Методы количественного определения макрокомпонентов в высокоминерализованных водах

Подземная вода представляет собой очень сложную физико-хи¬мическую систему, меняющуюся в зависимости от состава, степени активности входящих в нее компонентов и термодинамических ус¬ловий [5].
Ионно-солевой комплекс подземных вод представлен макро- и микрокомпонентами, радиоактивными элементами. Кроме того, почти в любой природной воде имеются органические вещества и микроор¬ганизмы, растворенные в воде газы, а также коллоиды и механиче¬ские примеси [6].
В работе А. В. Щербакова указывается, что в природных водах в той или иной степени рассеяния присутствуют все 104 элемента периодической системы Д. И. Менделеева [6].
Чтобы правильно подойти к оценке МВ, провести их классификацию по различным показателям и определить тип воды следует всесторонне изучить физические, химические и другие свойства воды [18].


.....

Природные воды с концентрацией отдельных компонентов, обеспечивающей экономически выгодную их добычу и переработку, называются промышленными водами. Кондиционными считаются воды, содержание элементов в которых превышает (в мг/дм3): брома - 200, йода –10, бора - 100, лития - 10, рубидия - 3, цезия - 0,5, калия - 1000, стронция – 300 [4].

.....

Макрокомпоненты составляют основную часть минерального со¬става природных вод — в пресных водах свыше 90—95%, в высоко¬минерализованных более 99% [6].
В пресных и солоноватых водах преобладают обычно ионы НСО3-, СО32-, и Са2+ , в соленых и рассолах — С1- и Nа+. Ионы SO42-и Мg2+ занимают промежуточное положение среди основных анионов и ка¬тионов [6].
Изменение состава воды от их общей минерализации и темпера¬туры в значительной степени определяется растворимостью хлори¬стых, сульфатных и карбонатных солей [6].

...

По химическому составу высокоминерализованные воды и рассолы могут быть разделены на три типа: карбонатный, сульфатный и хлоридный. Каждый из этих типов характеризуется своей соляной массой и коэффициентами (отношениями между содержанием отдельных солей) [15].
Качественные реакции...

Подземные воды, наряду с поверхностными, являются основой водного фонда и служат, главным образом, для питьевых целей. Естественные ресурсы подземных вод составляют примерно 790 000 млн. м3/год. Потенциальные эксплуатационные ресурсы оцениваются к настоящему времени в объеме свыше 316 000 млн. м3/год [2, 3, 4].
В последнее время все более актуальной становится проблема защиты окружающей среды от вредного воздействия жидких отходов разработки месторождений, которыми являются подземные воды. В сущности, подземные воды - богатейший источник различного рода минеральных соединений, имеющих как промышленное, так и бальнеологическое значение [2, 3, 4].
Солёные воды и рассолы давно используются для получения поваренной соли. Об этом упоминал ещё древнегреческий историк Геродот. На Руси в XIII веке для снабжения солеварен рассолом практиковалось «верчение» скважин и обсадка их деревянными трубами. Добыча поваренной соли из подземных рассолов в больших масштабах производилась также в Сибири, Германии, Китае, на Ближнем Востоке. В Италии вот уже 150 лет из вод горячих источников извлекают борную кислоту [2, 3, 4].
Промышленные воды называют «жидкой рудой». Это новый вид нетрадиционного и комплексного минерального сырья, промышленное значение которого в полной мере пока трудно оценить. Со временем переработка «жидких руд», вероятно, примет массовый характер [2, 3, 4].
Актуальная задача современности - расширение границ использования минеральных ресурсов как путем повышения полноты и комплексности их извлечения из недр, так и за счет освоения нетрадиционных видов полезных ископаемых, к которым можно отнести и воду. На целесообразность переработки гидроминерального сырья указывают примеры эффективной добычи из него во многих странах поваренной соли, йода, брома, калия. В настоящее время из подземных рассолов, возможно добывать серу, соду, медь, цинк, некоторые урановые соли, значительную часть лития, борной кислоты и глауберовой соли, иногда извлекаются...

Перспективной сырьевой базой для широкомасштабного получения соединений лития, брома, магния, кальция, а также других продуктов и их использования являются природные поликомпонентные рассолы – один из основных видов гидроминерального сырья. Добыча рассолов не требует проведения дорогостоящих и опасных горных работ, а переработка значительно менее энергоемка. Как правило, природные рассолы сопутствуют месторождениям нефти и газа и их освоение заметно повышает эффективность инвестиций, вложенных в освоение нефтегазоносных районов.
Разработка проявлений гидроминерального сырья имеет и еще одну привлекательную особенность – она отличается высокой экологичностью применяемых технологий (отсутствие карьеров, шахтных выработок, вредных выбросов и др.). Кроме того, разработанные технологические приемы переработки позволяют осуществлять комплексное извлечение полезных компонентов из одного и того же сырья без существенного увеличения капитальных вложений на создание инфраструктуры и при сокращении операционных издержек на 1 т произведенных продуктов.
Какие же жидкие руды уже сейчас используются промышленностью? К сожалению, пока очень немногие. Бор из подземных вод (главным образом, горячих в вулканических районах) добывается в Италии, США, Японии. Литий получают из подземных рассолов в США, Японии, Китае. В США пятая часть всех подсчитанных запасов лития приходится на природные рассолы. В Японии, кроме того, из горячих подземных вод извлекают германий и мышьяк. В ряде стран налаживается получение из недр жидких руд калия, магния, рубидия, стронция, цезия. Все эти элементы имеют громадное значение для современной промышленности.
В нашей стране на территории Припятского прогиба наряду с месторождениями нефти были попутно обнаружены подземные воды с минерализацией 300 - 460 г/л, за счёт растворённых в ней хлоридов магния, калия, аммония и целого ряда микроэлементов: брома (3,5—6 г/л), йода (до 100 мг/л), стронция (1,5—4,5 г/л), бора (до 500 мг/л), лития (до 110 мг/л),...