Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Багринцева Валентина Викторовна

Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия
<
Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Багринцева Валентина Викторовна. Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.01 / Багринцева Валентина Викторовна; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ин-т].- Санкт-Петербург, 2007.- 203 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4069

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВАІ Литературный обзор 6

1.1 Исследование водно-солевого баланса оз. Кучук 6

1.2 Состояние разведанности месторождения и квалификация запасов 9

1.3 Определение подземной составляющей водного баланса оз. Кучук 17

1.4 Расчет испаряемости рассолов 20

1.5 Статика и кинетика фазовых переходов в системе 2Na ,Mg /S04" 2СГ-Н20 25

1.6 Перспективы комплексной переработки рапы 29

1.7 Постановка цели и задач исследования 33

ГЛАВА II Экспериментальное и расчетное определение составляющих водно-солевого баланса

2.1 Полевые и камеральные работы 36

2.1.1 Наблюдения за уровнем и составом подземных вод 36

2.1.2 Наблюдения за уровнем и химическим составом поверхностной рапы оз. Кучук 37

2.1.3 Наблюдения за расходом и химическим составом поверхностных водотоков, разгружающихся в оз. Кучук 38

2.2 Лабораторные работы 39

2.3 Расчетное определение составляющих водно-солевого баланса 40

2.3.1 Определение величины притока грунтовых и напорных вод в оз. Кучук 40

2.3.2 Расчет испаряемости рапы оз. Кучук 42

2.4 Определение расчетных параметров оз. Кучук 43

2.4.1 Расчет объема рапы оз. Кучук 43

2.4.2 Расчет плотности рапы оз. Кучук 44

2.4.3 Расчет величины запасов солей в поверхностной рапе 44

2.4.4 Расчет уровня рапы и площади акватории озера по его объему и объема озера по уровню рапы 45

2.4.5 Расчет количества солей, растворяющихся или кристаллизующихся в течение месяца 47

2.4.6 Расчет и результаты водно-солевого баланса 47

ГЛАВА III Теоретические исследования

3.1 Обоснование предпосылки о хлористом магнии как о «невыпадающем» компоненте 66

3.2 Методика расчета материального баланса процессов фазового перехода на солевой проекции диаграммы 72

3.3 Обоснование применения в расчетах объема рапы по невыпад ающему компоненту 77

3.4 Обоснование изменений морфометрических характеристик озера 83

3.5 Движение запасов основных компонентов месторождения в годовом и многолетнем циклах 85

3.6 Роль и величина составляющих водного баланса на современном этапе существования озера 95

3.7 О комплексной переработке поверхностной рапы оз. Кучук 100

3.8 Механизм восстановления сульфат-иона в поверхностной рапе озера 104

3.9 Анализ результатов расчета водно-солевого баланса 118

3.10. Перспектива расширения сырьевой базы предприятия 121

Выводы 124

Список литературы

Введение к работе

Развитие предприятия, перспективы инвестирования в современных условиях хозяйствования предполагают определенный и исчерпывающий уровень знаний по сырьевой базе галургического производства. Применительно к ОАО «Кучуксульфат», где расходуемая и не восполняющаяся часть запасов сульфата натрия представлена мирабилитом-стеклецом корневой залежи, а извлечение запасов осуществляется закачкой поверхностной рапы оз. Кучук в садочный бассейн - оз. Селитренное, решающую роль играет скорость восстановления концентрации иона SO4" в рапе и механизм процесса деградации линзы мирабилита-стеклеца. Динамический (изменяющийся сезонно и в многолетнем цикле) характер технологического качества поверхностной рапы (содержание иона SO4" и водность) определяется природными факторами, присущими оз. Кучук - объекту регионального стока в зоне контрастных континентальных климатических условий.

Очевидно, что природный процесс восстановления концентрации иона S042' в поверхностной рапе должен характеризоваться определенным диапазоном скоростей реализации и конечных величин переносимых масс сульфат-иона от мирабилита-стеклеца в поверхностную рапу. Именно эти (зависимые от конкретных метеорологических условий рассматриваемого временного периода) величины потоков переносимого растворенного сульфата натрия, обуславливают максимальный потенциально возможный объем производства товарного сульфата натрия. Применительно к действующему производству речь идет об определении продолжительности цикла (1-4 года) и допустимых объемов откачки рапы из оз. Кучук в оз. Селитренное.

