Что такое минералы?

Более совершенной  является эксплуатация скважин с гидроврубом.

В этом случае вместе с водой в скважину нагнетают  воздух или нефть. Вначале поддерживают уровень воды на постоянной высоте 1—1,5 м от забоя. При этом растворение  идет только по окружности камеры, потолок  же предохраняется «от действия воды тонким слоем «нерастворителя» — воздуха или нефти. Образуется вруб — приблизительно плоская цилиндрическая камера высотой 1—1,5 м и диаметром 100 м и больше. (Более вероятно, что при выщелачивании гидровруба форма образующейся полости в соляной залежи соответствует форме гиперболоида вращения.) После этого воздух или нефть выдавливают на дневную поверхность, повышая уровень рассола, причем происходит интенсивное растворение потолка камеры. Осаждение пустой породы на растворяющейся поверхности при этом исключено, и использование запасов месторождения возрастает.

Наиболее прогрессивным  является ступенчатое выщелачивание, особенно для разработки пластов  соли, содержащих много нерастворимых  включений. В этом случае вначале  производят размыв не в форме вруба, т. е. плоской щели, а в форме конуса» обращенного вершиной вниз. Затем, периодически повышая уровень подвода воды и изменяя уровень отбора рассола, производят ступенчатое растворение соли, так что камера выщелачивания принимает форму, близкую к цилиндру, с основанием в виде воронки и сводчатой кровлей. Нерастворимые включения скапливаются в нижней части камеры. Степень использования пласта соли резко возрастает.

Питание пласта соли водой для его размыва  и откачку рассола производят и по разным скважинам — по одним  подают воду, по другим откачивают рассол. При такой групповой системе эксплуатации скважин коэффициент извлечения соли особенно возрастает при последовательной отработке запасов по падению пластов и при использовании провальных воронок, образовавшихся в результате выщелачивания. Это позволяет сократить число водоприемных скважин и значительно увеличить количество подаваемой воды.

Образующиеся  при подземном выщелачивании  пустоты могут явиться причиной обрушения кровли камер — опускания  и обвалов надсолевых пород. Поэтому метод извлечения солей может использоваться лишь при достаточной прочности покровных пластов.

После добычи соли методом подземного выщелачивания  в специально оборудованных цехах  происходи очистка рассолов в  специальном резервуаре от солей  кальция и магния. Таким способом производят лучшую пищевую соль «Экстра». На солевыварочных заводах он называется вакуумным способом. В упрощенном представлении он выглядит следующим образом: В толщу соли, залегающую под землей, через скважины нагнетают пресную воду. Соль растворяется в ней, и наверх насосы выкачивают уже рассол. Его сначала очищают, а затем направляют в камеры, где создается пониженное давление - вакуум. При давлении меньше атмосферного рассол начинает кипеть при более низких температурах, чем обычно, и активно испаряется. Кристаллики соли выпадают в осадок. Центрифугой их отделяют от жидкости. Производители получают соль очень тонкого помола. Специальными распылителями в нее, при необходимости, добавляют йод-составляющую, и антислеживающие компоненты.

Цвет соли сорта  экстра белый; для прочих сортов допускаются  оттенки сероватый, желтоватый и  др. Максимальное содержание Na2S04 в пересчете  на сухое вещество для сорта экстра 0,2%, для других сортов 0,5%.

Процесс выработки  вакуумной соли подразумевает высокоэффективное оборудование и оптимальность технологического процесса на всех его стадиях. Такая технология снижает производственные затраты и повышает экологическую безопасность производства.

Соль образуется также в бассейнах, они могут  быть двух типов - морские и континентальные. Формирование первых происходит в результате отшнуровывания от моря участков (лиманов, лагун, прибрежных озер и т.п.) с морской водой; в обстановке сухого и жаркого климата, ограниченного притока воды, компенсируемого испарением, они засолоняются, превращаясь в соляные и солеродные бассейны.

Континентальные бассейны (озера) появляются в котловинах с ограниченным стоком в областях сухого и жаркого климата; поступающие  в них подземные и поверхностные  воды выпариваются с осаждением растворенных в них солей.

По фазовому состоянию солей в бассейнах  различают рапные, сухие и подпесочные  озера. В рапных озерах поверхностная  рапа (рассол) сохраняется в течение  всего года, а в сухих - лишь во влажный период; в подпесочных  озерах поверхностная рапа отсутствует вообще: соляные отложения в них обычно перекрыты песчаными наносами.

