Соль и вода это полезные ископаемые

Каменная соль — осадочный минерал, состоящий преимущественно из хлористого натрия. Состав примесей зависит от характеристик месторождений. Почему же это каменная соль, а не просто, например, натриевая или хлористая? Это название отражает состояние минерала и отношение к нему человека. В состоянии естественного месторождения это действительно соленые камни. Это потом, после обработки галит, как еще называют эту соль, становится просто былым соленым порошком. Именно в таком виде его называют поваренной солью.

Каменная соль

Основные характеристики каменной соли

Свое научное название минеральный галит получил в Древней Греции. Перевод этого слова неоднозначен, однако его смысл с двумя понятиями — морем и солью. Химическая формула каменной соли простая — это NaCl в качестве основного вещества и другие элементы в качестве примесей. Чистая каменная соль содержит 61% хлора и 39% натрия.

В чистом виде этот минерал может быть:

• прозрачным;
• непрозрачным, но просвечивающим;
• бесцветным или белым с признаками стеклянного блеска.

NaCl

Однако чистый NaCl в природе встречается редко. Его месторождения могут иметь оттенки цветов:

• желтого и красного (присутствие окиси железа);
• темных — от бурого до черного (примеси разложившейся органики, например, гумуса);
• серого (примеси глины);
• синего и сиреневого (присутствие хлорида калия).

Галит отличается хрупкостью, гигроскопичностью и, конечно, соленым вкусом. Минерал хорошо растворяется в воде при любой температуре, но плавится только при высоких температурах — не ниже 800°С. Огонь при плавлении окрашивается в желтые оттенки.

Кристаллическая структура каменной соли представляет собой плотный куб, в узлах которого находятся отрицательные ионы хлора. Октаэдрические пустоты между атомами хлора заполнены положительно заряженными ионами натрия. Устройство кристаллической решетки представляет собой образец идеального порядка — в ней каждый атом хлора окружен шестью атомами натрия, а каждый атом натрия соседствует с таким же количеством ионов хлора.

Идеальные кубические кристаллы в некоторых месторождениях заменяются на октаэдрические. В соляных озерах на дне могут образовываться корки и друзы.

Происхождение соляных месторождений

Каменная соль — это минерал экзогенного происхождения. Формировались залежи соли во время осадочных процессов в условиях сухого и жаркого климата. Происхождение соляных залежей связано с медленным высыханием бессточных соляных озер, морских заливов и мелководий.

В небольших количествах соль галит формируется при засолении почв, во время вулканической деятельности. Засоление почвы происходит в засушливых регионах. Этот процесс может развиваться в естественных или антропогенных условиях. Естественное засоление происходит там, где близко к поверхности подходят грунтовые воды с повышенной соленостью воды. Такая вода испаряется, а на поверхности почвы образуется соляная корка. Кроме того, засолиться почва может и сверху, например, во время нагонных морских наводнений или цунами. В этом случае большое количество соленой морской воды проникает в нижние горизонты почвы, а потом испаряется, а на поверхности отлагается соль.

Засоленная почва

Человек засаливает почву при обильном поливе в условиях засушливого климата. В регионах, где испарение воды из нижних слоев почвы в совокупности превышает приток воды с осадками, почва сильно минерализована. Если ее поливать, то увеличивается и испарение. В результате на поверхность выходят минералы, отложившиеся в разных почвенных слоях. На такой почве образуется соляная корка, препятствующая любому проявлению жизни.

Каменная соль по своему происхождению подразделяется на следующие категории:

• Самосадочную, которая образуется в эвапоритовых бассейнах, откладываясь зернистыми корками и друзами.
• Каменную, залегающую большими пластами между разными горными породами.
• Вулканическую соляную породу, которая откладывается в фумаролах, кратерах и лавах.
• Солончаки, представляющие соляные корки на поверхности почвы в условиях аридного климата.

География основных месторождений

Галит сосредоточен преимущественно в залежах Пермского периода. Это было примерно 250-300 млн. лет назад. Тогда почти повсеместно в Евразии и Северной Америке сформировался сухой и жаркий климат. Водоемы с соленой водой быстро высыхали, а пласты соли постепенно закрывались другими осадочными породами.