Актуальность поставленной задачи усиливается органически сопряженными с ней другими практически важными аспектами эксплуатации

месторождения, например: целесообразность комплексной переработки (полной или частичной) поверхностной рапы, технологическая роль возвратных потерь в производстве, необходимость учета особенностей месторождения при пересчете и утверждении запасов сульфата натрия с учетом динамики их формирования в поверхностной рапе оз. Кучук.

Объектами исследований и научного анализа являются сырьевая база производства сульфата натрия в ОАО «Кучуксульфат» - оз. Кучук, ежемесячный водно-солевой баланс оз. Кучук в многолетнем цикле, диаграммная интерпретация физико-химических процессов, определяющих гидрохимические параметры рапы, а также технология переработки поверхностной рапы.

Состояние разведанности месторождения и квалификация запасов

Как при проектировании, так и при планировании объема производства, в первую очередь представляет интерес вопрос о величине и состоянии запасов сырья. Рассматривать процессы накопления и извлечения запасов гидроминерального сырья возможно посредством водно-солевого баланса месторождения.

Запасы сульфата натрия представлены сульфат-ионом в поверхностной рапе и мирабилитом донных отложений (залежь мирабилита-стеклеца и покровные отложения солей). Химический состав рапы многообразен, зависит от сезона и хронологического периода. В жидкой фазе преобладают ионы натрия, магния, сульфата, хлора и в значительно меньшем количестве - ионы калия, кальция, брома и др.

В 1927 г. Кулундинской соляной экспедицией под руководством Гладцина И.Н. [13] было установлено, что донные отложения оз. Кучук в основном представлены мирабилитом-стеклецом.

Экспедиция Академии Наук СССР под руководством Н.С.Курнакова в 1931-1933 г.г. [14] провела топографическую съемку района, наметила эксплуатационную схему использования поверхностной рапы оз. Кучук.

А.В.Николаев [15] впервые научно обосновал возможность организации производства ряда солей в Западной Сибири с использованием природных климатических условий. Первые работы по подсчету запасов хлористого натрия, хлористого магния и сульфата натрия в поверхностной рапе озера были закончены в 1938 г. На основании этих работ центральная комиссия запасов [ГКЗ. Протокол № 2179 заседания ГКЗ от 14 марта 1941 г.] утвердила следующие запасы рапы и мирабилита в донных отложениях: Рапы - 406,5 млн.т по категории «В» Мирабилита в пластовой залежи - 503,0 млн.т по категории «Cj».

Для перевода запасов рапы из категории «В» в категорию «А», ЦКЗ предложила ВИГу обработать все имеющиеся данные по разведкам озера Кучук и представить схему будущей эксплуатации солевых богатств озера. После завершения анализа материалов в 1940 г. Всесоюзная комиссия запасов утвердила [14]:

Вес рапы MgCl2 Na2S04 NaCl сумма солей Август, 1938 г. 399,4 млн.т 18,0 млн.т 26,5 млн.т 58,2 млн.т 102,7 млн.т В донных отложениях мирабилита - 503 млн.т.

Указанные запасы солей в рапе утверждены по категории «А», а в донных отложениях по категории «Сі».

В процессе геологоразведочных работ 1963-1970 г.г. разведка донных отложений была проведена в расчете на горный способ ее отработки скважинами колонкового бурения по сети для категорий запасов: «А» -200x200; «В» - 400x400; «Q» - 800x800; «С2» - 1600x1600 м. Разведанная площадь корневой линзы составила 133561,4 тыс.м2.

Однако, при рассмотрении подсчета запасов корневой залежи, Государственная комиссия не утвердила запасы сульфата натрия категории «А» в связи с «недоизученностью технологии добычи мирабилита стеклеца». Последний раз запасы минеральных солей месторождения утверждены для геотехнологического способа отработки рапы и подводной добычи мирабилита по состоянию на 16-21 августа 1992 г. [ГКЗ. Протокол № 235 заседания ГКЗ от 13 апреля 1994 г.] в следующем количестве: Всего по месторождению запасы в тыс.т. Na2S04 - 266205 MgS04 - 10117 NaCl - 85141 MgCl2 - 16041 ю В том числе: Балансовые (тыс. т) Забалансовые (тыс.т) Na2S04 -245147 Na2S04 -21058 MgS04 - 1366 MgS04 - 8751 NaCl - 60543 NaCl - 24598 MgCl2 - 16046

Запасы солей в поверхностной рапе озера летнего состава практически подготовлены к добыче и классифицируются по категории «А».

