Современное общество настолько привыкло к тому, что купить соль можно совершенно свободно, а ее стоимость настолько незаметна для семейного бюджета, что принимает это факт как должное. Но ведь совсем еще недавно соль бывала на столе только у самых зажиточных людей, так как ее производство отличалось необыкновенной трудоемкостью и затратностью.
Добывают соль в самых разных уголках планеты. К примеру, месторождения соли разрабатываются не только в России, но и в Индии, Ираке, Мексике, Франции, Азербайджане, Украине, Туркменистане и т.д. С развитием технологического процесса добыча этого вещества значительно упростилась, однако не во всех странах. Так, ряд стран до сих пор практикует добычу традиционными методами.
Добыча соли методом испарения жидкости
К примеру, в Уганде располагается озеро Кэтви, в котором отсутствуют стоки вообще. К тому же оно является кратерным озером, а сочетание этих двух факторов приводит к тому, что длительная жара при минимальном количестве осадков способствует повышению количества соли в застоявшейся воде.
Для того чтобы стимулировать процесс испарения воды, рабочие создают так называемые «соляные ямы». Причем каждый рабочий ревностно следит именно за своей ямой, так как ему выплачивается процент от продажи добытой им в этом месте соли.
Условия их работы просто невероятные, ведь и женщины, и мужчины вынуждены проводить много часов в очень соленой воде. Это, несомненно, отрицательно сказывается на их здоровье. Да и наличие водородного газа сульфида, к которому примешивается аммиак, делает воздух необыкновенно насыщенным запах тухлых яиц.
Как только вода в яме испаряется, рабочие извлекают ее оттуда и переносят на солнечное место, где она и высохнет в кратчайшие сроки.
Добыча соли шахтовым способом
Уже очень давно человечество обнаружило, что соль можно найти не только в воде, но и под землей. Так появилась идея добывать соль в шахтах.
Шахта представляет собой длинный туннель с множеством коридоров, стены которого сотворены природой из соли. Поэтому рабочие используют специальные пилы, с помощью которых они выпиливают огромные куски этого минерала. Для облегчения транспортировки больших кусков их чаще всего разрубают на более мелкие, после чего грузят на вагонетки, которые и поднимаются на поверхность по шахтовой железной дороге.
Существует и иной вариант добычи соли в шахтах, что обусловлено особенностями ее залежи. Его основной принцип – бурение скважин, в которые наливается вода, причем высокой температуры. В результате солевая порода тает и становится очень соленой жидкостью, которую и выкачивают. Для этих целей используются современные шламовые насосы , особенность производства которых – это применение действительно прочных к механическому и химическому воздействию материалов. Это связано с тем, что в таком рассоле содержится множество острых и твердых частиц горных пород, а он становится очень агрессивной средой вследствие высокой концентрации в нем соли.
Рассол поступает в огромные резервуары, где создается давление, существенно ниже атмосферного. Это приводит к тому, что солевой раствор начинает активно испаряться при более низких температурах, нежели в обычных условиях. В итоге испарения воды соль оседает на дно резервуара, а центрифуга измельчает соль. Так появляется на свет соль «Экстра», которая известна своим тонким помолом.
Добыча соли при помощи соледобывающего комбайна
Технологический прогресс подарил жизнь одному изобретению, которое значительно облегчает процесс соледобычи – это создание специального комбайна. Наиболее известной местностью, где используется данный агрегат, является озеро Баскунчак.
Озеро считается совершенно уникальным природным объектом, ведь оно способно ежегодно подарить миру несколько миллионов тонн соли, к тому же оно является самовозобновляемым источником, ведь Баскунчак располагается на вершине огромного соляного купола.
Соледобывающий комбайн по внешнему виду похож на электровоз, так как перемещается он по поверхности озера по железной дороге. На нижней части комбайна размещается фреза, которая способна быстро разрыхлить плотную структуру соли, что позволяет минералу смешиваться с озерной водой. Затем в действие включаются насосы, которые выкачивают соляной раствор и отправляют его в специализированную камеру.
В этой камере есть ряд устройств, позволяющих отделить соль от жидкости и промыть ее. После этого к комбайну подъезжают вагоны, на которые и грузится добытый минерал. Кстати, соледобывающий комбайн на Баскунчаке отличается поразительной производительностью, ведь он может за один час не только добыть практически 300 тонн соли, но и погрузить ее в вагоны.
Известно, что издавна периодически возникал дефицит этого продукта и происходили солевые бунты. В сложные времена велись . В связи с этим, интересно, где добывают соль в России, и какие существуют технологии для получения продукта.
