Извлечение минералов из морской воды. Как отделить соль от воды Можно ли добывать соль из морской воды

Процедите воду. Очень важно убрать из воды песок, ракушки и другой осадок, прежде чем приступить к сбору соли. Для этого процедите воду через марлю. Можете использовать один или несколько слоев марли. Чтобы быть полностью уверенным в удалении разных примесей, процедите воду несколько раз. Это не повлияет на содержание соли.

Испарение воды. Морская соль – это продукт, который остается после испарения воды. Рассчитывайте, что испарение может занять несколько дней, а иногда и несколько недель. Для домашнего изготовления соли можно использовать один из нескольких методов.

По окружающему миру при изучении такого вещества, как вода, для изучения ее свойств было предложено провести несколько опытов. Очень кстати, опыт выпаривание соли мы наблюдали, когда были летом на море. Из заснятых фотографий сделали презентацию опыта. Кроме того, в продолжение темы и для изучения растворимости разных веществ в воде, мы очистили грязную морскую соль. Презентацию на тему выпаривание соли и растворимость веществ в воде дочка и представила одноклассникам.

Опыт выпаривание соли в естественных условиях, презентация

Плоская поверхность

плоская поверхность

при волнении моря заливается морской водой

заливается морской водой

эти лужи на солнце

эти лужи на солнце

постепенно высыхают

высыхают

и остается соль

и остается соль

Опыт растворимость веществ в воде (или очистка соли от примесей)

Как очистить соль? Надо использовать тот факт, что одни вещества (соль) в воде растворяются, а другие вещества (грязь, мусор) в воде не растворяются.

Взяли грязную соль

грязная соль

Растворили ее в воде

растворили грязную соль в воде

Грязную соленую воду пропустили через фильтр. Соль с водой через фильтр прошли, грязь задержалась

пропустили воду через фильтр

Чистую соленую воды вылили на ровную поверхность тонким слоем и оставили в теплом месте

чистую соленую воду налили в противень

Вода испарилась — соль осталась

вода испарилась — соль осталась

С помощью знания о растворимости разных веществ в оде получили чистую соль.

чистая соль

И слайд шоу презентации про выпаривание соли и растворимость веществ в воде:

Отдел по вопросам образования администрации Ардатовского муниципального района Нижегородской области

Муниципальное образовательное учреждение

«Ардатовская средняя общеобразовательная школа №1»

Конкурс исследовательских работ и проектов детей дошкольного и младшего школьного возраста «Я – исследователь»

Номинация: Эколого-биологическая деятельность

«Куда девается соль,

если растворить

её в воде?»

Работу выполнил:

Плотов Глеб Юрьевич - 8 лет,

учащийся 2 класса

Руководитель:

Макурина Марина Николаевна,

учитель начальных классов

п.г.т. Ардатов

2008 год

Объяснительная записка руководителя.

Я работаю учителем начальных классов более 20 лет. А дети младших классов очень любознательны, им всё интересно знать. Почему Земля круглая? Куда текут реки? Почему идёт снег? Куда девается сахар, когда его кидают в чашку с горячим чаем? Почему лимон кислый, а банан сладкий? На все эти и другие подобные вопросы учителю необходимо дать ответ. А что если дети сами найдут ответы на интересующие их вопросы? Я решилась на небольшой эксперимент – предложила самому любознательному ученику провести исследование по вопросу «Куда девается соль, если растворить её в воде?» И так, вперёд, на поиски соли!

Введение……………………………………………………………….4 стр.

Методика и техника исследования…………………………………..6 стр.

Результаты исследования и их обсуждение…………………………7 стр.

Выводы………………………………………………………………...8 стр.

Список использованной литературы………………………………...9 стр.

Приложение………………………………………………………… 10 стр.

1. Введение.