На территории России самые крупные залежи галита находятся на Урале (Соликамское и Илецкое месторождения), в Восточной Сибири близ Иркутска (месторождение Усолье-Сибирское). Галит добывается в промышленных масштабах в низовьях Волги, а также на берегах знаменитого соленого озера Баскунчак.

Озеро Баскунчак

Значительные месторождения галита расположены:

• в районе Донецка (Артемовское месторождение);
• в Крыму (район Сиваша);
• на севере Индии в штате Пенджаб;
• в США — штаты Нью-Мексико, Луизиана, Канзас, Юта;
• в Иране — месторождение Урмия;
• в Польше — солевые шахты Бохня и Величка;
• в Германии неподалеку от Бернбурга, где галит имеет голубые и сиреневые оттенки;
• крупные соляные озера расположены в западной части Южной Америки.

Использование каменной соли

Как бы ни ругали применение каменной соли в пищевой промышленности и в быту, без этой «белой смерти» человек обойтись не может. Это не просто соединения минералов, хотя сложный состав каменной соли в некоторых месторождения очень ценится в медицине. Соль, растворенная в воде или в пище — это увеличение количества ионов, то есть положительно и отрицательно заряженных частиц, которые активизируют все процессы, протекающие в организме.

Однако галит нашел свое применение и в химической промышленности. Например, без NaCl не обходится производство соляной кислоты, перекиси натрия и других соединений, востребованных в разных отраслях потребления. Применение галита, кроме употребления его в пищу, обеспечивает более чем 10 000 различных процессов производства и конечного потребления.

Соль

Этот минерал по-прежнему является самым востребованным и дешевым консервантом, помогающим жить людям от одного урожая к другому, перевозить продукты на большие расстояния, запасаться пищевыми продуктами впрок. Функция соли как консерванта по-прежнему спасает по всему миру людей от голода.

В наше время хлористый натрий стал одним из самых дешевых пищевых продуктов. А когда-то были соляные бунты. Обозы с этим товаром передвигались под усиленной охраной. Этот продукт входила в состав солдатских пайков. Возможно, созвучие слов солдат и соль не случайно.

Методы добычи соли

Как добывают галит в наше время? Современная добыча осуществляется несколькими методами.

• Массовая добыча большого количества каменной соли производится шахтным способом, который заключается в извлечении каменной соли из осадочных пород. Поскольку галит представляет собой сплошной твердый монолит, его приходится размягчать при высокой температуре и под давлением. Для поднятия соли на поверхность применяются специальные солекомбайны.
• Вакуумный метод заключается в том, чтобы вываривать минералы из воды с высоким уровнем концентрации растворенной соли. Для получения рассола бурят скважину, добираясь до месторождения каменной соли. После этого в недра закачивается чистая пресная вода. Минерал быстро в ней растворяется, формируя насыщенный раствор. После этого рассол выкачивают на поверхность. Обычно так добывают соль для пищевых и медицинских нужд, поскольку рассол не содержит примесей других пород.
• Озерный метод основан на добыче соли в открытых соляных водоемах. Такой метод не требует возведения буровых скважин или строительства шахт. Однако добытый таким способом продукт нуждается в тщательной очистке, что влияет на себестоимость.
• Метод выпаривания морской воды практикуется уже около 2 000 лет. Оно было популярно в странах с сухим и жарким климатом. Для получения соли из морской воды здесь не нужны были источники энергии, поскольку солнце само прекрасно справлялось с процессом испарения воды. Однако такой процесс был очень медленным, поэтому при большой концентрации населения, жаждавшего соли, применяли специальный подогрев.

Соляная пещера

Антиподом выпаривания является метод, практиковавшийся в регионах с холодным климатом. Дело в том, что пресная вода замерзает быстрее, чем соленая. По этой причине в сосуде ранний лед при растапливании представлял собой практически пресную воду. В оставшейся воде концентрация соли при этом увеличивается. Так из морской воды одновременно можно было получать пресную воду и насыщенный рассол. Из воды позднего льда соль вываривалась быстро и с меньшими энергетическими затратами.

В наше время NaCl — продукт, ставший привычным. Употребление хлористого натрия в пищу носит характер доведения ее вкуса до состояния морской воды. Это потребность всех организмов, живущих на суше.

