Способы добычи и очистки поваренной соли

                   СПОСОБЫ ДОБЫЧИ И ОЧИСТКИ ПОВАРЕННОЙ  СОЛИ

Одним из распространенных способов добычи поваренной соли является открытый способ. Разработку данным способом производят тогда, когда, верхний горизонт соляного пласта находится на небольшой  глубине. Соль таким способом добывают на глубине до 20 метров, а порой  и до 150 метров. В этом случае устраивают карьер или разнос, для этого пласт  соли разрыхляется (дробится) механическим или взрывным способом, чтобы удалить  верхний слой покровных пород, затем  производят выемку соли. На крупных  разработках для этой цели используют экскаваторы, скреперы с лебедками  или с тракторной тягой, механические лопаты и другие механизмы. Одним  из недостатков добычи соли открытым способом является загрязнение соли наносами пыли, а особенно заливание  карьера атмосферными осадками и  почвенными водами. Открытый способ имеет  ряд преимуществ по сравнению  с подземным:  высокая безопасность и лучшая санитария, простая организация  работ возможность селективной  выемки, более полное извлечение полезных ископаемых, капитальные затраты  и сроки строительства карьера  меньше чем шахты. С увеличением  глубины карьера себестоимость  добычи увеличивается. Предельной глубиной карьера считается такая глубина, при которой добыча открытым способом и подземным стоит одинаково.

В том случае, когда  мощные пласты соли, залегают на  глубине более 100 м, порой до 600 м,  открытый способ разработки непригоден. Тогда разработку пластовых месторождений  ведут обычно подземным (шахтным) способом. Соль, которая находится в недрах земли, возникла там многие миллионы лет назад. Время сделало соль чрезвычайно монолитной, твердой - каменной. Однако под действием высокого давления и высокой температуры соль в  недрах Земли превращается в податливый, очень пластичный материал. При нагревании она расширяется сильнее окружающих пород и, в конце концов, начинает подниматься наверх. Огромные соляные  массивы «всплывают» и формируют  соляные купола.

Добывают такую  соль путем устройства шахт и выемки соли из галерей или камер, вырабатываемых в толще соляного пласта или купола. Проходка широких ходов при закладке подземных камер осуществляется штрекопроходческими комбайнами или  врубовыми машинами; проходка скважин  — сбоечно-буровыми машинами; выемка соли и погрузка — скреперными  установками; для транспорта и подъема  соли на поверхность в крупных  шахтах используют подземные вагонеточные электропоезда и лифты. Выданная на поверхность соль поступает в  цех переработки соли, в котором  соль мелется и фасуется.  Поваренная соль, добытая таким способом, в  конечном итоге имеет различные  наименования и широко используется во всех областях промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Выбор каждого  покупателя основывается на рациональности использования в различных целях  того или иного помола, фасовки (возможна отгрузка навалом) и необходимости  добавок. Чистота такой каменной соли зависит от качества месторождения. В целях профилактики йод-дефицитных  заболеваний  соль может обогащается йодатом.   наименования и широко используется во всех областях промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Выбор каждого покупателя основывается на рациональности использования в различных целях того или иного помола, фасовки (возможна отгрузка навалом) и необходимости добавок. Чистота такой каменной соли зависит от качества месторождения. В целях профилактики йод-дефицитных  заболеваний  соль может обогащается йодатом.      

Процесс добычи и  обработки соли закрытым шахтным  способом непрерывен и не зависит  от времени года. Более 61% мирового объема добываемой соли  производится шахтным  способом. Отработанные камеры, образующиеся при данном способе добычи соли, можно использовать для размещения отходов промышленных предприятий, в результате чего ещё более повышается эффективность эксплуатации месторождений. Недостаток шахтного способа добычи заключается в постоянной угрозе обвала, затоплении разрабатываемых  шахт, что приводит к различным  потерям и экологическим проблемам. Получение

 Соли образуются  в результате реакций: 

1. Основания с кислотой (реакция нейтрализации):

3KOH + H3PO4 =K3PO4 +3H2O

2KOH + H3PO4 =K2HPO4 +2H2O

KOH + H3PO4 =KH2PO4 +H2O

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O

Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O

2. Кислоты с  основным или амфотерным оксидами:

CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O

 3. Кислоты с солью:

 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2↑

 4. Растворов двух солей

3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓  + 6NaCl

5. Щелочи с кислотным оксидом

6KOH + P2O5 = 2K3PO4 +3H2O

4KOH + P2O5 = 2K2HPO4 + H2O

H2O + 2KOH + P2O5 = 2KH2PO4

 6. Щелочи с солью:

 Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4↓

 7. Основного оксида с кислотным оксидом:

 MaО + SO3 = MgSO4

CaO + SiO2 = CaSiO3

 8. Металла с неметаллом:

2Na + Cl2 = 2NaCl

9. Металла с кислотой:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

10. Металла с солью менее активного металла:

Fe + CuSO4 = FeSO

****1. Реакция нейтрализации. Этот способ уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно!) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:

H2SO4 +2 KOH=K2SO4+2 H2O

2. Реакция кислот  с основными оксидами Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например:

H2SO4+CuO= CuSO4 +H2Oс 

3. Реакция оснований  с кислотными оксидами (см. параграф 8.2). Это также вариант реакции нейтрализации:

Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O

Если пропускать в раствор избыток СО2, то получается избыток угольной кислоты и нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция Са (НСО3)2:

СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3)2 (раствор)

4. Реакция основных  и кислотных оксидов между  собой: 

CaO+SO3=CaSO4

5. Реакция кислот  с солями. Этот способ подходит, например, в том случае, если образуется  нерастворимая соль, выпадающая  в осадок:

H2S+CuCl2=CuS↓+2 HCl

6. Реакция оснований  с солями. Для таких реакций  подходят только щелочи (растворимые  основания). В этих реакциях образуется  другое основание и другая  соль. Важно, чтобы новое основание  не было щелочью и не могло  реагировать с образовавшейся  солью. Например:

3 NaOH+FeCl3=Fe (OH)3↓+3 NaCl

7. Реакция двух  различных солей. Реакцию удается  провести только в том случае, если хотя бы одна из образующихся  солей нерастворима и выпадает  в осадок:

AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3

 Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:

NaCl + KBr = Na+ + Cl- + K+ + Br-

Если такой  раствор упарить, то мы получим смесь  солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в  таких реакциях получить не удается.

8. Реакция металлов  с кислотами. В способах 1 –  7 мы имели дело с реакциями  обмена (только способ 4 – реакция  соединения. Но соли образуются  и в окислительно-восстановительных  реакциях. Например, металлы, расположенные  левее водорода в ряду активности  металлов (таблица 8-3), вытесняют  из кислот водород и сами  соединяются с ними, образуя соли:

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

9. Реакция металлов  с неметаллами. Эта реакция  внешне напоминает горение. Металл "сгорает" в токе неметалла,  образуя мельчайшие кристаллы  соли, которые выглядят, как белый  "дым":

2 K+Cl2=2 KCl

10. Реакция металлов  с солями. Более активные металлы,  расположенные в ряду активности  левее, способны вытеснять менее  активные (расположенные правее) металлы  из их солей:

Zn+CuSO4=Cu +ZnSO4

        

****1. Металл + неметалл - Ba + Br2 = BaBr2

2. Металл + кислота - 2Na + H2SO4 = Na2SO4 + H2

3. Металл + соль - CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

4. Основный оксид  + кислотный оксид - K2O + SO3 = K2SO4

5. Основный оксид  + кислота - 3Na2O + 2H3PO4 = 2Na3PO4 + 3H2O

6. Основание + кислотный оксид - 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

7. Основание + кислота - Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O

8. Кислота + соль - H2SO4 + Li2CO3 = Li2SO4 +CO2 + H2O

9. Соль + соль - MgSO4 + 2NaF = MgF2 +Na2SO4

10. Щёлочь + растворимая  соль -Способы получения солей

**** Соли тесно связаны со всеми классами неорганических соединений, как следует из разобранных химических свойств оксидов, кислот, оснований, солей, почти во всех случаях образуются соли. Следовательно, чтобы разобрать вопрос «способы получения солей» нужно повторить все свойства неорганических веществ.

Рассмотрим основные способы получения средних солей.

Соли можно  получить при взаимодействии:

1. Кислоты с  металлом:

 Н2SO4(раб. )  + Zn = ZnSO4  + Н2↑

2Н+ + Zn0 = Zп2+ + Н2↑

2. Кислоты с  основным оксидом:

 Н2SO4 + СuО = СuSO4 + Н2O

2Н+ + СuО = Сu2+ + Н2O

3. Кислоты с  основанием:

Н2SO4 + 2NaOH = Na2SO4+ 2Н2O  

2Н+ + 2OH- = 2Н2O

4, Кислоты с  солью: 

Н2SO4 + 2NaСI = 2НСI + Na2SO4

2Н+  +2СГ = 2НСI.

5. Щелочи с  кислотным оксидом:

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2O

Са2+ + 2ОН- + СО2 = СаСО3↓ + Н2O

6. Щелочи с  солью:

2NaOH + СuSO4 = Сu(ОН)2↓ + Na2SO4

Сu2+ + 2ОН-  = Сu(ОН)2↓

7. Кислотного  оксида с основным:

СО2 + СаО = СаСО3

8. Соли с металлами:

 СuSO4+ Zn = ZnSO4 + Сu

Сu2+ + Zn0 = Zn2+ + Сu0

9. двух солей: 

NaCI+ AgNO3 = AgCI↓ + NaNO3  

Ag+  +  CI-  = AgCI↓

10. Металл с  неметаллом:

Zn + CI2  = ZnCI2

Итак, соли можно  получить при химическом взаимодействии неорганических веществ различных  классов и простых веществ 3LiOH + AlCl3 = 3LiCl + Al(OH)3