Я учусь во втором классе, узнал много нужного и интересного, но сколько ещё хочется узнать! Я люблю читать познавательные книги и узнаю из них много интересного. А однажды мама попросила меня посолить воду для макарон. Я бросил в миску маленькую ложку соли, потом помешал и увидел, что соль исчезла. Куда она делась? Мне это стало интересно. На следующий день я спросил об этом свою учительницу, и она мне посоветовала самому провести исследование, конечно, с её помощью. Но сначала я решил разузнать всё о соли, что это такое, откуда она берётся.

Цель моего исследования

– выяснить, куда девается соль, если растворить её в воде.

Задачи:

-узнать о том, что такое соль, где её добывают

-провести опыты по растворению соли в воде и выпариванию соли из соляного раствора.

-сделать выводы по результатам моего исследования

«Соль- это кристаллическое вещество, которое хорошо растворяется в воде. Её много в морях, куда она попадает из притоков. В свою очередь речная вода впитывает её из почвы, по которой протекает.

Соль, или хлористый натрий. – вещество, чрезвычайно важное для жизни. В человеческом организме также содержится довольно много соли. Есть она и в натуральных продуктах питания. Но мы так её любим, что всегда добавляем в пищу. Соль, которую мы едим, в основном добывают из морской воды. Один её литр содержит 30-40 граммов соли». . («Всё обо всём» Популярная энциклопедия для детей. том 8./ Г.Шалаева 1994 г. стр. 280-281.)

«Соль добывается в соляных шахтах, в источниках, соляных озерах и из моря.

В соляных шахтах туннели и коридоры сверкают, как будто они сделаны изо льда. Шахтеры выпиливают блоки, которые по­том разбивают на куски, грузят в вагонет­ки и на специальных поездах вывозят на­верх. В некоторых местах соль добывают че­рез специальные соляные скважины. Обычно скважины бурят для того, что­бы добывать воду. В соляные скважины, наоборот, наливают горячую воду. Вода растекается под землей и растворяет соль. Под землей образуется рассол. Потом рас­сол выкачивается и подогревается в огром­ных резервуарах. Там вода испаряется, а соль оседает на дно.

Иногда подземную реку месторождения каменной соли пересекают подземные ре­ки. Тогда вода растворяет соль, и под зем­лей образуются соляные пещеры.

Самые крупные соляные пещеры нахо­дятся в Чехии, близ поселка Величка.

Соль добывают и другим способом. На морском берегу строят специальные неглу­бокие бассейны - соляные прессы. По специальному каналу в них напу­скают морскую воду.

Жаркое солнце нагревает воду, и она быстро испаряется, а принесенная ею соль, остается в бассейне.

В древние времена соль привозили в Ев­ропу издалека. Ее добывали преимущест­венно в приморских районах и на некото­рых соленых озерах.

Вот почему соль ценилась очень высо­ко, наряду с драгоценными металлами. В некоторых местах соль даже использова­лась в качестве заменителя денег.

В России два таких озера - Эльтон и Баскунчак. На их берегах соль добывали еще в глубокой древности.

Соль играет огромную роль в жизни че­ловека, ее не только употребляют в пищу. Раньше она была основным веществом для консервации предохранения продуктов питания от порчи.» («Всё обо всём» Популярная энциклопедия для детей. том 11./ Г.Шалаева 1999 г. стр. 277-278)

2. Методика и техника исследования.

Опыт №1 Растворение соли в воде.

Берётся простая вода из крана и пробуется её на вкус. (фото 1)

Потом так же на вкус пробуется соль. (фото 2)

Затем пробуется вода, с размешенной в ней солью. (фото 5)

Соляной раствор переливается в алюминиевую кастрюлю и ставится на огонь. (фото 6)

Наблюдение за состоянием раствора. (фото 7)

Определить вкус образовавшегося белого налёта – «мушек». (фото 8,9)

Рассмотреть под увеличительным стеклом пищевую соль. (фото10)

Рассмотреть под увеличительным стеклом белый налёт, образовавшийся в кастрюле после выпаривания воды. (фото 11)

3. Результаты исследования и их обсуждение.

