Меню Рубрики

Получение воды из соленой воды

Добывание питьевой воды на необитаемом острове дело нелегкое, но вполне осуществимое

Если вы оказались на необитаемом острове, то обладая некоторой сообразительностью и ёмкостью, сделанной из листьев или впалых плодов, у вас есть хорошие шансы добыть пресную воду и остаться в живых в течение многих дней. Чтобы превратить соленую воду в питьевую или пресную, нужно опираться на принципы природы. Во время испарения морской воды чистая вода собирается, а соль остаётся. Следующий процесс основан на методе солнечного опреснителя для сбора воды для питья в чрезвычайной ситуации.

1. Выкопайте яму для сбора воды. Яма должна составлять по крайней мере 1 метр в глубину и быть достаточно широкой для того, чтобы вы смогли дотянуться рукой до дна. Как только вы приблизитесь к 1 метру, вы должны увидеть очень влажный песок или лужицу из воды. Не торопитесь, так как вы ограничены в воде, а напряжения вызовет жажду раньше времени.

2. Поместите ёмкость в центр отверстия. Ёмкостью может быть выдолбленный кокосовый орех, плоды или крупные листья. Если на острове имеется достаточно растительности, то вы можете добавить её в яму вокруг ёмкости. Вода из растительности будет испаряться и накапливаться в сосуде.

3. Накройте отверстие и пригните покрытие. Поместите большой лист (например, от пальмы) на яму и полностью закройте её насколько это возможно. Закрепите внешние края листа камнями. Поместите несколько камешков в центре крышки для создания небольшого углубления над ёмкостью. Это направит воду в сосуд. В течение дня и ночи роса и конденсат будут собираться на самодельном покрытии и стекать внутрь сосуда.

4. Периодически извлекайте ёмкость из ямы, чтобы пить воду или наполнить другие ёмкости для последующего использования. Поместите судно обратно в отверстие, чтобы продолжать накапливать воду. Вода будет безопасна для питья. Никакой очистки не требуется.

В будущее путешествие берите с собой лист полиэтилена. Пластик обеспечивает большую воздухонепроницаемость покрова, и вода будет собираться быстрее.

источник

Люди давно придумали, как опреснить морскую воду в отсутствие доступа к пригодной для питья, ведь питьевая влага — основа существования живого организма.

Сегодня получить из морской воды опреснённую можно разными способами и в разных условиях — промышленных, домашних и даже экстремальных. Такие навыки позволят утолить муки жажды, когда пресная питьевая вода недосягаема по какой-то причине.

В некоторых регионах планеты дефицит пресной воды наиболее ощутим — обычно это засушливые ландшафты. В такой местности применяют промышленное опреснение.

В домашних условиях производить из соленой воды опреснённую заставляют тяжёлые бытовые условия, временные или постоянные, когда население испытывает острейшую нехватку пригодной для питья влаги.

Навыки, как сделать питьевую воду, имея только морскую, не единожды спасали жизнь в условиях природных катаклизмов, потерявшимся в море рыбакам, а также экстремальным путешественникам.

  • Методы промышленного опреснения — химический с помощью реагентов, промышленная перегонка в дистилляторе, ионный с помощью установки и ионита, обратный осмос через мембранные фильтры, электродиализ и промышленное вымораживание;
  • Методы домашнего опреснения — дистилляция и частичная заморозка;
  • Методы экстремального опреснения — сбор конденсата с помощью огня или солнца, а также растопка пресного льда.

Способы опреснения в промышленных масштабах не наша тема, а вот варианты, как дома или на природе получить вполне пригодную для питья влагу, опишем подробнее — они могут оказаться полезными.

Дома всегда есть источник огня или тепла, посуда и приспособления, которые пригодятся для превращения морской воды в опреснённый дистиллят, в крайнем случае имеется морозилка.

Лучше всего перегоняет морскую воду в дистиллят бытовой самогонный аппарат, если имеется источник огня, но сработает и сделанный на скорую руку его аналог. Задача такая:

  • заставить морскую воду обильно испаряться от нагрева;
  • отводить собранный конденсат;
  • охлаждая капли пара, собирать их в отдельную ёмкость.

В качестве заменителя самогонного змеевика подойдёт любая посуда, которую можно поставить на огонь. В нее вливается морская жидкость, затем посудина накрывается крышкой с отверстием, в которое вставлена отводящая пар трубочка. Осталось на трубочку надеть пластиковый шланг, его кончик опустить в ту ёмкость, где будет скапливаться пресная водичка, а его накрыть мокрой тряпкой, чтобы пар скорее охлаждался.

Иногда при бедствии в уцелевшем жилье нет ни воды, ни газа, ни электроэнергии, но есть какая-то непригодная к питью вода. В таком случае есть 2 варианта не умереть от жажды.

