Стаття до проекту

1. Мінеральні скарби морської води
ВСТУП
Океан - це грандіозне сховище мінеральних багатств, що становлять
основу індустрії.
З точки зору мінеральних ресурсів, в океані можна виділити п'ять
областей, в яких панують певні фізико-хімічні умови: морські узбережжя,
морська вода, континентальні шельфи, донні опади і корінні породи, що
залягають під опадами. Безліч різноманітних корисних компонентів
витягується в даний час з покладів у межах перших трьох областей.
Багатообіцяючим об'єктом експлуатації є сама морська вода, в якій
розчинено більше 70 різних елементів. В даний час промислово витягується
тільки чотири: Натрій і Хлор (кухонна сіль), сполуки Магнію та Брому.
Видобутокінших елементів пов'язанийз технічними труднощами, витрати на
подолання яких значно перевищують цінність компонента, що вилучається.
Однак багато розчинених у морській воді елементів уже слід розглядати як
реальні мінеральні ресурси майбутнього. Застосування смол, які можна
наносити на корпуси кораблів або контейнери, розставлені на шляхах
океанських течій, а також все зростаючімасштаби переробки океанських вод
прибережними електростанціями і опріснювальними установками повинні
привести попутно до промислово-рентабельного вилученню не тільки
Магнію та Брому, але й істотних кількостей бору, міді, урану, молібдену,
срібла.
Мінерали з морської води
Середній вміст різних елементів, розчинених у морській воді,
становить 3,5%, тобто кожна кубічна миля морської води, що важить
приблизно 4,7 млрд. т, містить близько 166 млн. т сухого залишку. Якщо
витягти всі солі, що знаходяться в океанах, і рівномірно розподілити їх на

2. континентах, то товщина такого шару складе приблизно 500 футів. Океани,
таким чином, є грандіозними вмістищами, в яких зосереджено близько
51016т мінеральних речовин.
У морській воді вміщені, по суті, майже всі відомі в природі хімічні
елементи, причому визначення багатьох з них пов'язано зі значними
аналітичними труднощами.
В таблиці наведено деякі дані щодо вмісту в морській воді хімічних
елементів:
Елемент
Концентрація,
мг/л*
Содержание в
морской воде, т/куб.
милю
Общее количество в
Мировом океане, т
Хлор 19000,0 89,5*106 29,3*1015
Натрий 10500,0 49,5*106 16,3*1015
Магний 1350,0 6,4*106 2,1*1015
Сера 885,0 4,2*106 1,4*1015
Кальций 400,0 1,9*106 0,6*1015
Калий 380,0 1,8*106 0,6*1015
Бром 65,0 306000 0,1*1015
Углерод 28,0 132000 0,04*1015
Стронций 8,0 38000 12000*109
Бор 4,6 23000 7100*109
Кремний 3,0 14000 4700*109
Фтор 1,3 6100 2000*109
Аргон 0,6 2800 930*109
Азот 0,5 2400 780*109
Литий 0,17 800 260*109
Рубидий 0,12 570 190*109
Фосфор 0,07 330 110*109
Йод 0,06 280 93*109
Барий 0,03 140 47*109
Индий 0,02 94 31*109
Цинк 0,01 47 16*109
Железо 0,01 47 16*109
Алюминий 0,01 47 16*109

3. Молибден 0,01 47 16*109
Селен 0,004 19 6*109
Олово 0,003 14 5*109
Медь 0,003 14 5*109
Мышьяк 0,003 14 5*109
Уран 0,003 14 5*109
Никель 0,002 9 3*109
Ванадий 0,002 9 3*109
Марганец 0,002 9 3*109
Титан 0,001 5 1,5*109
Сурьма 0,0005 2 0,8*109
Кобальт 0,0005 2 0,8*109
Цезий 0,0005 2 0,8*109
Церий 0,0004 2 0,6*109
Иттрий 0,0003 1 5*108
Серебро 0,0003 1 5*108
Лантан 0,0003 1 5*108
Криптон 0,0003 1 5*108
Неон 0,0001 0,5 150*106
Кадмий 0,0001 0,5 150*106
Вольфрам 0,0001 0,5 150*106
Ксенон 0,0001 0,5 150*106
Германий 0,00007 0,3 110*106
Хром 0,00005 0,2 78*106
Торий 0,00005 0,2 78*106
Скандий 0,00004 0,2 62*106
Свинец 0,00003 0,1 46*106
Ртуть 0,00003 0,1 46*106
Галлий 0,00003 0,1 46*106
Висмут 0,00002 0,1 31*106
Ниобий 0,00001 0,05 15*106
Два елемента - Натрій і Хлор - складають разом 85,2% усієї кількості
розчинених у морській воді твердих компонентів, тоді як на частку дев'яти