В результате естественного  испарения под действием солнечного тепла летом или в результате охлаждения зимой на соленых озерах и лиманах происходит кристаллизация солей. Такая соль называются самосадочной. Исходным сырьем для производства соли, является рапа. Добыча самосадочной соли может производиться ручным и механическим способами. Ручной способ добычи соли требует тяжелого физического труда. Поэтому на крупных соляных промыслах при значительной толщине слоя соли пользуются исключительно механическими способами добычи соли: применяют скреперы, тракторные погрузчики, бульдозеры, одно- или многоковшовые экскаваторы, солесосы (солекомбайны). Солесосами пользуются при толщине слоя рапы не менее 0,5 м.

Солесос представляет собой центробежный насос с подвижной всасывающей трубой, на устье которой имеется резак-разрыхлитель с ножами. Разрыхлитель вращается со скоростью 36 об/мин. При этом он разрывает слабо спаянные в пласте кристаллы соли, получаются куски 5—35 мм, которые засасываются вместе с рапой солесосом. На грохоте, соль отделяется от рапы и ила, стекающих по лотку обратно в озеро. С помощью транспортера — бесконечной цепи с гребками — соль передвигается к краю грохота и ссыпается в кучу или на транспортное устройство.

Для всасывания кристаллов соли в трубу требуется  большая скорость движения рапы, при  которой кристаллы поддерживаются во взвешенном состоянии. Энергичное всасывание начинается при скорости около 2 м/сек.

Солекомбайны  монтируются на железнодорожных  платформах (сухопутные) и на понтонах (плавучие). Производительность солесоса составляет примерно 300 тонн соли в  час. Таким образом, солекомбайн  выполняет несколько операций: разрыхляет соляной пласт, всасывает образуемую при этом солепульпу, обезвоживает ее, дробит обезвоженную соль, неоднократно промывает ее рассолом с целью устранения нерастворимых примесей. В итоге соль доводится до требуемых стандартами и техническими условиями кондиций и из солекомбайна возможна отгрузка в ж/д вагоны.

На многих предприятиях использующих такой способ добычи, соль, поступающая с озера, доставляется на склады открытого хранения (бугры) там она находится несколько  месяцев, где естественным образом  с помощью осадков продолжается процесс очистки. Емкость таких бугров до 700 тыс. тонн, откуда соль, после предварительного дробления, выгружается на следующие производственные участки цеха переработки. Как правило, в крупных организациях это:

участок навала где производят отгрузку молотой и немолотой соли в крытые ж/д вагоны и полувагоны;

участок мягких контейнеров производит затаривание молотой и немолотой соли в одноразовые мягкие контейнеры массой до 1 т и погрузку их в ж/д полувагоны и автотранспорт;

участок затарки производит затаривание молотой и немолотой соли (в т.ч и йодированной) в полипропиленовые мешки массой 50 кг и дальнейшую их погрузку в ж/д вагоны и автотранспорт;

участок фасовки производит фасование сухой молотой нейодированной и йодированной соли в мелкую упаковку( пачки из полиэтилена по 1 кг., бумажные пакеты, солонки и баночки из ПЭТ);

участок технической соли производит отгрузку молотой и немолотой соли для промышленного протребления;

участок бальнеопродукции производит парфюмированную лечебную соль для ванн в различной упаковке.

Количество и  вид участков обработки соли зависит  от технологического процесса, ассортимента продукции представленного на том  или ином предприятии. Особенность  данного способа переработки  заключается в том, что практически  весь процесс осуществляют комбайны. Получаемый сорт зависит от качества соли разрабатываемого месторождения, это может быть соль как высшего сорта, 1-го сорта так и техническая. Однако производство такой соли носит сезонный характер (рапы смерзаются при температуре -8 °C).

При незначительной толщине слоя рапы, а особенно при  эксплуатации сухих озер, для сбора  новосадки пользуются скреперы с  лебедками. Экскаваторы применяются  для сбора выломанной соли при  толщине пласта не меньше 0,5 м, когда  ковш экскаватора не захватывает вместе с солью подстилающий слой ила.

Также одним  из способов добычи соли является способ добычи соли из рапы соляных озер и  лиманов с помощью бассейнов, в которых происходит естественное испарение или охлаждение рапы и  кристаллизация (садка) солей. Такой способ называют бассейным. В качестве бассейнов могут быть использованы также находящиеся близ озера естественные впадины. Грунт, в котором находится бассейн, должен обладать очень малой фильтрующей способностью, чтобы рассол не разбавлялся грунтовыми водами и не просачивался в почву.