Опыт №1. Растворение соли в воде.

У воды нет вкуса.

Соль имеет солёный вкус.

После размешивания соли в воде не видно.

Вода стала солёной.

Опыт №2. Выпаривание соли из соляного раствора.

После закипания вода постепенно начинает испаряться, а затем совсем исчезла.

На стенках и на дне кастрюли появились белые «мушки».

На вкус «мушки» солёные.

Опыт №3. Сравнение пищевой соли и «мушек»

Соль представляет содой прозрачные камешки - кристаллы, различной формы и объёма.

«Мушки» - белого цвета и намного мельче кристаллов соли, похожи на порошок.

4. Выводы.

Вывод 1. – Если размешать соль в воде, вода станет солёной. Но самой соли в воде не видно. Из всего этого следует, что соль растворилась в воде.

Вывод 2 – Когда из соляного раствора выпаривается влага, соль остаётся на стенках и на дне кастрюли, превратившись в белый порошок – «мушки».

Вывод 3 – Соль, растворяясь в воде, распадается на мелкие частицы.

Общий вывод – Значит, соль из воды никуда не девается. Просто кристаллы соли, попадая в воду, распадаются на такие мелкие частицы, что их не видно. Но при этом они существуют, так как после испарения воды, остаётся белый налёт, образованный из этих невидимых частиц, который имеет солёный вкус. И можно сказать, что частички соли и частички воды – друзья. Они протягивают друг другу руки, соединяясь в крепкое рукопожатие - соляной раствор.

Список использованной литературы.

Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей. Том 8. Составитель: Г.Шалаева. Филологическое общество «Слово» АСТ. Центр гуманитарных наук при факультете журналистики МГУ им. М.В.Ломоносова., М., 1994

Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей. Том 11. Составитель: Г.Шалаева. Филологическое общество «Слово» АСТ. Центр гуманитарных наук при факультете журналистики МГУ им. М.В.Ломоносова., М., 19 99

6. Приложение.

Фото 1 .Берётся простая вода из крана и пробуется её на вкус

Фото 2. Потом так же на вкус пробуется соль.

Фото 5. Затем пробуется вода, с размешенной в ней солью.

Фото 6. Соляной раствор переливается в алюминиевую кастрюлю и ставится на огонь.

Фото 7. Наблюдение за состоянием раствора.

Фото 8 и 9. Определить вкус образовавшегося белого налёта – «мушек».

Фото 10. Рассмотреть под увеличительным стеклом пищевую соль.

Фото 11. Рассмотреть под увеличительным стеклом белый налёт, образовавшийся в кастрюле после выпаривания воды.

Изобретение относится к области производства глинозема, соды, поташа и других солей, конкретно к процессу выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах. Способ включает нагрев раствора паром с удалением конденсата и выводом выпаренного раствора с кристаллами солей и вторичного пара из сепаратора трубчатого выпарного аппарата, при этом часть конденсата в виде мелких брызг вводят в паровое пространство сепаратора. Конденсат вводят в паровое пространство сепаратора в объеме 0,3-2% от получаемого конденсата. В результате увеличилось время между остановками на размывку трубок до 40 суток с сокращением числа закупоренных трубок до 10%; получен чистый конденсат с возвратом на ТЭЦ после сепаратора без каплеуловителя; увеличилась кратность использования пара на одну ступень за счет увеличения теплопередачи и исключения сопротивления зарастаемых каплеуловителей; снизился удельный расход пара на тонну упаренной воды с 0,62 до 0,33 т/т. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства глинозема, соды, поташа и других солей, конкретно к процессу выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах. Известен способ выпаривания растворов в трубчатых выпарных аппаратах с кристаллизацией солей (Перцев Л.П., "Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов". М. , Машиностроение, 1982 г., с. 29, рис. 15; с. 66, рис. 42). Этот способ включает нагрев раствора паром с удалением конденсата и выводом выпаренного раствора с кристаллами солей и вторичного пара из сепаратора трубчатого выпарного аппарата. Недостатками способа являются:

Закупоривание греющих трубок отвалившимися от стенок сепароторов солевыми корками до 20-30% и частые остановки аппарата через 3-4 суток для промывки водой каждой отдельной трубки;

Снижение производительности аппарата и кратности использования пара из-за зарастания наиболее эффективных сетчатых или жалюзийных каплеотделителей, а также из-за закупоривания греющих трубок;

Увеличение стоимости сепаратора из-за усложнения установки дорогостоящих каплеуловителей и увеличения объема;

Увеличение расхода пара на выпаривание промывных вод. Причиной зарастания стенок сепараторов и каплеуловителей является осаждение капель пульпы с пересыщением по солям раствором и их высушивание перегретым на величину депрессии паром упариваемого раствора на 12-20 o С. Технической задачей изобретения является исключение зарастания солями стенок сепараторов, каплеуловителей и закупоривание греющих трубок отвалившимися от стенок сепараторов корками. Решение технической задачи достигается тем, что 0,3-2% конденсата в виде мелких брызг вводят в паровое пространство сепаратора. На чертеже представлен выпарной аппарат, использующий предлагаемый способ. Выпарной аппарат состоит из греющей камеры 1, сепаратора 2, трубы подачи части конденсата в сепаратор 3, форсунки 4. Пар поступает в межтрубное пространство греющей камеры 1, а раствор в сепаратор 2, где он смешивается с циркулирующим кристаллизующимся выпаренным раствором. Конденсат удаляется из греющей камеры 1 и часть его по трубопроводу 3 через форсунку 4 вводится в паровое пространство сепаратора 2. Ввод мелких капель в объем пара, загрязненого каплями пульпы, исключает перегрев вторичного пара, перенасыщение раствора капель по солям за счет их слияния с каплями конденсата, что предотвращает образование корок солей и осуществляет промывку вторичного пара от капель пульпы. Для промышленного испытания способа на одной четырехкорпусной выпарной установке 0,4-0,6% конденсата первого корпуса была введена в пустотелые сепараторы (без каплеуловителей) через форсунки. В результате по сравнению с наиболее мощными выпарными аппаратами 800 м 2 , работающими без ввода конденсата, с кристаллизацией безводной соды при содопоташном производстве:

Увеличилось время между остановками на размывку трубок до 40 суток с сокращением числа закупоренных трубок до 10%;

Получен чистый конденсат с возвратом на ТЭЦ после сепаратора без каплеуловителя;

Увеличина кратность использования пара на одну ступень за счет увеличения теплопередачи и исключения сопротивления зарастаемых каплеуловителей;

Снижен удельный расход пара на тонну упаренной воды с 0,62 до 0,33 т/т.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Выварочная соль получается в результате выпаривания искус­ственных или естественных рассолов, добываемых из недр земли. Такие рассолы отличаются сравнительно высокой концентрацией NaCl и малым содержанием примесей. Для получения выварочной соли непригодны рассолы любых поверхностных озер вследствие высокого содержания в них кальциевых солей и других примесей. Растворимость CaS04 в растворах поваренной соли больше, чем в воде. Максимум растворимости CaS04 и СаС03 в растворах NaCl соответствует концентрации приблизительно 2 моль NaCl в 1000 г воды80"81. Обычно рассол содержит (в г на 1 л):

NaCl.............................. 280-310 MgCl2 и MgS04 . . 0,2-4

CaS04............................ 5-6 СаС12............................ 0,2-0,8

Плотность рассола при 15° равна 1,19-1,20 г/см3. Высокое со­держание MgCl:2 в рапе не препятствует выварке из нее поварен­ной соли, так как последующая промывка соли позволяет снизить концентрацию MgCl2 в межкристальной жидкости и получить соль высокого качества (стр. 113).

