1.4. Промышленные подземные воды.

Освоение нетрадиционных видов полезных ископаемых - актуальнейшая задача современности. Промышленные подземные воды - это воды, из которых можно извлекать промышленно ценные компоненты; такие воды можно назвать жидкими рудами. В настоящее время из подземных вод извлекают большую часть мировых запасов брома и йода. Кроме того, из подземных вод можно извлекать каменную соль, соду, бор, литий, цезий, рубидий, стронций, радий и ряд других компонентов. Извлечение из подземных вод каменной соли известно еще с глубокой древности. В России соляные промыслы на подземных соляных водах и рассолах существовали уже в 12 в. Теперь имеются более дешевые источники соли, но зато из подземных вод научились извлекать другие полезные ископаемые. Целесообразность добычи зависит как от содержания компонентов в водах, так и от степени его практической значимости, обеспеченности запасами за счет других источников минерального сырья и сравнительной стоимости переработки. Большинство редких и рассеянных ценных элементов вообще очень редко образуют природные скопления, поэтому само присутствие их в водах может представлять практический интерес. В соответствии с всеобъемлющей вертикальной гидрогеохимической зональностью минерализация подземных вод с увеличением глубины залегания возрастает и достигает, как правило, сотен граммов на литр; одновременно растет и содержание растворенных микрокомпонентов [13].

Наибольшей способностью к накоплению и встречаемостью в подземных водах характеризуются из главных анионогенных элементов – хлор, из катионогенных – натрий, кальций, магний. Соответственно обогащенные химическими элементами воды являются почти без исключения хлоридными; подземные воды гидрокарбонатного и сульфатного состава в обычных условия промышленного значения не имеют, хотя из рапы поверхностных водоемов образуются залежи соды, мирабилита и другого промышленного сырья.

Главная особенность распространения в геологическом разрезе ценных на какие- либо компоненты подземных вод - их повсеместное распространение на той или иной глубине. При прочих равных условиях верхняя граница распространения промышленных вод чаще всего контролируется мощностью зоны интенсивного водообмена. Соответственно в условиях аридного климата присутствие рассолов в верхних горизонтах более вероятно, чем пресных и слабосоленых вод. Наоборот, в условиях увлажненного климата, особенно в горно-складчатых областях, а также на кристаллических щитах, сложенных инертными в химическом отношении породами, глубина залегания промышленных вод максимальна. Наиболее широко промышленные воды распространены в гидрогеологических кратогенах – в бассейнах пластовых вод платформ, а также передовых прогибов и межгорных впадин. Представлены они исключительно хлоридными солеными водами рассолами - натриевыми, кальциевыми, магниевыми или имеющими сложный катионный состав.

Количество извлекаемых и подземных вод элементов все еще не велико. В XIX в. в Италии начали получать из парогидротерм борную кислоту, а в начале XX в. привычной стала добыча йода и брома. Заметно изменилось положение во второй половине XX в., когда резко увеличилось количество используемых минеральных ресурсов. Промышленное использование большинства редких элементов началось всего несколько десятилетий назад: это новые технические материалы. До сих пор технология их получения даже из твердых полезных ископаемых находится на стадии становления [Коган, 1979].

Угроза истощения в обозримом будущем наиболее богатых и удобно расположенных твердых руд в развитых странах оказалась реальной. Это повлияло на формирование всеобщего мнения о подземных водах как о многоотраслевом источнике промышленного сырья, запасы которого очень велики, а способы добычи более привлекательны, чем трудоемкая разработка горных пород. Начинает широко внедряться добыча из вод калия, магния, стронция, бора, лития, рубидия, цезия. Менее определены перспективы многих других элементов, хотя целесообразность извлечения в благоприятных условиях таких, как свинец, медь или цинк, не вызывает сомнений. На оценке содержания в водах рудных и других компонентов основано проведение поисков месторождений полезных ископаемых.

Ценность промышленных вод заключается не только в больших запасах, широкой встречаемости и поликомпонентном составе. Весьма важно, что подземные воды можно добывать на огромных площадях одним водозабором и с глубин, доступных только скважинам. Их получение не сопровождается дорогостоящими и нежелательными в природоохранном отношении горными работами, как при разработке твердых полезных ископаемых. Особое преимущество перед последним состоит в возможности обогащения промышленных вод путем их испарительного концентрирования и в том, что воды как источник минерального сырья очень часто не требует специальной добычи; возможно использование техногенных вод. [13]

С развитием промышленности все более и более разнообразные и часто жесткие требования предъявляются для воды, используемой в промышленности. Так, для паровых котлов требуется мягкая вода, содержащая минимальное количество солей кальция и магния, превышение которого может привести к образованию накипи на стенках котлов, а также не содержащая излишнего количества соды, иначе происходит быстрое вспенивание воды; для охладительных установок требуется вода с постоянной температурой и т. д. В связи с этим все чаще становится вопрос поиска и разведки технических подземных вод с необходимыми физико-химическими параметрами [3].

Подземные воды используются также в сельском хозяйстве для полива пахотных земель, обогрева теплиц, водопоя скота и т.д. Наиболее остро вопрос об организации водопоя скота и получении воды для полива земель стоит для засушливых районов. Требования к качеству этой воды значительно менее жесткие, чем для питьевой. Эксплуатационные запасы солоноватой воды, используемой для сельскохозяйственного водоснабжения, во многих районах бывают большими, чем пресных вод, но и их поиски и разведка требуют постановки специальных поисково-разведочных работ [3].