В настоящее время известно несколько способов добычи соли, а именно:
- шахтный;
- вакуумный;
- озерный;
- путем вымораживания;
- карьерный.
Кроме того, соль добывают в бассейнах и выпаривают из открытых чренов.
Где в России добывают пищевую соль: месторождения
В настоящее время на территории России соль добывается только шахтным, вакуумным и озерным способами.
Шахтным способом добывают соль:
- на Турекском месторождении в Иркутской области;
- на Соль-Илецком месторождении в Оренбургской области.
Где добывают соль в России вакуумным способом? На сегодняшний день добыча соли вакуумным способом организована только на Усольском заводе в Иркутской области.
Озерный способ добычи соли ведется в районе Бурла, Алтайском крае,в районе Баскунчак, Астраханской области.
Как добывают соль в России шахтным способом?
После проведения геологических разведывательных работ начинается строительство шахты для добычи соли. В виде пластов она находится на разных глубинах от поверхности земли. Так, на разных месторождениях глубина залежи пластов варьируется от 250 до 800 м. Производится бурение двух стволов до залежей соли (до пластов), которые предназначены для опускания в шахту людей и техники и для поднятия добытой соли на поверхность земли.
Специальные солевые комбайны (в России используются комбайны типа Урал 10 КС и Урал 20 КС) идут по пласту и рубят руду, в которой в большом количестве содержится калий. Она по транспортировочным лентам доставляется к шахтному стволу. После этого специальные скиповые машины поднимают руду, дробят и очищают от различных примесей. В результате получается пищевая соль.
Следует отметить, что соль является твердым монолитом, и всегда возникает вероятность взрывов в шахте. Поэтому к технике и процессу выработки предъявляются жесткие требования по технике безопасности.
На шахтах Соль-Илецкого месторождения ежегодно добывается до 130 000 тонн продукции соли.
Вакуумный способ добычи соли
Вакуумный способ намного безопаснее, чем шахтный. Так добывают соль мелкого помола, известную под маркой «Экстра». Она отличается высоким содержанием хлористого натрия.
Вакуумный способ добычи соли заключается в следующем:
- высверливают скважину в месте, где обнаружены залежи поваренной соли;
- в нее закачивают пресную воду;
- после некоторого периода времени, когда вода размоет соль, всю эту массу выкачивают на поверхность;
- рассол предварительно очищают и заливают в специальные вакуумные камеры;
- подают высокую температуру для кипения рассола и образования кристаллов соли;
- отделяют жидкость от частиц под воздействием центрифуги, откачивают воду и собирают соль.
Как добывают соль в России озерным способом?
Наиболее простым способом является добыча соли озерным способом. Так просто собирается самосадочный минерал, а именно, соль. Например, на озере Баскунчак (Астраханская область) площадью около 55 га промышленным путем добывается порядка 2 - 3 миллионов тонн соли в год. Разведано, что данное озеро расположено на вершине большой солевой горы, высота ее превышает несколько тысяч метров в глубину. По данным ученых, запасы соли в данном месторождении обеспечат население планеты на 1500 лет вперед.
В настоящее время соль добывают с 5 – 10-метровой глубины озера.
Процесс добычи соли озерным способом следующий:
- специальные солевые комбайны марки Таволжан -100 и Каспий двигаются по железнодорожному полотну;
- железнодорожные пути уложены на поверхности соляного слоя;
- комбайны, высотою с двухэтажные вагоны, разрушают соляной пласт;
- далее механизмы дробят и собирают соль;
- технологический процесс заключается в обогащении и обезвоживании соли;
- осуществляется погрузка соли на специальный грузовой вагон, который двигается параллельно комбайну по железнодорожным путям.
В среднем, такие солевые комбайны могут добывать до 300 тонн соли в час. Они выбирают её пласта последовательно, сверху донизу. Те места, где был сразу снят пласт, заполняется солевой рапой. Железнодорожные пути для комбайнов и для грузовых вагонов разбираются и устанавливаются в то место, где планируется последующая обработка месторождения.
Добыча соли озерным способом производится только в определенный сезон, который связан с циклом образования на дне соляного озера солевого осадка.
А где добывают соль в России еще?
С недавнего времени стали восстанавливать добычу и производство розовой соли в Крыму. Из-за содержания водоросли Dunaliella salina такая соль приобретает розовый цвет.
Эта соль является уникальным и полезным продуктом для человеческого организма. В ней содержится огромное количество полезных микроэлементов. Еще , что рабочие на данных солевых бассейнах практически не болели простудными заболеваниями и ангиной.