Соль – без этого полезного ископаемого многие люди не представляют свою жизнь. Более 100 стран в мире занимаются ее добычей, чтобы экспортировать партнерам и распространять в своих пределах. Может показаться, что есть очень много видов: каменная, поваренная, морская, йодированная, красная, но делается она из одного сырья, которое добывается тремя способами. Им и посвящена эта статья.

Краткие исторические сведения о добыче

Соль, которая стоит у каждого на кухне, может быть возрастом от 7 тысяч до 15 миллионов лет, и это не предел. История образования этого полезного ископаемого начинается с того дня, когда на земле появилась первая капля воды. На поверхности образовывались химически соединения, в которых превалировал натрий и хлор. После попадания в воду, они вступали в реакцию, но окончательное формирование соли происходит во время высыхания.

Места добычи соли можно найти на берегах морей, богатых хлористым натрием. Ее месторождения можно увидеть своими глазами, например, возле Мертвого моря. Соляная шапка окутывает почти весь берег, она похожа на застывшую пену, которая уже никогда не вернется назад. Но найти залежи можно не только на земле. В недрах очень много пластов каменной соли. Она образовалась во время высыхания озер и морей. Сверху покрывалась осадочными породами, под давлением которых сплавлялась в каменные глыбы.

Упоминания о первом применении соли в пищу найти невозможно, ведь она использовалась задолго до того, как появилась письменность на земле. В древние века она считалась предметом роскоши, а подать ее к столу – уважением к гостям или расточительством. Доступна она была только высоко поставленным чинам. Это можно объяснить тем, что тогда никто не мог разработать залежи соляных пещер.

Отложения соли можно было добыть только возле морей, где она вымывалась на берег. Этому должны способствовать и климатические условия. Во время дождей ценнейшее сырье смывалось и растворялось в море. Приходилось снова ждать засушливого периода, чтобы снова началось ее образование.

2 000 тысячи лет назад первыми, кто нашел рациональный способ добычи соли, были китайцы. Они научились выпаривать морскую воду, используя получившийся осадок в пищу. Раньше использовался более грязный способ – в море вымачивали дерево, а после его сжигания собирали золу и добавляли ее в пищу.

С 1015 года на берегах морей начали вести раскопки полезного ископаемого, которые приносили намного больше дохода, чем выпаривание. Этот способ стал основным, но себестоимость этого продукта была все еще высока. Применялась только ручная техника – кирки, молоты, топоры. Чтобы отделить хлорид калия от камня и мусора, строили плавильни, в которых ее растворяли, процеживали и снова высушивали.

До 19 – 20 века добыча соли практически не изменялась. Только с возникновением паровых двигателей прогресс начал очень быстро двигаться. В арсенале добытчиков появились пневматические дрели, люди могли опускаться все ниже, к залежам соли, которые еще никто не разрабатывал.

Сейчас это беспрерывный процесс, в который вовлечено большое количество людей и техники. Соляные шахты работают по всему миру, производя пищевое и техническое сырье.

Еще в 14 веке ценились соляные пещеры. Они использовались для лечения людей, даже воздух там был полезен. Камни, которые откалывали от стен, применялись для обрядов и профилактики болезней.

Современная добыча

Существует три способа добычи соли – шахтный, наземный, гидравлический. Это самые распространенные методы, есть еще выпаривание и вымораживание, но их использование сейчас не выгодно. Большинству стран доступен только подземный метод, это обусловлено территориальным расположением. Наземный способ менее распространен, его применяют только на соленых морях и озерах, где концентрация хлорида натрия очень высока.

Наземный способ

В Астрахани существует озеро Баскунчак, озерное месторождение поваренной соли, которое даже летом выглядит будто скованное льдами. Все дело в том, что в воде растворено очень много хлорида натрия (300 г/л). Научно этот способ называется самоосадочный, ведь полезное ископаемое собирается камнями на берегу. Главная техника, которая используется для производства – комбайн. Он собирает воду с каменными осадками, высушивает ее, очищает от пустой породы. Жидкость сливается обратно в озеро, а полученная масса грузится на вагоны и перемещается на производство.