Несмотря на то, что рапа представляет собой источник получения сульфата натрия на производстве, основные запасы сульфата натрия в озере Кучук сосредоточены в пластовых отложениях мирабилита, залегающих на дне озера. Представлены они в форме эллипсовидной линзы, имеющей ровную поверхность кровли и неровную подошву.

Площадь линзы определяется автором [17] в 134 км (1970 г.), а автором [16] в 148 км2 (2001 г.), таким образом, он занимает около 80 % от всей площади озера. Определенные в разные периоды существования озера приведенные данные не дают представления о динамике деградации линзы мирабилита-стеклеца.

Особенностью месторождения [18] является то, что запасы сульфата натрия, хлорида натрия и магния в оз. Кучук утверждены как статические, без учёта динамики (скорости) процесса восстановления этих запасов в рапе за счет растворения сульфатной составляющей донных отложений. Запасы солей в покровных отложениях корневой линзы отнесены к категории «В».

Наблюдения за уровнем и химическим составом поверхностной рапы оз. Кучук

Наблюдения за уровнем рапы оз. Кучук проводила региональная гидрометслужба путем замера уровня по рейке, расположенной на северовосточном берегу озера в районе метеостанции «Благовещенка». Данные по уровню рапы озера представлены в приложении Г (таблица Г.1).

График связи уровень - поверхность - объём рапы оз. Кучук взят по данным ПО «Запсибгеология» [11].

Отбираемая два раза в неделю рапа озера подвергалась химическому анализу, на основании которого рассчитывали среднемесячный ее состав. В период откачки рапы из оз. Кучук в оз. Селитренное пробы рапы отбирались ежедневно.

Отбор проб рапы вели с одновременным замером температуры рапы и воздуха. В рапе проводили определение концентраций ионов: SO42 , CL", HC03\Ca2+,Mg2+.

Результаты анализов сведены в приложении Г (таблица Г.2). Оз. Кучук является объектом разгрузки обширной поверхности водосбора поверхностных и подземных вод. Поверхностные водотоки по своему генезису разделяются на естественные (река Кучук, ручей Солоновка) и искусственные (промышленные стоки с промплощадки ОАО «Кучуксульфат», маточные и дренажные рассолы оз. Селитренное). Смешанный генезис имеют рассолы, разгружающиеся по Кулундинской протоке.

Приток в оз. Кучук по реке Кучук подсчитан по данным гидрологического поста, расположенного в п. Нижний Кучук, и на плотине водохранилища. Приток вод ручья Солоновка в оз. Кучук прекратился в 2001 г., в 2004 г. вновь возобновился.

Приток вод по Кулундинской протоке непостоянен и осуществляется при весенних паводках. Состав вод Кулундинской протоки давно не соответствует составу рапы оз. Кулундинского, а представляет собой дренажные воды хозбытовых стоков пос. Благовещенка.

При определении расхода промышленных стоков и поверхностных водотоков (исключая реку Кучук) применяли глубинный поплавок (малые скорости течения). При этом расход воды определяли по формуле [52] где Q - расход воды, м /сек; Sce4. - площадь водного сечения водотока, м2; UTe4. - скорость течения воды, м/сек;

Объемы откачки-закачки рапы в садочный бассейн определены по продолжительности работы насосов и их производительности с одновременным замером уровня по рейке, установленной в оз. Селитренное.

Результаты наблюдений за расходом поверхностных водотоков и объемы откачек рапы оз. Кучук в садочный бассейн приведены в приложении Д (таблицы Д.1, Д.2), результаты химических анализов поверхностных водотоков - в приложении В (таблица В.1).

Отбор проб воды поверхностных и подземных водоисточников осуществлялся в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

Плотность проб поверхностных водотоков, грунтовых вод и рапы определяли по ГОСТ 18995.1-73 «Продукты химические жидкие. Методы определения плотности».