  • Исходная жидкость наливается в пластиковую бутылку.
  • Её уровень должен быть таким, чтобы он не доходил до горлышка бутылки, если её положить плашмя.
  • Горлышко бутылки с исходной жидкостью соединяется с горлышком пустой бутылки с помощью скотча.
  • Конструкция помещается плашмя в самое тёплое место, какое найдётся в доме — к примеру, батарея или залитый солнцем подоконник.
  • Под пустую бутылку подкладывается любой предмет, чтобы она была немного выше, чем бутыль с жидкостью.
  • Вскоре наверху пустой бутыли будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.
  • Останется разрезать скотч и разъединить ёмкости — в пустой окажется пригодная к питью вода.
  • Нам понадобится небольшой таз с высокими стенками.
  • По центру ставится небольшая емкость (подойдет простой стакан).
  • В таз наливается вода для опреснения, ее уровень должен быть ниже уровня стакана.
  • Сверху таза натягивается полиэтилен либо целлофановая плёнка.
  • На плёнку, прямо над стаканом, кладется небольшой груз.
  • Конструкция перемещается поближе к источнику тепла.
  • Вскоре на пленке будут скапливаться капли испаряемого конденсата и стекать вниз.

Останется снять целлофан с таза — в стакане окажется пригодная к питью вода.

Обратите внимание! Эти способы замечательно работают и в природных условиях.

Третий вариант добыть питьевую воду — это частичное замораживание в морозильной камере.

  • Налейте в широкую ёмкость морскую водичку.
  • Поместите в морозилку.
  • Периодически следите за процессом заморозки.
  • Как только появился тонкий слой льда — аккуратно его соберите, это и будет пресная вода.
  • Снимайте всякий раз только небольшой слой льда — его кристаллы почти не содержат соли.

Обратите внимание! Полностью замороженная морская вода даст солёный лёд.

Разжиться питьевой водой, имея в обилии морскую, в экстремальной обстановке, когда до естественного пресного источника километры, — это вопрос выживания.

Самый быстрый вариант — это соорудить на костре примитивный дистиллятор.

  • Для этого на огонь ставится наполненная морской водой ёмкость и сверху накрывается крышкой.
  • Желательно проделать в крышке отверстие и вставить туда отводящую пар трубочку.
  • Если отверстия нет и пробить его нечем, значит трубочка просто зажимается крышкой.
  • Другой кончик трубочки, по которой будут стекать капли конденсата, необходимо опустить в чистую посудину.
  • Чтобы отход пара ускорить, трубочка накрывается мокрой тканью или постоянно поливается холодной морской водой.
  • В отсутствие крышки из посуды сооружается «крыша» под наклоном из металла, к самому низкому краю подставляется чистая посудина, куда будет стекать дистиллят.

Если дело происходит в летнюю жару — есть очень простой вариант опреснить воду, но по времени он не будет такой быстрый, как с помощью огня. Для этого понадобится всего одна ёмкость, плёнка и вырытая яма.

  • Нужно вырыть ямку чуть глубже, чем высота вашей ёмкости.
  • Дно ямы обильно поливается морской водой.
  • В центр углубления ставится пустая ёмкость.
  • Яма полностью накрывается плёнкой, а её края плотно фиксируются песком, галькой, землёй.
  • На центр плёнки, прямо над посудиной, кладётся груз — камешек, палочка, ком почвы или пригоршня песка, чтобы покрытие стало вогнутым.
  • Вода, испаряясь, начнёт оседать на крыше из плёнки и по наклонной стекать прямиком в размещенную ёмкость.
  • На жаре за пару часов в посудине соберется достаточно воды, чтобы напиться.

Обратите внимание! Конденсат абсолютно лишён солей, поэтому чтобы быстрей утолить жажду, опытные экстремалы советуют добавить немного морской воды.

Еще один способ опреснения — замораживание, годится для суровых зимних условий. Его алгоритм аналогичен домашней заморозке, только в качестве морозильника здесь выступит уличный мороз. Нужно зачерпнуть морскую воду и подождать появления на поверхности кристаллов льда — они на вкус будут пресными, и такой водой вполне можно напиться.

источник

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Жизнь может преподносить немало сюрпризов. И не всегда приятных. Надеемся, вам не придётся застрять на необитаемом острове или посреди африканской пустыни без доступа к питьевой воде. Но, всё же, советуем узнать, как опреснить морскую воду с помощью подручных средств. Вдруг пригодится?

Метод, описанный ниже, пользуется большой популярностью среди поклонников лайфхаков для выживания. И не зря: процесс прост, требует не так много «инвентаря» и относительно немного времени. Если начать процесс дистилляции на рассвете, уже к полудню морская вода станет пригодной для питья.

Чтобы опреснить морскую воду и сделать её питьевой, вам понадобятся:

1. Ведро, миска или кастрюля;
2. Тёмная ёмкость (чёрный цвет эффективнее притягивает солнечное тепло и нагревается);
3. Стакан или пластиковая бутылка без горла;
4. Плёнка, полиэтиленовый пакет или крышка;
5. Солнечный свет

В большую миску или ведро поместите тёмную ёмкость.

