Исследования, результаты которых обобщены в данной работе, проводились с целью извлечения из рассолов солей металлов, в частности, щелочных и щелочноземельных металлов. Залегающие на территории Сибирской платформы рассолы относятся в основном к хлоридно-натриевому и хлоридно-кальциевому типам. Типичными представителями этих рассолов являются подземные воды, вскрывающиеся при разработке, соответственно, трубки «Удачная» (АК «АЛРОСА») и Коршуновского железорудного месторождения.
Пробы для исследований отбирались из эксплуатационной скважины и системы осушения карьера трубки «Удачная» и из системы осушения карьера Коршуновского ГОКа . Свойства рассолов и их химический состав определялись по стандартным методикам и представлены в таблице 1.
Для выявления закономерностей изменения свойств рассолов в зависимости от минерализации были использованные данные по составу рассолов, отобранных из более, чем пятидесяти скважин на территории Сибирской платформы, представленные в отчете по гидрохимическим исследованиям, проводиым геологоуправлением Иркутской области [17].
Таблица 1. Физико-химические свойства исследуемых рассолов |
||
Свойства исследуемых рассолов |
Удачнинский ГОК |
Коршуновский ГОК |
1.Физические свойства |
|
|
взвешенные вещества, мг/дм3 |
105 |
44 |
вкус, балл |
0 |
0 |
запах, балл |
0 |
0 |
2.Химический состав |
|
|
2.1 катионы, мг/дм3 |
|
|
Na+ |
20000 |
107127 |
Mg2+ |
13200 |
780,8 |
K+ |
8000 |
350,3 |
Ca2+ |
62300 |
2146,3 |
сумма |
103500 |
110405 |
2.2 анионы, мг/дм3 |
|
|
хлориды |
18689 |
152000 |
сульфаты |
- |
4483 |
гидрокарбонаты |
- |
97,6 |
сумма |
- |
156580,7 |
3.Сухой остаток, мг/дм3 |
378000 |
267028 |
4.Жесткость общая, мг/дм3 |
- |
171,36 |
5.Жесткость пост., мг-экв/дм3 |
2457 |
170,46 |
6.Жесткость устр., мг-экв/дм3 |
- |
0,9 |
7.Свободная углекислота, мг/дм3 |
- |
- |
8.Активная реакция (pH) |
6,18 |
6,8 |
9.Окисляемость, мг/л |
|
105 |
10.Плотность, кг/м3 |
1203 |
1187 |
Методом индукционно-связанной плазмы был определён уточненный состав макро- и микроэлементов в пробах рассола из скважины УГОКа (табл.2).
Данные таблицы 2 показывает, что существует значительная разница между содержанием макро- и микрокомпонентов. Первые (Na, Ca, K, Mg) в десятки раз превышают концентрации стронция, лития и рубидия. Однако, микрокомпоненты всё равно содержатся в больших количествах, поэтому традиционное разделение компонентов рассола на макро- и микрокомпоненты становится условным.
Рассолы Удачнинского и Коршуновского ГОКов принадлежат к разным генетическим типам, первые относятся к хлоридно-кальциево-магниевым, последние - к хлоридно-натриево-калиевым. Микрокомпонентный состав характеризуется наличием в рассолах различных месторождений ионов стронция, лития, рубидия в промышленных концентрациях. Поэтому для них необходима комплексная переработка, позволяющая более полное извлечение ценных компонентов.
Таблица 2. Содержание элементов в исследуемых рассолах (мг/дм3)
Элемент |
Проба №1 |
Проба №2 |
Проба №3 |
Проба №4 |
Проба №5 |
Li |
308,31 |
368,62 |
193,55 |
164,66 |
170,55 |
B |
186,78 |
282 |
175,71 |
129,73 |
131,25 |
Na |
21500 |
22200 |
25978,38 |
28160,18 |
29745,48 |
Mg |
11470,34 |
12595,94 |
13092,2 |
12375,85 |
12573,16 |
S |
34,85 |
50,37 |
36,93192 |
41,32 |
42,6 |
Cl |
203745,9 |
257671,7 |
240514 |
220447 |
200631 |
K |
13500 |
13200 |
17942,71 |
14986,07 |
15262,68 |
Ca |
73551,21 |
88062,6 |
86879,18 |
78284,41 |
77516,93 |
Ti |
0,37 |
0,37 |
0,032 |
0,029874 |
0,049 |
V |
0,95 |
0,97 |
0,00072 |
0,0012 |
0,0035 |
Mn |
11,31 |
6,9 |
4,59 |
3,88 |
4 |
Fe |
0,27 |
1,42 |
0,52 |
1,85 |
0,48 |
Co |
0,065 |
0,082 |
0,017 |
0,013 |
0,014 |
Ni |
0,066 |
0,18 |
0,52 |
0,26 |
0,26 |
Zn |
11,75 |
1,99 |
0,51 |
0,36 |
0,43 |
Cu |
0,153 |
0,096 |
0,023 |
0,021 |
0,026 |
As |
0,17 |
0,21 |
0,0054 |
0,033 |
0,056 |
Se |
1,48 |
1,82 |
0,15 |
0,064 |
0,01 |
Br |
162774,4 |
165218,6 |
16280 |
16300 |
15100 |
Rb |
7,72 |
8,77 |
15,02 |
12,07 |
12,2 |
Sr |
974,45 |
1073,54 |
1497,42 |
1224,16 |
1254,23 |
I |
49,64 |
59,58 |
0,016 |
0,011 |
0,013 |
Cs |
0,24 |
0,27 |
0,49 |
0,32 |
0,31 |
Ba |
0,58 |
0,61 |
0,997 |
1,39 |
1,36 |