Сульфат-ион определялся: - в рапе: объемным методом (с родизонатом натрия); - речная вода: согласно ГОСТ 4389-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов»; - грунтовые воды: согласно ГОСТ 4389-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов»; - промышленный сток: согласно ПНДФ 14.1:2.108-97 «Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний сульфатов в пробах природных и сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона». Хлорид-ион определялся: - в рапе: аргентометрическим титрованием [53]; - речная вода: аргентометрическим титрованием согласно ГОСТ 4245-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов»; - грунтовые воды: аргентометрическим титрованием согласно ГОСТ 4245-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов»; - промышленный сток: согласно ПНДФ 14.1:2.96-97 «Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний хлоридов в пробах природных и очищенных сточных вод аргентометрическим методом».

Магний и кальций-ионы определялись: - в рапе: комплексонометрическим титрованием [53]; - речная вода: комплексонометрическим титрованием; - грунтовые воды: комплексонометрическим титрованием; - промышленный сток: согласно ПНДФ 14.1:2.95-97 «Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений кальция в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом».

Жесткость определяли по ГОСТ 4151-72 «Вода питьевая. Методы определения общей жесткости».

Карбонат и гидрокарбонат-ионы определялись: - в рапе: кислотно-основным титрованием [53]; - речная вода: кислотно-основным титрованием; - грунтовые воды: кислотно-основным титрованием. Сухой остаток определяли согласно ГОСТ 18164-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания сухого остатка».

Лаборатория ОАО «Кучуксульфат» аттестована на проведение подобных видов анализов. Все виды анализов проводились при непосредственном участии автора данной диссертационной работы, являющегося инженером-лаборантом аналитической группы.

Расчет величины запасов солей в поверхностной рапе

Поверхностная рапа оз. Кучук имеет сложный химический состав. В рапе преобладают ионы натрия, магния, сульфата, хлорида, содержание остальных компонентов - бораты, карбонаты, бром, ионы кальция, калия, лития и др. незначительно.

Солевой состав рапы меняется в зависимости от времени года в связи с кристаллизацией и растворением солей. Представление об изменении состава рапы в экстремальные годы (1987 - влажный, 2000 - сухой) из анализируемого периода 1980-2006 г.г. дают данные таблицы 3.1 [56,57].

Для предприятия важнейшим условием функционирования является скорость восстановления запасов сульфат-иона в рапе озера и величина этих запасов для осуществления очередной закачки. Рассмотрим изменение концентрации сульфат-иона и запасов сульфата натрия (в жидкой фазе) в годовом цикле с корреляцией по температуре рапы и воздуха на рисунке 3.1. Для представления выбраны самый водный 1987 г., 2004 г. (характерный по обводнению год закачки рапы в садочный бассейн, по которому есть все данные для анализа процесса) и 2000 г. (год с самым низким уровнем рапы за весь период наблюдений) [58].

Из рисунка 3.1 видно, что растворение мирабилита начинается с момента прогрева рапы в весенний период и заканчивается в августе-сентябре. Процесс кристаллизации мирабилита идет с постоянной скоростью и завершается за два месяца (в основном в ноябре), а окончательно, более глубоко, - в декабре или январе, что и ранее отмечалось во многих работах авторов прошлых лет [17,39] и представлено в нашей работе [58] за период наблюдений.

Изменение концентрации сульфат-иона в рапе и запасов сульфата натрия происходит синхронно, что и следовало ожидать. Хотя запасы сульфата натрия в жидкой фазе в августе 1987 г. максимальны за весь период наблюдений, в остальные рассматриваемые годы они примерно равны. Этот факт свидетельствует о существовании пропорциональности запасов с объемом рапы и концентрацией в ней сульфата натрия. При меньшем содержании сульфата натрия объем рапы больше, а большим его концентрациям соответствует меньший объем жидкой фазы.

Запасы хлористого магния в годичном цикле, временно уменьшаются в год закачки рапы в оз. Селитренное, но со сбросом мирабилитовых маточных рассолов восстанавливаются. Этот факт вполне объясним, так как из рапы извлекается только сульфат натрия, а хлористый магний является невыпадающим компонентом [56,57,59,60].

Физико-химические процессы фазовых переходов в оз. Кучук, хорошо интерпретируются данными по растворимости [61-68] и наглядно демонстрируются диаграммой Иенеке в системе 2Na+5Mg2+/2CL",S042"-H20, представленной на рисунках 3.2,3.3.