Изначально добытое сырье называется галлит. Она содержит много лишних примесей, минералы, металлы, органику. Чтобы ее очистить, применяется много этапов, но о них немного позже. Одним из самых технологичных и новых способов является вакуумный. В пласте соли, которая залегает под землей, бурят отверстие, сквозь которое прогоняют чистую пресную воду. Сырье в ней растворяется, выносясь на поверхность. Полученная жидкость помещается в центрифугу, где от нее отделяется сухой остаток. Она считается самой чистой, но для потребления ее нужно дополнительно минерализировать. В магазинах ее можно встретить в упаковках с надписью «Экстра».

Шахтный способ

Подземная добыча каменной соли очень сильно напоминает производство угля. Полезное ископаемое залегает на большой глубине огромными пластами. Для этого строится ствол шахты, по которому будет опускаться оборудование и рабочие. После этого бурятся горизонтальные ответвления, в которых и будет вестись добыча полезного ископаемого. Подготовка туннелей – это очень важный процесс, ведь если допустить ошибку, она может привести к трагическим последствиям. Для укрепления потолка ставятся бетонные опоры, в редких случаях его покрывают металлической сеткой.

Далее в шахте прокладывается конвейерная лента, с помощью которой будет подыматься добытые камни. Для откола слоев породы используется буровой проходческий комбайн, который счищает соляные залежи и прокладывает дорогу вглубь тоннеля. Диаметр прохода, который образуется вследствие работы этой техники – 3 метра. После этого порода погружается на скребковый комбайн, с помощью которого выносится наружу и ссыпается в погрузочные вагоны. Оттуда она транспортируется на производство, где проходит последний этап добычи.

Очистка и фасовка соли

Галлит, полученный в шахтах или наземным способом в пищу не пригоден. Он содержит в себе много примесей, которые могут быть опасными для здоровья и даже жизни человека. Чтобы очистить смесь используется несколько этапов. Она погружается на очередной конвейер, которых проходит через магнитный блок, где из сырья изымаются все металлические частички.

Техническая соль, которая не очищается, используется в физико-химической, сельскохозяйственной отраслях. Также ею посыпают дороги в гололед, чтобы снизить скольжение. В этом случае не нужно тратить инвестиции на ее обработку.

Для дробления используется вибрационная установка, которая получила название – грохот. Она классифицирует ее на фракции. Далее продукт нужно обезпылить, чтобы смесь была пригодна в пищу. Делается это за счет воздуха, который подается под давлением при высокой температуре. Его воздействие заставляет сырье оседать на решетках, а пылевая фракция удаляется.

Пыль, которая осталась после очистки не утилизируют, ведь она тоже пригодна. Ее минерализуют и прессуют в брикеты. Далее она отправится на сельскохозяйственные нужды.

Очищенная же соль будет расфасована в мешки или пакеты и отправлена в магазины, супермаркеты, на пищевые производства. Это конечный пункт производства этого полезного ископаемого, который и завершает ее путь.

Месторождения соли в России

РФ входит в 20 стран по количеству добываемой соли в мире. На территории страны превалирует шахтный метод. Это территориально обусловлено – многие моря, которые высохли несколько тысяч лет назад, образовали крупные месторождения этого полезного ископаемого. Под осадочными породами, которые скрывают богатство, можно найти миллионы тонн соли.

Главные месторождения соли:

• Илецкое;
• Тыретское;
• Баскунчакское;
• Верхнекаское;
• Эльтонское;
• Бурлинское.

Самое старое место добычи соли в России – Илецкое месторождение. Производство ведется шахтным способом, на глубине 300 метров под землей. В год в стране добывается примерно 7-8 миллион тон.

Самая редкая и ценная соль – розовая, добывается она в Крыму. Ее цвет обусловлен содержанием водорослей, поэтому в ее составе огромное количество микроэлементов, которые важны для человека.

Заключение

Соль – очень важный минерал. С ее добавлением каждое блюдо становится вкуснее, а ее целебными свойствами до сих пор пользуются в медицине и косметологии. Раньше это был очень редкий продукт, предмет роскоши и достатка. На нее вводился налог, даже начинались кровопролитные войны, но благодаря техническому прогрессу, сейчас каждый человек может иметь ее на собственном столе. Производство соли очень сложный процесс, который состоит из многих этапов, от добычи до фасовки.