3 15 000*** 22,7' Cl 170 19000 400 000 2353,0 Br 2,1 65 17 500 8333 I 0,4 0,06 1400 ? 3500 Ge M O700005 0,2 0,14 As и . 0,004 905" 532,4 Mo 0,01 5***' 4,55 W 1,3 . 0,0001 56**** 43 * Углекислые воды, в том числе термальные. Кислые рудничные воды. *** Щелочные рудничные воды агпантовых нефелиновых оиеинтов, содержащих внл-лиомит; остальное — высокоминерализованные воды артезианских бассейнов платформ, краевых прогибов и межгорных впаднн. ***• Воды содовых озер.
318
Диапазон изменения содержаний редких щелочных элементов в подземных водах очень велик, мг/л: LKO1OOl — 700: Rb 0,001-960; Cs 0,001—20.
В земной коре имеется несколько геохимических типов, подземных вод, содержащих максимальные концентрации редких щелочных элементов. Такими типами подземных вод являются: внутрисолевые и подсолевые рассолы галогенных формаций; рассолы артезианских бассейнов краевых прогибов и межгорных впадин.
Все эти геохимические типы рассолов в своей генетической основе являются седиментационными рассолами, сформировавшимися в результате концентрирования морской воды, и последующей метаморфизации продуктов концентрирования во вмещающих породах.
Надсолевые хлоридно-натриевые рассолы галогенных формаций, формирующиеся в результате растворения пород, из всего» набора щелочных элементов содержат только Высокие концентрации натрия (при Л1>300 г/л обычные содержания натрия а этих рассолах составляют > 100 г/л). Но даже при растворений-пород калийных галогенных формаций содержания калия в этих рассолах не превышают 2—3 г/л, а содержания лития, рубидия и цезия минимальные. Детальные исследования геохимии над-солевых инфильтрогенных рассолов самых различных геологических структур показали, что содержания лития в них не превышают 5 мг/л, рубидия 2,5 мг/л, цезия 0,5 мг/л. Такие содержания редких щелочных элементов в рассолах недостаточны для их использования в качестве промышленных.