За многолетний период наблюдений за составом рассолов оз. Кучук с 1980 по 2006 г.г. нами выделена область распространения фигуративных точек состава рассолов на диаграмме. В дальнейшем, при демонстрации характера изменений гидрохимического режима оз. Кучук будем пользоваться фрагментом диаграммы Иенеке, включающую интересующую нас область.

Из рисунков 3.2, 3.3 видно, что за весь период наблюдений рассолы оз. Кучук находятся в поле мирабилита в зимний период, в поле галита - в летний, лишь приближаясь к полю астраханита. Достижение метастабильных границ рабочих полей галита и мирабилита с полями кристаллогидратов сульфата магния представляется вероятным лишь при практически полном испарении поверхностной рапы. Этот процесс теоретически может быть осуществлен в маловодный период на пляжных откосах озера, о чем и свидетельствуют данные 1999-2000 г.г. Таким образом, предположения, высказанные в работах [11,24], о периодическом образовании в твердой фазе эпсомита, сакиита и кизерита, а также о возможной кристаллизации астраханита, представляются необоснованными. В реальном диапазоне природных температур (от + 20 до - 20 С) и наблюдаемых составов рапы оз. Кучук исключается возможность кристаллизации астраханита и (или) гидратов сульфата магния [56,57]. Указанное обстоятельство позволяет обосновать предпосылку о хлористом магнии, как «невыпадающем компоненте».

Предварительная проработка вариантов фазовых переходов [60] при реализации природных процессов в акватории озера показала возможность осуществления кроме кристаллизации и растворения индивидуальных кристаллов мирабилита, галита или гидрогалита еще 4-х более сложных процессов: садки и растворения галита (гидрогалита) одновременно с садкой или растворением мирабилита. Указанное обстоятельство использовалось нами при расчете объемов компонентов, участвующих в превращении, применяя сопоставление среднемесячных положений фигуративных точек состава рапы на солевой проекции диаграммы Иенеке. Расчет проводился на единицу массы сухих солей, причем MgCk принимался за невыпадающий компонент. Вектор суммарного процесса рассматривался, как диагональ четырехугольника со сторонами, направление которых совпадает с лучами в полюсы сульфата натрия и галита соответственно. При этом для количественной оценки кристаллизации или растворения солей выбирался вектор суммарного процесса, как большая сторона векторного косоугольного треугольника, а две другие стороны расположены на лучах через полюсы, что представлено на рисунках 3.4 и 3.5.

В качестве примера рассмотрим движение фигуративной точки состава рапы оз. Кучук с октября по ноябрь 1982 г., изображенному на рисунке 3.5. Солевой состав рапы оз. Кучук в октябре Na2S04 = 5,15 масс.% MgCl2 = 6,03 масс.% NaCl= 15,03 масс.% Сумма солей = 26,21 масс.%

Методика расчета материального баланса процессов фазового перехода на солевой проекции диаграммы

При выполнении водно-солевого баланса, используя для расчета материального баланса диаграмму Иенеке, мы также учитывали, приход (кристаллизация) и расход (растворение) солей (Na2S04 и NaCl) в донных отложениях озера.

Из таблицы 2, представленной в I главе, следует, что средняя мощность пласта покровных отложений по данным региональных геологов за 32-х летний период эксплуатации не изменилась (0,27 м) и имеет минимальное значение (0,20 м) в 1993 г. Поскольку все определения мощности покровных отложений в оз. Кучук производились летом (август) можно предположить отсутствие в пласте покровных отложений мирабилита-новосадки. Оставшаяся часть сульфатных солей должна представлять собой убывающие по величине (вследствие перехода сульфатной составляющей в жидкую фазу) запасы сульфата натрия в покровных отложениях с повышением доли галита, поскольку последний не выводится из рассматриваемой системы.

Напомним, что величины суммарных запасов компонентов в рапе и покровных отложениях, определенные региональными геологами [11,16] при нескольких (выполненных последовательно в разное время) пересчетах и оценках не согласуются ни с фактическим объемом добьгаи сульфата натрия, ни с относительным постоянством запасов неизвлекаемых компонентов [59,70].

По нашему мнению [58,60], запасы компонентов в покровных отложениях (Na2SC 4 - для обогащения рапы, NaCl - для обеспечения благоприятных, с пониженными температурами рапы условий обогащения) определяют на момент начала эксплуатации месторождения как один из источников (может быть на тот период и основной) возобновления запасов SO/" в поверхностной рапе.