В середину конструкции поставьте стакан или пластиковую бутылку со срезанным горлом.

Чёрную ёмкость наполните морской водой. Следите, чтобы она не попала в стакан посередине.

Накройте всю конструкцию плёнкой или плотной крышкой. Герметичность – наше всё. Если используете плёнку, по центру, прямо над стаканом для опреснённой воды, положите камень или другой грузик.

Оставляйте ваш дистилляционный аппарат на солнце и ждите. За 8-10 часов под плёнкой в условиях искусственной «жары» морская вода будет испаряться, превращаться в конденсат и в виде пресных «осадков» выпадать прямо в стакан.

А на случай экстренных ситуаций также советуем узнать, как сделать портативный фильтр для очистки воды , который можно взять в поход или путешествие.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

источник

Введение.

Летом мы с родителями ездили купаться на соленый источник, и я заметила, что вода там отличается от воды в реке и плавать там на много легче. Зато на вкус эта вода соленая как в море. Кстати плавать я научилась тоже, когда была на море. Это наблюдение позволило мне провести ряд исследований.

Я сформулировала цель: изучить, как изменяются свойства воды в зависимости от её солености.

Для достижения этой цели, я решала следующие задачи:

Провести сравнительный анализ пресной и соленой воды;

Выяснить, как соль изменяет свойства воды;

Узнать, почему в морской воде плавать легче.

Изучить, почему в морях вода соленая.

Выяснить, где можно использовать соль.

Предметом исследования стала соленая вода.

Объектом – свойства соленой воды.

Я предположила, что свойства соленой и пресной воды будут значительно отличаться. Это стало гипотезой моей работы.

Глава 1. Сравнительный анализ пресной и соленой воды.

Изучив материал по данной теме, я решила провести следующие опыты.

Для начала я получила маленькое домашнее море. Налив в миску воды я добавила в неё соль. Я добавляла соль столовой ложкой и заметила, что сначала соль растворяется хорошо и быстро, но чем больше я добавляла соли, тем хуже она растворялась и вскоре не стала растворяться совсем.

Опыт 1. Определение скорости закипания воды в зависимости от её солености.

Мы поставила на огонь две одинаковые кастрюльки, добавили в одну из них пресную воду, а в другую, соленую воду из «моего моря». Через некоторое время заметили, что быстрее закипает пресная вода.

Рис. 1 Сравнение скорости закипания пресной и соленой воды.

Это объясняется тем, что для нагрева соленой воды до температуры кипения потребуется больше тепла, чем для чистой воды. Быстрее закипит пресная вода. Таким образом, мы видим, что соль изменила свойства воды.

Опыт 2. Определение зависимости скорости приготовления пищи от солености.

Я поместила в обе кастрюли по маленькой картофелине и обнаружила, что в соленой воде картофель сварился быстрее.

Рис. 2 Влияние солености на скорость приготовление пищи.

Это объясняется тем, что соленая вода обеспечивает более высокую температуру, за счет этого быстрее готовится пища.

Опыт 3. Определение скорости замерзания воды в зависимости от её солености.

В два пластиковых стакана мы налили воду (пресную и соленую). Оба стакана поместили в морозильную камеру, проводили наблюдения. В результате установили, что соленая вода застывает дольше.

Рис.3 Определение скорости замерзания воды в зависимости от её солености.

Еще одна интересная особенность связана с таянием льда из пресной и соленой воды.

Замороженные стаканчики мы поместили в одинаковые условия для размораживания, и оказалось, что соленый лед растаял быстрее.

Рис.4 Определение скорости таяния льда из пресной и соленой воды.

Соль — снижает температуру замерзания воды, мешая её молекулам соединяться и образовывать кристаллы льда. Всем известно, что пресная вода замерзает при 0, а морская вода при -2 градусах Цельсия.

Думаю, что все видели – в гололед посыпают дорогу солью и лед тает даже при отрицательной температуре. Это происходит по тому, что в получившейся смеси соли и льда, лед начинает плавиться, а температура замерзания этой смеси гораздо ниже.

Опыт 4. Получение пресной воды из соленой.

Нальем в небольшой тазик немного воды и растворим в ней несколько ложек соли. На дно поставим чашку, сверху натянем пленку, а на пленку положим камешек, так, чтобы получилось небольшое углубление, но пленка не касалась чашки. Поставим это приспособление на солнце.

Рис. 5 Получение пресной воды из соленой.

Вода в тазике начнет нагреваться и испаряться. Однако пленка будет задерживать ее, и чистая питьевая вода по капелькам осядет в чашку. Соль не испаряется – она так и остается на дне тазика.

Глава 2. Почему вода в морях соленая.