При выпарке рассолов морского типа (являющихся концентра­тами морской воды) при температуре кипения под атмосферным давлением после достижения насыщения кристаллизуется NaCl. На рис. 8 доказана равновесная диаграмма растворимости при 100° в водной взаимной бйстеме

2NaCl + MgS04 - Na 2SQ4 + MgCl 2

Состоящей из главных компонентов морской воды. Фигуративная точка солевой массы жидкой фазы по мере кристаллизации NaCl движется из начального положения 1. В стабильной области кри­сталлизации выделяется около 70% NaCl, когда точка состава жидкой фазы достигает границы полей кристаллизации NaCl и левеита Na2S04 MgS04 2,5Н20 в точке 2. Однако при дальней­шем выпаривании вместо смеси галита и левеита продолжает кри­сталлизоваться один галит в метастабильной области (подобно тому, как это происходит и при солнечном испарении рассолов, ко­гда NaCl кристаллизуется в мета­стабильной области без астрахани - та Na2S04-MgS04-4H20 - см. рис. 83 на стр. 272). Примерный ход кристаллизации показан пунк­тирной линией. Задержка выделе­ния сульфатов вследствие достаточ­но большой стойкости метастабиль - ного состояния повышает общую степень извлечения NaCl при кипе - нии раствора до 91%. При выпари­вании же обессульфаченного кон­центрата морской можно вы­кристаллизовать до 96% поварен­ной соли82-85. Стабильные фазы выделяются лишь при добавке боль­шого количества затравки.

Выпаривание рассолов в заводских условиях осуществляют "либо в чренах, обогреваемых топочными газами, либо в вакуум - выпарных аппаратах, обогреваемых паром. На чренных установ­ках очистку рассола от примесей производят в процессе его упа­ривания. Соль получается в виде более крупных кристаллов, чем при вакуумной выпарке. Для выварки соли в вакуум-выпарных аппаратах в ряде случаев необходима предварительная очистка рассола от кальциевых и магниевых солей.

Температуры кипения рассолов морского типа различного со­става могут быть определены расчетным путем. О методе расчета см.75.

Это старый метод, который сохранился и до настоящего вре­мени. Имеются чренные солеварни (варницы), действующие с XVI в. (солеварни в районе Соликамска и др.)69. В США чрен - ную выварку соли осуществляют, например, на заводе в Манисти (штат Мичиган) производительностью более 1000 т! сутки 86>87. Рас­сол, подогретый с 10-15° до 60-70°, поступает в выпарной чрен,
представляющий собой открытый прямоугольный резервуар (ско­вороду), изготовленный из котельной стали толщиной 6-8 мм. Размеры его: длина 15-20 м, ширина 8-10 м, глубина 0,4-0,5 м.

В процессе выпарки в чрене поддерживают постоянный уро­вень рассола 18-20 см. При нагревании рассола в чрене до 80° из него выделяются сероводород и другие растворенные газы, а также выпадает сульфат кальция (рис. 9). По достижении температуры кипения (108°) происходит разложение бикарбоната кальция и

Образующийся СаС03 выделяется в Осадок; продолжается выпадение твер­дого CaS04. Твердые примеси уда­ляются специальными гребками через борт чрена. По достижении насыще­ния (через 6-8 ч) начинает кристал­лизоваться NaCl. Магнезиальные соли остаются в растворе, попадают в го­товую поваренную соль с маточным раствором, понижая ее качество. Для получения мелкокристаллической соли температуру рассола в процессе кри­сталлизации поддерживают в преде-

„---------- - 4 5 лах 90-100°. Для получения крупно-

МольС^о^атомольНА кристаллической соли температуру по­нижают (50-60°) и выгребают соль Рис. 9. Растворимость CaS04 1-2 раза в сутки.