Для механизированного  сбора соли с применением бульдозеров, скреперов и других машин необходимо, чтобы слой соли имел большую толщину, что при бассейном получении  поваренной соли практически невозможно осуществить, так как для интенсивного испарения слой рапы в бассейне должен быть небольшим.

Размеры бассейнов  выбирают соответственно величине промысла с учетом местных климатических, почвенных условий, состава и  концентрации рапы. При ручной ломке  соли площадь, отводимая под садку соли, разбивается на много небольших бассейнов (1—4 га), имеющих форму прямоугольника. В бассейнах больших размеров ветер развивает волны, обнажает слой соли, что вызывает неравномерную садку. При механизированной ломке соли перемычки между бассейнами мешают работе механизмов, следовательно, садочные бассейны должны иметь большие размеры.

Подготовка садочной рапы заключается в последовательном повышении концентрации исходных рассолов до состояния, близкого к началу садки  соли, которое наступает при плотности рапы 1,2 – 1,22 т/м³. Этот процесс осуществляется в подготовительных бассейнах, в них же происходит отделение (выпадение в осадок) карбонатов кальция и магния, гипса, а также возможные примеси илов и песка. При этом применяются статическая и/или динамическая система подготовки садочной рапы. Перекачка рапы из бассейна в бассейн производится рапокачкой (насосами) по желобам и канавам. Подготовительные (отстойные) и запасные бассейны вместе занимают приблизительно такую же площадь, как и садочные.

Дальнейшее концентрирование садочной рапы осуществляется в садочных бассейнах, куда подготовленный рассол заливается определенным слоем. Во время испарения рапы в садочных бассейнах концентрация рапы возрастает до 1,24 – 1,255 т/м³ при этом в осадок выделяется поваренная соль. Выход соли составляет не менее 75% от ее количества в подготовленной садочной рапе. При достижении соляного пласта не менее 40-50 мм рапа, из которой выделился хлористый натрий (маточная рапа), сбрасывается через шлюзы из садочного бассейна.

Маточная рапа содержит ценные компоненты, поэтому  идет на дальнейшую переработку по системе комплексной переработки  рассолов принятых на предприятиях. Уборка соли осуществляется солеуборочными комбайнами (или вручную). Транспортирование  ее к месту складирования с помощью системы передвижных конвейеров (или при помощи автотранспорта).

Складирование соли осуществляется на открытых площадках  вдоль садочных бассейнов. Разработка соли, сложенной в бурт (имеющий  трапециевидную форму) осуществляется экскаватором. Естественная убыль при хранении соли под открытым небом при воздействии атмосферных осадков достигает 8,6%. При этом происходит естественное стекание остатков маточных рассолов и промывка соли только атмосферными осадками.

Важнейшим фактором, определяющим продуктивность бассейного промысла, является испаряемость рапы. Рапа испаряется медленнее, чем вода, так как давление водяного пара над рассолом меньше, чем над водой. Отношение высоты слоя испарившейся рапы к высоте слоя воды, испарившейся в тех же условиях, называется коэффициентом испаряемости рапы. Чем выше коэффициент, тем больше продуктивность бассейна. Величина коэффициента испаряемости, очевидно, всегда меньше единицы; она зависит от состава и концентрации рапы, а также от климата и погоды и может быть различной для одной и той же рапы, испаряющейся в разных условиях, например при разной влажности воздуха. Коэффициент испаряемости может быть и отрицательной величиной, что соответствует поглощению рапой влаги из воздуха.

Испарение рапы и садка соли замедляются выпадением атмосферных осадков. Среднегодовое количество осадков сильно колеблется для различных, даже сравнительно близких, районов (например, в районе Геническа — 328,8 мм вод. ст., а в районе Керчи — 439,1 мм вод. ст.).

Бассейны используются не только для испарительной садки солей в летнее время, но и для зимней садки. При понижении температуры рапы происходит вымораживание солей. Так, при охлаждении концентрированных растворов NaCl из них при температурах ниже +0,15° кристаллизуется дигидрат хлорида натрия NaCl над поверхностью озера, а при охлаждении сульфатных растворов — мирабилит Na₂S0₄·10H₂O.

Соли, добываемые бассейным способом, более чисты, чем извлекаемые из донных отложений  озер, так как содержат значительно  меньше ила и других механических примесей. Однако существенным недостатком бассейного способа, так же как и добычи самосадочной соли, является сезонность и зависимость от климатических явлений.

По своему химическому  составу поваренная соль, добытая  таким способом, обычно соответствует пищевым стандартам, несоответствие только по влажности и классу помола, не проходит никакой термической обработки, и является «живой солью», обогащенной всеми микро и макро элементами мирового океана.