В одной норвежской сказке рассказывается о том, что однажды моряк украл волшебную мельницу, которая могла намолоть все, что пожелаешь. Он взял ее в море на свой корабль и потребовал от мельницы намолоть соли.Когда соли было достаточно, он приказал мельнице остановиться, но не знал волшебных слов. Вскоре соли стало так много, что корабль и мельница опустились на дно моря, а мельница все продолжала молоть соль. Она продолжает молоть ее до сих пор, поэтому море такое соленое…

Хорошо, если бы соленость морской воды объяснялась бы так просто, как в этой норвежской сказке.Но у ученых до сих пор нет единого мнения, почему, же вода в морях и океанах соленая.

Ученые предполагают, что миллионы лет назад, вся вода на нашей планете была пресная, так как она образовалась из пара. Почему же сейчас вода в морях соленая?

Оказывается капельки воды, когда бегут к морю вымывают соль из горных пород и несут её в моря. Реки стремятся к морю, так как уровень морей и океанов всегда ниже уровня суши. И путь воды всегда идет под уклон. И подземные ручьи тоже несут соли, которые вымывают из почвы.

Мы проделали следующий эксперимент: взяли кусочек глины, добавила в него немного земли и песка, а так же порошок пищевого красителя. Слепили из этой массы небольшую чашечку, налили туда немного воды.

Рис. 6 Опыт показывающий как вода вымывает из почвы минералы.

Так и морская вода, как гигантские чаши, заполняет огромные углубления и впадины в земле. Потом осторожно покачали чашку, как будто море разволновалось. И увидели, что на дне чашки появилась грязь и песок, а вода стала синей.

Это вода вымывает со стенок и со дна чашки грязь, песок и синий краситель. Таким же образом различные вещества попадают в морскую воду со дна и берегов морей.

Глава 3. Почему в морской воде легче плавать.

Вернемся к моему наблюдению о том, что плавать легче в морской воде. Попробуем доказать это экспериментально. В два стакана наливаем пресную и соленую воду, опускаем вареное яйцо. В пресной воде оно опускается на дно, а в соленой всплывает. Попробуем переложить яйца, результат тот же самый.

Рис 7. Способность соленой воды удерживать предметы.

Соль повышает плотность воды. Чем больше соли в воде, тем сложнее в ней утонуть. В знаменитом Мёртвом море вода настолько солёная, что человек без всяких усилий может лежать на её поверхности, не боясь утонуть.

Глава 4. Использование морской соли.

Целебная сила моря известна с глубокой древности. Еще Гиппократ в 4 веке до н.э. говорил о лечебных свойствах морской воды. Соленая вода улучшает эластичность кожи, обладает антисептическим, противовоспалительным и болеутоляющим свойством, снимает стрессы и повышает жизненный тонус. Благотворно влияет на сердечнососудистую систему, помогает при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, радикулитах, полиартритах, улучшает обменные процессы в организме.

В морской соли содержится огромное количество необходимых для здоровья микроэлементов.

Калий и натрий участвуют в регулировании питания и очистки клетки.

Кальций принимает участие в свертывании крови, формирует клеточные оболочки.

Магний антистрессовый минерал, обладает антиаллергическим действием, недостаток магния ускоряет процесс старения.

Бром успокаивает нервную систему.

Йод регулирует гормональный обмен.

Читайте также:  Замужняя женщина это мисс или мисс

Хлор участвует в образовании желудочного сока и плазмы крови.

Марганец участвует в формировании костной ткани и укрепляет иммунную систему.

Цинк участвует в формировании иммунитета.

Железо участвует в транспортировке кислорода и процессе образования эритроцитов.

Селен предотвращает онкологические заболевания.

Медь препятствует развитию анемии.

Кремний придает эластичность сосудам и укрепляет ткани.

Без соли наша пища пресная и невкусная. Хотя соль и нужна нам в небольшом количестве, но и без неё невозможно нормальное функционирование нашего организма.

В древность соль очень ценилась, а в средние века цена соли была настолько высока, что она играла роль денег. Налоги уплачивались не только хлебом, яйцами, курами, поросятами, но также и солью. Торговые сборы уплачивали солью и перцем, который привозился с Востока и тоже был в большой цене. Наемным дружинникам не всегда выплачивали жалованье металлическими деньгами. Бывали случаи, что рыцари-крестоносцы получали вместо денег плату солью и перцем.

Глава 5. Соль в изобразительном искусстве.

Помимо всего перечисленного, соль имеет еще одно интересное применение. Из соли можно приготовить тесто для лепки. В настоящее время существует целое направление рукоделия – биокерамика, или иначе, лепка из соленого теста. Я нашла и попробовала несколько рецептов соленого теста и выбрала самый лучший. Вот лучшие рецепты соленого теста для лепки декоративных изделий:

Рецепт 1.

200 г муки, 200 г соли 125 мл воды.

Рецепт 2.

Нежное соленое тесто для филигранной обработки (небольшие детали и изделия до 300-400 г): 200 г муки, 200 г соли, 100 г картофельного крахмала, 150 мл воды.

Рецепт 3.