В насыщенном растворе NaCl. Соль> кристаллизующаяся в про­цессе выпарки, механизированными гребками выгребается через наклонный борт чрена и отжи­мается на центрифугах (до влажности 3-5%) или высушивается в .

Температуру в топке под чреном поддерживают на уровне 1000-1200°; температура газов, уходящих из последнего газохода, 350-400°. При содержании в рассоле 24-25 % NaCl расходуется 0,45-0,5 т условного топлива на 1 т готовой соли; при понижении концентрации рассола до 15-16% NaCl расход топлива возрас­тает до 1,1 -1,2 т/т. Среднесуточный съем соли с 1 м 2 поверхности нагрева чрена составляет 80-100 кг при исходной концентрации рассола 300 г/л NaCl; при этом интенсивность испарения воды со­ставляет 11 -12 кг в 1 ч на 1 м2 поверхности нагрева чрена.

При интенсивном выпаривании раствора в чренах получается соль с размерами зерен 0,1-0,2 мм. При снижении температуры до 60° (для получения крупнозернистой соли) производительность чренов уменьшается почти в 10 раз по сравнению с производитель­ностью при интенсивном кипении. Однако более важным считают не интенсивность выпарки, а получение крупнозернистой соли, по­этому до сих пор пользуются чренным способом вываривания
соли, несмотря на его Примитивность. Крупнозернистую соль можно получить и при высокой температуре выпаривания рассола (90-95е), для этого необходимо добавить к нему поверхностно - активное вещество - мыла, жиры, спирты и др.88"89 (0,0002% ог веса получаемой соли). В качестве добавок предложены также такие, как бромистый цетилпиридин90 или 0,002% Мп в виде MnS04 и 0,001% смеси сексвиолеата сорбитана и монолаурата

Полиоксиэтилен-сорбитана91. Более экономичным является брике­тирование мелкокристаллической соли, полученной интенсивными методами выварки, с последующим дроблением брикетов до зерен требуемых размеров (стр. 91).

В зависимости от качества выпариваемых рассолов чрен оста­навливают на чистку через 7-12 дней. За это время в маточном растворе накапливается много примесей, а полотно чрена покры­вается накипью - плотной коркой солей (называемой в Сибири чренным камнем или ширеем, а в Украине омокой) толщиной 7-10 см, производительность чрена сильно понижается (иногда до 50%), и создается опасность его прогара, а расход топлива зна­чительно возрастает.

Накипь состоит из смеси кристаллов NaCl (86-90%), неболь­шого количества других растворимых солей и 5-8% нераствори­мых осадков, главным образом сульфата кальция. Коэффициент теплопроводности соляной накипи равен 2-2,5 ккал/ (м ■ ч град), Т. е. в 25-30 раз меньше, чем стали. Очистку от накипи можно производить механическими способами и размыванием ее струями

На рис. 10 показана схема осуществляемой на Усольском за­воде выварки соли в круглых чренах с механизированным удале­нием соли 88. Выгрузка соли со дна чрена в солесборники произво­дится при помощи скребков и проволочных щеток, укрепленных на мешалке, вращающейся со скоростью 2-3 об/мин. Отфугованную соль с 5-6% влаги направляют по транспортеру на склад или во вращающуюся барабанную сушилку. Выпарной чрен изготовляют из стальных листов толщиной 6-7 мм. Он имеет диаметр 10 м и высоту борта 0,5 м, сверху покрыт деревянным колпаком, снаб­женным двумя вытяжными трубами высотой 10 м для отвода пара и люками, служащими для наблюдения за работой мешалки и для ремонта чрена. Благодаря непрерывному удалению солей со дна чрена образование чренного камня происходит значительно мед­леннее, и длительность работы чрена между остановками для чистки достигает 30 суток, т. е. в 3 раза больше, чем при выварке соли в иемеханизированных чренах.