Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Теоретические аспекты использования гидроминерального сырья.

Воронина Е. Ю., Зелинская Е. В.,

3. Изменение состава водно-солевых растворов и природных рассолов с ростом минерализации

В очень разбавленных растворах (концентрация менее 0,002 М) наблюдаются эффекты, приводящие к аномальному изменению свойств (например, к повышению вязкости).

В концентрированных одно- и многокомпонентных растворах происходят процессы, связанные с взаимодействиями между растворителем и растворёнными компонентами, а также между гидратированными ионами, сопровождающиеся образованием ассоциатов и комплексных соединений. Эти процессы формируют структуру раствора.

Определение действительного состава модельных растворов с учётом вышеперечисленных взаимодействий произведено с помощью термодинамического моделирования.

Основные образующиеся ассоциаты в одно -  и двухкомпонентных концентрированных растворах приведены в таблице 5.

Видно, что основная форма нахождения ионов  в одно -  и двухкомпонентных модельных солевых растворах - это простые ионы. Также в них присутствует свободная вода.

Таблица 5. Ассоциаты и соединения, входящие в состав 1- и 2-компонентных модельных солевых растворов

Содержание свободных ионов и ассоциатов представлено на диаграммах (рис. 21-22).

Рис. 21. Действительный состав модельных растворов (макрокомпоненты)

Рис. 22. Действительный состав модельных растворов (микрокомпоненты)

В модельных растворах преобладают макрокомпоненты - ионы Na⁺, Ca²⁺, Cl^-, Br^- и ассоциаты - NaCl, CaCl⁺ и CaCl₂. Микрокомпоненты в растворах находятся в виде Sr²⁺,  Li⁺, LiCl, NaBr, CaBr₂, SrCl⁺, SrCl₂. Можно отметить, что с повышением общей минерализации раствора увеличиваются концентрации ассоциатов. Ионы кальция в растворах высоких минерализаций склонны к образованию ассоциатов и ионных комплексов более, чем другие компоненты раствора. С увеличением  минерализации раствора большинство ионов кальция оказываются связанными.

Процентное содержание свободных ионов в растворах показывает, какие ионы в большей степени способны к связыванию в ассоциаты и комплексы, а какие остаются в свободной форме вплоть до очень высоких минерализаций. Из диаграмм на рис.  21-22 видно, что кальций, натрий и хлор больше склонны к образованию комплексов, тогда как стронций и литий практически полностью находятся в свободном состоянии. Известно [89], что свободные ионы эффективно извлекаются из растворов различными методами, поэтому данный факт нужно учитывать при разработке технологических схем извлечения ценных компонентов из рассолов.