Твердое соленое тесто для грубых фигурок:

200 г муки, 400 г соли, 125 мл воды

Рецепт 4.

1) 150 гр воды + 1 ст.л. обойного простого клея смешать, дать клею хорошенько раствориться;

2) 200 гр муки + 200 гр тонкой соли + 2 ст.л.(с верхом) картофельного крахмала смешать отдельно;

3) все соединить + 2 ст.л. раст. масла.

Рецепт 7.

Для больших моделей ( вроде тарелок или керамических плиток):

200 гр муки, 400 гр соли, 125 мл воды, 2 ложки обойного клея

Рецепт 8.

Для особо прочных изделий.

САМЫЙ ЛУЧШИЙ РЕЦЕПТ. С изделием не будет никаких проблем вообще! Это рецепт мастера с Арбата (подробностей к сожалению не знаю).

Вместо воды и клея добавить бустилат (он жидкий).1 чашка мелкой соли, 1 чашка муки — перемешать. Добавлять бустилат, пока не вымесится тесто! Никакой воды и никакого добавления муки в процессе вымешивания!

С применением бустилата, игрушки не сыреют, не деформируются при обжиге, не разбиваются при падении — становятся каменными! Сушить на очень маленьком огне в полуоткрытой духовке.

Выводы.

Соль значительно изменяет свойства воды, так:

Пресная вода закипает быстрее, зато в соленой воде пища готовится быстрее;

Пресная вода замерзает быстрее и образует прочный лёд, соль же мешает замерзать воде, лёд из соленой воды рыхлый и быстро тает;

Плотность соленой воды выше, поэтому она легко удерживает предметы.

Из соленой воды можно получить пресную, нагревая её, и конденсируя пар, мы получим пресную воду, а соль останется в осадке.

Вымывая из почвы минералы, вода становится соленой, но это лишь одна из гипотез, которую я смогла доказать.

Солёная морская вода обладает целебными свойствами.

Соль издавна ценилась людьми, и, даже, в одно время заменяла людям деньги.

В настоящее время существует целое направление рукоделия – биокерамика, или иначе, лепка из соленого теста.

Без соли что без воли: жизни не проживешь!

Литература.

1. Детский журнал. Истории об окружающем мире для детей. Приключения Капельки. Редактор Ю.А.Майоров. №8 2010.

2. Журнал. Планета Земля. № 3 2008. Статья. Соленость моря. Что это такое? Доктор географических наук Д.Я.Фащук.

3. Журнал. Мир вокруг нас. № 5 2006. Статья. Удивительные свойства воды. В.Головнер, М.Аромштам.

4. Толковый словарь русского языка/ Сост.М.С. Лапатухин, Е.В.Скорлуповская, Г.П.Снетова; Под ред. Ф.П.Филина. – М.: Просвещение, 1997.

5. Энциклопедия для любознательных. Отчего и почему? Редактор Т.Фролова. М.: Махаон, 2008.

6. Почемучка 2009.Познавательные опыты для детей.

7. Сборник. Сказки народов мира. 1988. Норвежская сказка. Почему вода в море соленая?

8. Сборник стихов. Море. Стих. Почему вода в море соленая?

9.Журнал. Вокруг света. №7 1999. Статья. Почему вода в море соленая – две гипотезы.

10.Журнал. Вокруг света. №3 1997. Статья. Соленая и пресная вода.

11. Газета. Здоровый образ жизни. №4 2010. Полезные свойства соленой воды.

Приложение I. Использование соли в косметологии.

Маски для лица на основе соляных кристаллов.

Если на лице в виде снижения упругости тканей и ухудшения цвета лица появились следы недосыпа, постоянных стрессов и загазованности окружающей среды, может помочь маска на основе морской соли, подобранная по типу кожи. Подобный метод ухода поможет избавиться от отечности за счет выведения лишней жидкости, укрепит овал лица и разгладит мелкие морщинки, ускорив выработку коллагена. Рецепт зависит от типа эпидермиса и его текущего состояния. Особенность масок в том, что соль должна полностью раствориться в контактной среде до нанесения на лицо.

Для увядающей кожи идеально подойдет соляная маска с медом или жирными сливками. Она напитает и увлажнит ткани, восстановит утраченную упругость, разгладит складочки. Если добавить немного масла лаванды или розы, состав успокоит кожный покров.

Для жирной и проблемной кожи лучше всего использовать содовую маску с морской солью. Продукт обладает очищающим и противовоспалительным эффектом, борется с раздражениями и частыми высыпаниями.

Для ухода за нормальной и сухой кожей нужно растворить морскую соль в растительном масле. Такая нехитрая смесь восстановит водный баланс, избавит от шелушения и зуда. Многокомпонентные соляные маски эффективно борются с большинством кожных дефектов. Они помогут избавиться от комедонов, угревой болезни, склонности к воспалениям и снижению тонуса тканей. Частота применения продуктов зависит от особенностей кожи и личных предпочтений. В среднем манипуляции осуществляются 1-2 раза в неделю.