Алгоритм добычи такой соли:
- в весенний сезон специальные бассейны наполняются морской водой;
- под воздействием солнца происходит выпаривание воды;
- после испарения воды кристаллы соли оседают на дне;
- специальными ковшами рабочие собирают кристаллы соли.
Теперь нам известно, что месторождений, где добывают соль в России, достаточно много, поэтому население страны обеспечено данным продуктом на долгое время.
Поваренная соль - неорганическое соединение, которое состоит из ионов натрия и хлора. В измельченном виде представляет собой белые кристаллы разной величины. В большинстве случаев она имеет примеси, которые могут изменять цвет соли от светло-коричневого до серого.
Виды поваренной соли
По генезису и способу получения поваренную соль разделяют на:
- Каменную;
- Выварочною;
- Озерную;
- Бассейновую.
Каменная соль, или галит, - это минерал, который состоит из кубических кристаллов.Он является основным источником поваренной соли, а также сырьем для производства хлора, натрия гидроксида и соляной кислоты. Находится в осадочных породах, толщина залежей галита достигает 350 метров. Отличается от других видов соли относительно малым количеством примесей.
Выварочную соль получают в процессе выпаривания природных рассолов, которые добывают из недр земли, или искусственных рассолов, которые изготовляются путем растворения галита в воде, которую нагнетают внутрь скважин. После очищения рассолов - их выпаривают в вакуумных аппаратах.
Озерную, или самосадочную соль, добывают со дна озер. Осадочной ее называют потому, что из-за переизбытка соли в воде она осаждается. Отличается данный вид поваренной соли высокой гигроскопичностью и влажностью.
Бассейновую, или садочную соль, получают из океанской или морской воды, которую переносят в искусственные, большие по площади, бассейны в южных районах. Вода испаряется, а соль выпадает в осадок.
По виду обработки поваренную соль разделяют на: мелкокристаллическую, молотую, немолотую и йодированную; по качеству: экстра, высшего, первого и второго сорта.
Месторождения и добыча
Природные запасы поваренной соли на Земле почти неисчерпаемы.
Основные типы месторождений поваренной соли: пласты залежей каменной соли, океанская, морская и озерные воды, рассолы и грунтовые воды, солончаки. Крупнейшими российскими, а также украинскими месторождениями являются Верхнекамское, Серёговское, Астраханское и Артемовское.
В наше время поваренную соль добывают шахтным методом (наиболее распространенный), кристаллизацией, вымораживанием, выпариванием.
Применение поваренной соли
Основное значение соль имеет в пищевой промышленности в виде приправы. В чистом виде она используется в металлургии при обжигании руд и очистке металлов. Ею пользуются даже на транспорте - посыпая дно вагонов для предохранения кокса или марганцевой руды при перевозке. Также поваренную соль используют для обработки кожных изделий с целью предотвращения их гниения.
Образование соляных рассолов возможно при систематическом орошением водой и постепенным размыванием подземных камер в солевом пласте, или затоплением камер. В таком случае, образующийся концентрированный рассол выкачивается насосами.
Также применяют более совершенный способ выщелачивания через буровые скважины. Данный способ заключается в том, что в скважину, закрепленную колонной стальных обсадных труб диаметром 150—250 мм, вставляется труба меньшего диаметра (75—100 мм). По одной из этих труб с помощью центробежного насоса высокого давления (20—25 ат) в пласт соли нагнетается вода. Она растворяет соль и в виде рассола выдавливается на поверхность по другой трубе. Различают два режима работы скважин — противоточный, когда воду подают по наружной трубе, а рассол поднимается на поверхность по внутренней (рисунок 1 а), и прямоточный, когда по внутренней трубе подают воду, а рассол выдавливается по наружной трубе. Глубина сква¬жин и давление, под которым в нее подают воду, зависят от глубины залегания пласта соли или подземного источника рассола. Производительность такой скаважины составляет около 10—25 м3 рассола в 1 час. (Иногда воду подают в скважину самотеком; в этом случае рассол, который имеет большую плотность, не может достигнуть поверхности за счет давления столба воды, и его откачивают глубинным насосом, опущенным в скважину до уровня, определяемого разностью плотностей рассола и воды.)
Камера, образующаяся в пласте соли при размывании его водой через буровую скважину, постепенно приобретает форму, близкую к форме опрокинутого конуса, так как в результате естественной конвекции боковая поверхность, а особенно потолок камеры, растворяется быстрее, чем дно, покрытое насыщенным рассолом и шламом механических примесей. Поэтому боковая поверхность становится все более пологой и затем покрывается слоем пустой породы, препятствующим дальнейшему выщелачиванию. Интенсивность рассолообразования уменьшается, и эксплуатацию скважины приходится прекращать, когда образующая конуса достигает угла 30—40°. В результате этого запасы месторождения при таком способе эксплуатации используются не больше чем на 5—15%.