За период эксплуатации месторождения предприятием с 1961 г. извлечено примерно 12 млн.т сульфата натрия или более 27 млн.т мирабилита (коэффициент пересчета сульфата натрия на мирабилит составляет 2,2683), что одновременно свидетельствует (без учета пористости пласта соли) об уменьшении объема донных солевых отложений на 18 млн.м ( примем плотность мирабилита 1,45 т/м ) или о понижении отметки дна примерно на 10 см.

Если принять, что восполнение запасов сульфата натрия в поверхностной рапе озера осуществлялось из покровных отложений, то с учетом их пористости (до 50 %) понижение отметки дна может составлять величину до 20 см [58,60,71].

Отсутствие надежных данных по запасам сульфата натрия в покровных отложениях не позволяет сегодня подтвердить или опровергнуть приведенные количественные оценки.

В период с 1980 по 2005 г. растворилось согласно данным таблицы 2.3 19,25 млн.т. мирабилита и 2,40 млн.т галита. Этому объему солей соответствует понижение абсолютной отметки потолочины донных отложений на 70,7 мм, причем без учета пористости пласта. Если принять ее 50 %, а изменение отнести к установленной площади линзы мирабилита-стеклеца 148 км , то понижение отметки составит 162,4 мм. На 2006 г. растворилось 27,90 млн.т мирабилита и 5,71 млн.т галита, что соответствует еще большему понижению отметки покровных отложений. Полученные величины свидетельствует о необходимости ее учета в морфометрической характеристике озера [60,71].

Запасы компонентов, содержащихся в поверхностной рапе, переменны по величине. Результатирующее воздействие на месторождение природных и техногенных факторов проявляется в перераспределении солевых компонентов, формирующих месторождение, между жидкой (поверхностная рапа и межкристальные рассолы) и твердой (покровные отложения и корневая линза мирабилита-стеклеца) фазами.

Из существа рассуждений следует, что основой для количественной оценки перемещенных масс солей и их запасов в период оценки может стать водно-солевой баланс месторождения за многолетний период [60].

В балансе находит отражение расходная составляющая запасов извлекаемого компонента (сульфата натрия), компенсированная, по всей видимости, растворением корневой залежи мирабилита-стеклеца и (или) покровных отложений. Относительно большая акватория озера, незначительные средние глубины рапы (до 2 м) определяют малую мощность слоев выпавших или растворенных солей и низкую точность определения масс, перераспределяющихся между рапой и соляными отложениями.

После проведения предварительного анализа имеющихся материалов многолетних наблюдений за гидрохимическим режимом оз. Кучук и многочисленных расчетов при отработке программы [58,60,72] мы в качестве исходных на 1980 г. (начало отсчета) выбрали определенные величины запасов основных солевых компонентов. Исходные данные величины запасов солей на месторождении выбраны путем итераций, и они представляются в настоящее время, на наш взгляд, наиболее обоснованными. Сосредоточенные суммарно в жидкой и твердой фазах они составили, млн.т: Na2S04 - 39.9, NaCl - 70.0, MgCl2 - 15.48. Мы эти запасы назвали активными, то есть постоянно участвующими во всех процессах сезонных фазовых переходов. К ним относятся плавление гидрогалита и мирабилита, растворение мирабилита и галита в теплое время года (в твердой фазе), садка галита при достижении рапой состояния насыщения по галиту, садка мирабилита и галита (гидрогалита) при охлаждении рапы (в жидкой фазе) и превращение галита покровных отложений в гидрогалит при охлаждении рапы ниже - 5 С (в твердой фазе).

Отметим так же [56,57], что применительно к рапе (в отличие от запасов рудных ископаемых) термин «запасы хлористого магния, сульфата натрия и хлористого натрия» применяется условно, поскольку в жидкой фазе соли представлены в виде катионов и анионов, и только для удобства характеристики составов даются в пересчете на соли. Кроме технологических параметров полнота извлечения одной или нескольких солей зависит от исходного состава (в общем случае переменного) или, в наглядном виде, положением соответствующей составу фигуративной точки на диаграмме Иенеке.

Похожие диссертации на Исследование водно-солевого баланса озера Кучук - сырьевой базы производства сульфата натрия