4. найбільш широко поширених елементів морської води припадає понад 99%.
Співвідношення цих дев'яти елементів відрізняються чудовою постійністю.
Йонів Хлору міститься 54,8% середнього складу солей, йонів Натрію - 30,4,
сульфат-йону - 7,5, йону Магнію - 3,7, Кальцію - 1,2, Калію - 1,1, карбонат-
йону - 0,3, бромій-йону - 0,2 і борат-йону - 0,7%.
Вилучення мінералів з морської води
Незважаючи на те, що нині відомо не менше 60 розчинених у морській
воді елементів, в промислових масштабах витягується лише чотири. Це
Натрій, Хлор (входять до складу звичайної кухонної солі), Магній і деякі
його сполуки, а також Бром. В якості побічних відходів в процесі отримання
кухонної солі або при видобутку Магнію добувають деякі сполуки Кальцію і
Калію. Зазвичай ці продукти отримують або в результаті екстракції з
морської води, або при переробці водоростей, які концентрують Кальцій і
Калій. Слід, однак, відзначити, що промислове вилучення перерахованих
елементів безпосередньо з морської води все ще не освоєно. Робилися
численні спроби екстрагувати інші мінеральні сполуки з морської води,
проте промислова здобич виявилася безуспішною. Запатентовано також
чимало способів отримання з морської води Йоду, Калію, кальцій сульфату,
золота і срібла
Вилучення кухонної солі
Щорічно в усьому світі виробляється близько 6 млн. т солі. Як правило,
для виробництва солі з морської води випарюванням необхідний жаркий
клімат із сухими вітрами. Однак крім близькості моря і жаркого клімату
необхідно дотримуватися ряду умов: слабка водопроникність ґрунту
випарних басейнів, наявність великих низинних площ, що лежать нижче
рівня моря або затоплюваних морськими приливами, мала кількість опадів
протягом місяців активного випаровування, відсутність впливу прісних
річкових вод, що розбавляють солону морську воду, і, нарешті, у зв'язку з

5. низькою вартістю видобутку солі – наявність дешевих транспортних засобів
або близькість ринків збуту.
Вилучення магнію з морської води
У штучному басейні водабезперервно обробляється вапняним молоком
(вапно отримують шляхом прожарювання устричних раковин). В результаті
реакції вапняного молока з сполуками магнію утворюється рідкий
намулоподібний осад нерозчинного магній гідроксиду Мg(OH)2, який потім
перекачується у відстійники. Осад становить приблизно 2% загального
обсягу морської води, що витрачається в цьому виробництві, іншими
словами, вже на першій стадії технологічного процесу здійснюється 100-
кратне концентрування корисного компонента.
Відфільтрований магній гідроксид розчиняють в соляній кислоті HCl.
Отриманий розчин магній хлориду концентрують випарюванням, для того
щоб частково позбутися від захоплених з морської води солей. Кальцій
осідає у вигляді нерозчинного сульфату або гіпсу додаванням до розчину
магній сульфату, після цього розчинзновуфільтрують, щоб відокремити гіпс
і інші солі, і потім концентрують випарюванням. Коли концентрація магній
хлориду досягне приблизно 50%, а температура розчину підніметься
приблизно до 170°С, його розпилюють на попередньо висушений твердий
MgCl2. Розчинникмиттєво перетворюється в пар, а магній хлорид при цьому
осідає. Висушений твердий осад потім поміщають в електролітичну камеру,
де він розкладається до металевого магнію і газоподібного хлору. Хлор
перетворюється в соляну кислоту, яку успішно використовують у наступних
циклах процесу.
Золото з морської води
Методи екстракції золота з морської води засновані на використанні
сульфідних частинок, які мають високу спорідненість до золота. При
проходженні морської води над цими частками золото, як вважають,

6. прилипає до поверхні сульфідів. Крім того, в якості матеріалу для добування
золота з морської води пропонувалася також ртуть.
Незважаючи на безліч спроб екстрагувати золото з морської води, відомий
лише один випадок, коли були отримані скільки-небудь відчутні кількості
цього металу.
Інші речовини, які добуваються з морської води
Інші продукти, як правило, є побічними продуктами при виробництві
солі або їх отримують через проміжне посередництво деякихрослин або риб.
З морських водоростей виділялися значні кількості калієвих і натрієвих
солей. Технологія цього процесу, по суті, була не розроблена. Зазвичай
проводилося просте вилуговування водоростей водою і подальше
випарювання отриманого розчину. Інший вельми поширений метод
одержання солей полягав у тому, що водорості спалювалися, а зола
оброблялася розчином лугу. В результаті цих примітивних процесів йод
виходив у вигляді сполук – йодидів калію або натрію, які при змішуванні їх
із сірчаною кислотою і манган (ІV) оксидом MnO2 відновлювалися до
елементарного йоду.
Видобуток мінеральних сполук при опрісненні морських вод
В останні роки приділяється особлива увага проблемі опріснення
морських вод. Як правило, концентрація солей у стічних водах в цьому
випадку у багато разів перевищує вміст цих солей у вихідній морськійводі. В
ході робіт з вилучення мінеральних сполук з таких розсолів отримані дуже
обнадійливі результати. Це відноситься до зниження витрат по
перекачуванню вод, що надходять на переробний завод з відносно високою
температурою розсолу і приблизно в 4 рази підвищеною концентрацією.