Схема выщелачивания пласта соли через буровую рассольную скважину
(а - противоток, б - гидровруб)
Источник: Позин М.Е. «Технология минеральных солей»
Эксплуатация скважин может осуществляться также комбинированным противоточно-прямоточным методом. Основная стадия здесь прямоток, когда происходит «размыв» слоя соли с образованием большого количества рассола; при более короткой стадии работы противотоком происходит «промывка» скважины с удалением из нее большей части нерастворимых частиц. Продолжительность цикла чередования направления потоков внутри скважины равна, например, 2 ч при соотношении продолжительности режимов «размыва» и «промывки» в пределах от 7: 1 до 3: 1.
Более совершенной является эксплуатация скважин с гидроврубом (рис. 1 б). В этом случае вместе с водой в скважину нагнетают воздух или нефть. Вначале поддерживают уровень воды на постоянной высоте 1—1,5 м от забоя. При этом растворение идет только по окружности камеры, потолок же предохраняется «от действия воды тонким слоем «нерастворителя» — воздуха или нефти. Образуется вруб — приблизительно плоская цилиндриче¬ская камера высотой 1—1,5 м и диаметром 100 м и больше. (Бо¬лее вероятно, что при выщелачивании гидровруба форма образующейся полости в соляной залежи соответствует форме гипер¬болоида вращения.) После этого воздух или нефть выдавливают на дневную поверхность, повышая уровень рассола, причем происходит интенсивное растворение потолка камеры. Осаждение пустой породы на растворяющейся поверхности при этом исключено, и использование запасов месторождения возрастает.
Наиболее прогрессивным является ступенчатое выщелачивание, особенно для разработки пластов соли, содержащих много нерастворимых включений. В этом случае вначале производят размыв не в форме вруба, т. е. плоской щели, а в форме конуса» обращенного вершиной вниз. Затем, периодически повышая уровень подвода воды и изменяя уровень отбора рассола, производят ступенчатое растворение соли, так что камера выщелачивания принимает форму, близкую к цилиндру, с основанием в виде воронки и сводчатой кровлей. Нерастворимые включения скапливаются в нижней части камеры. Степень использования пласта соли резко возрастает.
Питание пласта соли водой для его размыва и откачку рассола производят и по разным скважинам — по одним подают воду, по другим откачивают рассол. При такой групповой системе эксплуатации скважин коэффициент извлечения соли особенно возрастает при последовательной отработке запасов по падению пластов и при использовании провальных воронок, образовавшихся в результате выщелачивания. Это позволяет сократить число водоприемных скважин и значительно увеличить количество подаваемой воды.
Образующиеся при подземном выщелачивании пустоты могут явиться причиной обрушения кровли камер — опускания и обвалов надсолевых пород. Поэтому метод извлечения солей может использоваться лишь при достаточной прочности покровных пластов.
После добычи соли методом подземного выщелачивания в специально оборудованных цехах происходи очистка рассолов в специальном резервуаре от солей кальция и магния. Таким способом производят лучшую пищевую соль «Экстра». На солевыварочных заводах он называется вакуумным способом. В упрощенном представлении он выглядит следующим образом: В толщу соли, залегающую под землей, через скважины нагнетают пресную воду. Соль растворяется в ней, и наверх насосы выкачивают уже рассол. Его сначала очищают, а затем направляют в камеры, где создается пониженное давление - вакуум. При давлении меньше атмосферного рассол начинает кипеть при более низких температурах, чем обычно, и активно испаряется. Кристаллики соли выпадают в осадок. Центрифугой их отделяют от жидкости. Производители получают соль очень тонкого помола. Специальными распылителями в нее, при необходимости, добавляют йод-составляющую, и антислеживающие компоненты.
Цвет соли сорта экстра белый; для прочих сортов допускаются оттенки сероватый, желто-ватый и др. Максимальное содержание Na2S04 в пересчете на сухое вещество для сорта экстра 0,2%, для других сортов 0,5%.
Процесс выработки вакуумной соли подразумевает высокоэффективное оборудование и оптимальность технологического процесса на всех его стадиях. Такая технология снижает производственные затраты и повышает экологическую безопасность производства.