Приложение II. Очищение кожи с помощью соляных скрабов.

Практически все женщины регулярно используют скраб для лица. Морская соль и здесь может пригодиться.

Вместо того чтобы очищать кожу сомнительной химией, лучше попробовать один из простых, но эффективных составов на основе соли. Предварительно измельченный компонент можно просто добавить в любимую пенку или гель для умывания. Еще лучше – самостоятельно приготовить состав на основе кефира, молока, измельченного фрукта или травяного отвара.

Применение подобного скраба позволяет мягко отполировать кожу, снять ороговевшие чешуйки, напитать ткани, придать им мягкость. Регулярное очищение натуральными продуктами снижает риск появления угрей, комедонов, раздражений и воспалений. В результате насыщения эпидермиса витаминами и минералами происходит нормализация цвета лица.

Скрабы можно применять ежедневно, особенно если они обеспечивают желаемый результат. Часто менять привычные составы не стоит, это может привести к снижению их эффективности.

Приложение III. Морская соль как средство для умывания.

Очень часто женщины сталкиваются с проблемой подбора качественного средства для обычного ежедневного умывания. Простая вода не обеспечивает нужной степени очищения, мыло сушит кожу, пенки и гели оставляют чувство стянутости. Если есть подобная сложность, стоит попробовать соляное жидкое мыло.

Процесс приготовления состава очень прост. На крупной терке натирается кусок любого косметического мыла и растворяется на слабом огне. В состав вводят немного буры (ее покупают в аптеке), пару столовых ложек морской соли, несколько капель любимого эфирного масла. Все взбивают миксером – средство готово.

Умывание подобным продуктом проводится по типу использования пенки, но без последствий в виде зуда, стянутости и сухости.

Морская соль в домашней косметологии незаменима. Любой продукт на ее основе обеспечивает положительный результат уже после первого применения.

Приложение IV. Биокерамика.

Биокерамика – второе название разнообразных поделок из соленого теста. Почему «био»? Потому что в состав смеси входят только натуральные вещества. Этот вид творчества относится к простым и сравнительно недорогим видам домашнего ремесла.

Инструменты и материалы для биокерамики

Чтобы придать биомассе фактурности, можно использовать не только стеки для работы с пластилином или полимерной глиной, но и многие приборы из кухонной утвари (вилку, нож, чесночницу), а также трубочки разных диаметров. Раскатывать соленое тесто лучше пластиковой скалкой, валиком или бутылкой.

Окрашивание

Вся прелесть биокерамики в том, что в результате термообработки тесто приобретает приятные теплые оттенки. Поэтому чаще изделия не окрашивают, они остаются в первозданном виде. При желании, после застывания поверхности, ее можно декорировать акрилом или масляными красками, тканью, бусинами. Чтобы придать тесту равномерный пастельный оттенок, в него добавляют анилиновые красители еще на стадии замеса. Для защиты от влаги поделки лакируют.

Рецепт биомассы из соленого теста:

• 2 ст. муки;• стакан соли;• стакан теплой воды;• 1 ст. ложка растительного масла;• пищевой краситель (по желанию).В большой миске тщательно смешайте соль и муку. Соль делает массу более крепкой, защищает изделия от грызунов, а также играет роль естественного антисептика. Медленно добавьте воду в сухие ингредиенты и перемешайте до получения однородной массы. Чем больше времени вы будете вымешивать тесто, тем меньше пузырьков воздуха будет в нем, и тем лучше оно получится.

Биокерамика: особенности материала

Биомасса не должна быть слишком сухой или влажной. Чтобы проверить ее, сформируйте небольшой шарик. Если он разрушается, добавьте небольшое количество муки. После замеса тесто для биокерамики в полиэтиленовом пакете оставьте на 15 — 30 минут в прохладном месте. Готовые изделия выстаиваются в сухом помещении в течение 24 — 48 часов или запекаются 45-60 минут в духовом шкафу при температуре 40-50°C. Чем толще изделие, которое мы лепим из соленого теста, тем больше времени понадобится на то, чтобы его высушить. Если значение температуры духовки установить слишком высоко, то, естественно, биомасса высохнет гораздо быстрее, но при этом она может деформироваться или даже обуглиться. В холодильнике упакованное в герметичный контейнер соленое тесто может храниться до недели. Следует учесть, что при хранении биомасса приобретает несколько синеватый оттенок. Поэтому «на потом» можно оставить только то тесто, которое планируется вскрывать краской.

источник

Одной важнейших проблем современного мира является дефицит питьевой воды. Вопрос ее недостачи актуален практически для всех стран и континентов. Суть задачи состоит не в добыче или доставке пресной воды, а ее производстве из соленой (https://reactor.space/government/desalination/) .

