Світовий океан як джерело мінеральної сировини

Легко підрахувати, що якщо витягти з Світового океану все розчинені солі, то ними можна покрити земну сушу шаром товщиною близько 200 м, а якщо повністю витягти що міститься в морській воді золото, то, незважаючи на його зникаюче малу концентрацію, на кожного жителя нашої планети доведеться по 1,2 кг, а натрію - 4 млн т на людину. Таким чином, сировинна криза, в усякому разі стосовно до металевого сировини, людству не загрожує.

Морська вода як металургійна сировина має багато переваг. Приблизна постійність складу морської води обумовлює можливість застосування однієї і тієї ж технології вилучення з неї цінних компонентів в різних районах Світового океану. Завдяки величезній протяжності берегової лінії "морські" родовища широко доступні. Не має потреби в пошукових і геологорозвідувальних роботах, які дороги, трудомісткі і вимагають великих витрат часу. Нарешті, морське сировину вже підготовлено для гідрометалургійної переробки - складної і екологічно небезпечної операції розтину руди не потрібно.

Морська вода як сировину має і досить серйозні недоліки. Так, надзвичайно багатий склад визначає велику складність технології виділення окремих речовин з морської води. Дуже низька концентрація мікроелементів тягне за собою необхідність переробки колосальних обсягів води. Мікроорганізми, що живуть у воді, викликають біологічну корозію застосовуваних матеріалів, а зважені у воді тверді частинки поступово засмічують комунікації.

Яке ж сучасний стан використання мінеральних багатств океану? Незважаючи на постійне зростання в усьому світі капіталовкладень в розробку океанського сировини, зараз в промисловому масштабі з морської води витягають майже виключно макрокомпоненти, перш за все прісну воду. У посушливих районах поблизу великих джерел енергії (головним чином атомних електростанцій) морську воду піддають дистиляції. Цим способом на всій планеті отримують близько 5 млн м3 прісної води на добу. В СРСР таким шляхом була вирішена проблема водопостачання м Шевченко (Актау) - одного з найбільш озеленених міст Казахстану.

Другим за масштабом виробництва є отримання з морської води кухонної солі. Жителі морських узбереж здавна використовували мілководдя для випарювання солі з води. Природно, що такий процес може бути реалізований лише в субтропічних і тропічних зонах, де велика інтенсивність сонячної радіації. Жителі північних районів з давніх часів використовують для отримання солі мороз: в результаті виморожування в природних умовах можна отримати висококонцентровані розсоли. В даний час сумарне виробництво хлориду натрію з морської води досягає 6 млн т в рік, що становить близько третини загального світового видобутку.

Істотний внесок вносить Світовий океан в щорічний видобуток магнію. В цілому з морської води видобувають близько 200 тис. Т цього металу - майже половину світового видобутку. При отриманні магнію морську воду спочатку подщелачивают для осадження основних карбонатів магнію і кальцію, осад обробляють соляною кислотою, а потім отримані хлориди упаривают і висушують для отримання суміші безводних солей. Електролізом розплаву хлоридів при температурі 720-750? C отримують металевий магній.

2I- + Cl2 = 2Cl- + I2

Розроблено процеси і для вилучення з морської води брому. Так, в США виробляють близько 40 тис. Т "морського" брому в рік.

Всі перераховані компоненти морської води (крім йоду) містяться в ній у відносно високих концентраціях, тому їх вилучення - проблема не надто складна. Інша працювати з мікрокомпонентами.

В принципі для концентрування мікрокомпонентів з морської води можна застосовувати різноманітні методи: хімічна і електрохімічне осадження, екстракції розчинниками, флотацію, сорбцію, мембранне і біологічне концентрування і т.д. Однак на практиці при роботі з великими обсягами води доводиться відразу ж відмовитися від усіх тих методів, які тягнуть за собою використання розчинів будь-яких реагентів через потребу в їх гігантських кількостях. Отже, такі процеси, як осадження, екстракція, флотація, що вимагають попередньої водопідготовки або введення в воду нових, які не містяться в ній речовин, повинні бути відразу відкинуті.

Відмова від промислового використання мембранних процесів концентрування мікроелементів з морської води пов'язаний з малою швидкістю їх протікання. У цих процесах вихідна вода не забруднюється, однак дифузія води через осмотичні мембрани відбувається занадто повільно.

Концентрування мікроелементів за допомогою водоростей, молюсків, планктону або інших гідробіонтів теж повільний процес. Проте якщо буде виявлено в природі або виведений методами селекції або генної інженерії організм, здатний вибірково збагачуватися мікроелементами, то його культивування (марикультура) може стати ефективним способом видобутку сировини. Дослідження в цьому напрямку інтенсивно розвиваються [2].

Однак головним напрямком в області концентрування мікроелементів з морської води є сорбція. Це обумовлено простотою технології - контактуванням легко розділяються фаз води і твердого нерозчинного сорбенту, наявністю широкого кола мінеральних і органічних сорбентів, їх регульованою селективність по відношенню до різних елементів. Суттєвим є і те, що в гідрометалургії і водопідготовки накопичений великий досвід використання великомасштабних сорбційних процесів.

Схожі статті