Многим пищевым продуктам можно без труда найти замену. Даже хлеб можно заменить. Без соли обойтись невозможно. Она является единственным продуктом, который попросту нечем заменить. Человек не может жить без соли. Результаты многих исследований показали, что без соли в организме человека прекращается пищеварение и не происходит обмен веществ. Любое живое существо гибнет, если не получает соль в необходимых количествах.
К счастью, наша природа имеет огромный запас поваренной соли (галит). К примеру, страны бывшего Советского Союза включают в себя более сотни месторождений, в которых имеются более ста миллиардов тонн соли. А природные ресурсы и того больше.
Добыча соли
Итак, давайте разберемся, как добывают соль и как происходит этот процесс. Добыча соли всегда считалась нелегким трудом. Еще в начале прошлого века это делалось вручную. Но в двадцатые годы лопаты, тачки и кирки сменили врубовые машины, соляные комбайны и экскаваторы. На сегодняшний день существует несколько способов добычи соли:
- бассейный (садочный)
- в соляной шахте
- вакуумный
- шахтный
Бассейным способом пользуются и сегодня, но сейчас он механизирован по большей части. В осеннее время на берегу моря выкапывается сравнительно небольшой водоем, который через канаву заполняют морской водой. Вода остается в канаве до тех пор, пока не осядут глина, камешки и песок. После этого она спускается в следующий бассейн, а весной – в еще один. Все это время происходит испарение воды и концентрация соли увеличивается с каждым днем. На конец лета последний бассейн имеет объемный слой соли, который потом выволакивают (сгребают) с помощью солеуборочных комбайнов. Добытую соль укладывают в специально предназначенные бугры, высота которых достигает 10-15 метров. Дождевая вода промывает эти бугры, вынося все ненужные химсоединения.
Одним из мест, где добывают соль в соляных шахтах, является озеро Баскунчак. В этом случае используют соледобывающие комбайны. В течении часа такой комбайн может добывать, а также грузить в вагоны приблизительно триста тонн соли. Своей внешностью комбайн напоминает двухэтажный вагон. Он передвигается по рельсам, которые уложены прямо на соляной слой. Наверху имеется пульт управления, а внизу расположена мощная фреза (разрыхлитель плотной соли). Затем соль смешивается с водой и полученную смесь отправляют в специальные камеры. В них от воды отделяют кристаллы соли, а затем промывают и погружают в железнодорожные вагоны, подъезжающие к комбайну по установленным рельсам. И уже отсюда соль направляется на мельницу.
Шахтным способом добывают соль, находящуюся в недрах нашей Земли. Она появилась там очень давно и со временем стала твердой (каменной) и монолитной. Но в результате высоких температур и давления, соль становится пластичным, податливым материалом. Во время нагревания она расширяется на порядок сильнее других окружающих пород и в итоге поднимается наверх. В процессе «всплывания» к поверхности земли, эти огромные соляные массивы изгибают и раздвигают пласты, которые встречаются на их пути. Таким образом, под землей образуется большая гора соли. Такую гору называют соляным куполом. Их можно найти в Северо-Германской и Днепро-Донецкой впадинах, в Прикаспии и т.д. На многих соляных шахтах используются мощные электрические экскаваторы, врубовые машины, самоходные буровые установки, горнопроходческие комбайны (самая надежная горная техника) и электровозы.
Наша лучшая пищевая соль «Экстра» добывается на солеварочных заводах, используя вакуумный способ. В толщу нашей соли, которая залегает под землей, нагнетают пресную воду с помощью скважин. В результате этого соль растворяется, и наверх поступает уже соляной рассол. Сначала его очищают, а затем рассол отправляется в камеры, в которых и создается вакуум (пониженное давление). Если давление значительно ниже, чем атмосферное, то рассол начинает закипать и при низкой температуре. Затем он испаряется, а кристаллы соли начинают выпадать в осадок. Затем их, с помощью центрифуги, отделяют от воды. И таким образом, добывают поваренную соль, которая имеет тонкий помол, известная нам как «Экстра».
Более 25 миллионов лет назад, появились самые известные и крупные месторождения соли. Эти зоны расположены в Прикаспийской низменности, на Урале и в районе Донбасса. К примеру, пласты соли, мощность которых равняется 50 метрам, можно встретить на Артемовском месторождении (Донбасс). Именно в этой зоне соляная выработка является одной из наибольших во всем мире. А после выемки нашей соли, под землей начинают образовываться высокие и просторные пещеры, которые очень напоминают сказочные хрустальные залы.
Добыча соли в России, и не только в ней, является емким и кропотливым процессом. От количества и качества добываем соли, зависит жизнь всех живых организмов на Земле. А потому нужно ценить этот продукт и относиться к нему достаточно бережно.