Если вода содержит в себе до одного грамма соли на литр, она уже пригодна для употребления в ограниченном количестве. Однако если этот показатель приближается к соотношению десять грамм на один литр, такую жидкость уже нельзя пить. Есть также ряд ограничений для питьевой воды относительно содержания в ней микроорганизмов и органических компонентов. Таким образом получение чистой жидкости представляет собой довольно сложный многоуровневый процесс.

Наиболее популярный способ получения питьевой воды — опреснение. Причем этот метод актуален не только для регионов с засушливым климатом, но и для Европы и Америки. Получение пресной воды из соленой — это лучший способ решения проблемы.

Разнообразные залежи жидкости с большим содержанием соли можно найти практически в любом регионе планеты. В них отсутствуют условия для размножения микроорганизмов. Рассолы залегают на относительно большой глубине, что исключает возникновение внешнего загрязнения опасными химическими элементами. Получать пресную воду также можно из морской. В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные способы решения этой задачи.

Данная методика применялась еще в древности. В наше время используют несколько вариантов дистилляции. Суть состоит в том, чтобы довести жидкость до кипения, и сконденсировать пар. В результате получается опресненная вода.

Для производства жидкости в значительном объеме используют две популярные технологии. Одна из них называется многоколонной дистилляцией. Суть технологии заключается в доведения жидкости до состояния кипения в первой колонне. Образовавшийся пар применяют для передачи тепла остальным колоннам. Данная методика результативная. С ее помощью можно получать пресную воду в промышленных масштабах. Однако эта технология очень энергозатратная. Поэтому в наше время ее используют довольно редко.

Дистилляция мгновенным вскипанием признана более результативной. Суть технологии заключается в испарении соленой жидкости в специальных камерах. В них показатель давления постепенно снижают. Соответственно для получения водяного пара нужен меньший показатель температуры. Именно поэтому данная технология является более эффективной.

Есть еще две методики дистилляции: мембранная и компрессионная. Они возникли вследствие модернизации первых двух технологий. Мембранная дистилляция основана на применении мембраны гидрофобного типа, выполняющей функцию охлаждающего змеевика. Она удерживает воду, пропуская при этом пар. Компрессионная дистилляция основана на использовании в первой колонне сжатого (перегретого) пара.

Все перечисленные технологии имеют один и тот же недостаток. Они слишком энергозатратные. Для нагрева жидкости от нуля до ста градусов нужно затратить четыреста двадцать килоджоулей. А чтобы изменить состояние воды из жидкого в газообразное уже потребуется две тысячи двести шестьдесят килоджоулей. Оборудование, работающее по принципу рассмотренных технологий, расходует от трех с половиной и более киловатт в час на один кубический метр получаемой опресненной жидкости.

В южных странах для осуществления процесса дистилляции используют солнечную энергию. Это позволяет существенно снизить издержки на опреснение соленой воды. Для выполнения процесса дистилляции можно использовать солнечные батареи или непосредственно тепловую энергию Солнца. Наиболее простой в техническом плане является технология на основе испарителей. Последние представляют собой специальные призмы, сделанные из стекла или пластика, в которые наливают соленую жидкость.

В результате солнечная энергия повышает температуру воды. Жидкость начинает испаряться и выпадает в виде конденсата на стенках. Появляющиеся из пара капли стекают в специальные приемники. Как вы видите, технология очень простая. Из ее минусов стоит выделить низкий показатель КПД. Он не превышает пятидесяти процентов. Поэтому эту технологию используют лишь в бедных регионах. С ее помощью можно обеспечить пресной водой в лучшем случае небольшой поселок.

Многие инженеры продолжают вести работу по модернизации рассмотренной технологии. Их главная цель состоит в увеличении отдачи подобных систем. К примеру, применение капиллярных пленок позволяет существенно улучшить результативность солнечных дистилляторов.

Отметим, что системы работающие за счет альтернативных источников энергии не являются основным инструментом в деле получения пресной воды. Хотя, их применение не требует существенных затрат на выполнения процесса дистилляции.

Чтобы удалить из жидкости соли можно применять и другие технические решения. Довольно популярным способом очистки воды является электродиализ. Для реализации метода применяют пару мембран. Одна из них необходима для пропуска катионов, а вторая используется исключительно для анионов. Частицы распределяются по мембранам под воздействием постоянного тока. Подобное решение часто реализуют совместно с солнечными и ветровыми генераторами.

Технологии опреснения воды постоянно совершенствуются. В наши дни все большую популярность получают методики, основанные на обратном осмосе. Суть заключается в применении полупроницаемой мембраны. Сквозь нее проходит соленая жидкость. В результате частицы солевых примесей остаются со стороны, где показатель давления избыточный.

Метод обратного осмоса является наиболее экономным. Особенно если его применять для опреснения воды с некритичным содержанием соли. В этом случае для получения одного кубометра воды может хватить одного киловатта-час энергии. Поэтому технология обратного осмоса считается наиболее перспективной.

Каждый метод опреснения воды имеет свои особенности. Чтобы производить пресную воду в промышленном масштабе необходимо подбирать наиболее экономный и результативный вариант. Метод обратного осмоса на сегодняшний день является самым эффективным.

источник

Еще раз к вопросу о получении годной питьевой воды в экстремальных условиях.

Что делать в походе, когда в пути не предусматривается питьевая вода? Например, будут болота, озёра, реки, лиманы, моря. Но не будет чистой и пресной воды.

Обычно в поход берут с собой специальные обеззараживающие воду таблетки, вспоминают бабушкины рецепты про обеззараживание воды травами, дезинфекцию воды перекисью или марганцовкой.

Это всё хорошо подходит для пресной и относительно прозрачной воды. Такую, в принципе, можно просто прокипятить минут двадцать и спокойно на ней готовить.

Но что делать, если в походе предусматривается встреча только с солёной водой? Например, Южный берег Крыма и Керченский полуостров, где есть на что посмотреть, имеют очень мало источников пресной воды.

Можно, естественно, покупать пресную воду. Но в таких местах она достаточно дорога. А если днёвка устроена вдали от цивилизации?

Получается, выход один — нести воду с собой. А это несколько неудобно, к 15 киллограмовому рюкзаку добавить ещё и пятилитровую баклажку с водой.

Для того чтобы избежать подобных неудобств, был проведен эксперимент по опреснению морской воды с помощью процесса дистилляции.

Что такое дистилляция

Дистилляция — это когда вода кипит, пар над ней собирается, охлаждается, превращается обратно в воду в ёмкости-приёмнике.

Почему дистилляция очищает воду от солей? Потому что соли кипят при более высокой температуре, чем вода. Поэтому первой испаряется вода. Без солей. Что и нужно сделать с морской водой.

Что будет, если в воде, которую дистиллируют, есть вещества, кипящие при меньшей температуре? Например, летучие органические вещества? Они испарятся первыми. Поэтому один из принципов дистилляции — не направлять собиратель пара сразу в принимающее устройство, а дать воде серьёзно закипеть.

Также важный принцип дистилляции — хорошее охлаждение пара. От эффективности охлаждения напрямую зависит производительность устройства. Если часть пара не охлаждается, а улетучивается, то, соответственно, получится меньше чистой воды.

Читайте также:  Как напечатать 2 страницы на 1 листе в ворде

Итак, как мы проводили дистилляцию морской воды на практике.

Дистилляция морской воды на практике

Место проведения : пляж севернее села Подмаячное возле г. Керчь. До ближайшего магазина с водой топать минимум полчаса по жаре. Там, конечно, красиво — обрывы, слои ископаемых и т.п. Но жарко.

Источник воды : Азовское море. Не очень солёное море, солёность порядка 10 грамм на литр. По сравнению с ним солёность Чёрного моря — 16- 20 грамм на литр.

Материалы и оборудование :

* два кирпича;
* костёр;
* туристический чайник;
* изогнутая аллюминиевая трубка;
* стеклянная бутылка;
* ямка в песке;
* кружка для морской воды;
* много дров и очень много терпения

Процедура дистилляции очень проста. Морская вода — в чайник, чайник — на огонь. Ямка в земле. В неё под наклоном зарывали стеклянную бутылку. Из песка торчало только горлышко, в которое и вставлялась передающая пар трубка.

Всё — вода кипела, проходила по трубке в бутылку, там охлаждалась. Для лучшего охлаждения бутылку поливали холодной (относительно, конечно) морской водой. По мере испарения солёную воду доливали в чайник.

Теперь ноу-хау технологии:

I . Первое, что было скорректировано, это уровень морской воды в чайнике. Морская вода должна занимать меньше половины объёма, лучше одну треть. Это нужно для повышения интенсивности парообразования. Неизвестно, почему пара в таком случае образуется больше, но оказалось, что это так.

II . Далее, нельзя поливать для охлаждения пара передающую трубку. Охлаждающая вода оказалась коварна, и стекала по трубке (кстати, длинной — порядка 80 см ) снизу в бутылку с чистой водой. Соответственно, вкус у очищенной воды был не очень.

III . Потом, пластиковую бутылку для приёмного устройства лучше не брать. Поскольку её корёжит от пара. Хотя, если стеклянной под рукой нет, сойдёт и из пластика. В месте, где был расположен лагерь, в изобилии присутствовали как пластиковые, так и стеклянные бутылки.

Результаты : за 30-40 минут дистилляции описанным способом очищается порядка 350 миллилитров воды.

Испробованный дистиллятор отлично очищает морскую воду. Соли в полученной воде не ощущаются на вкус. По всей видимости, их там просто нет 🙂 Процесс очистки требует достаточно большого количества топлива. Тщательное охлаждение приёмной ёмкости повышает производительность дистиллятора почти вдвое. Испробованный дистиллятор с учётом всевозможных поправок и проблем за днёвку может обеспечить чистой водой 2-3 человек на 2-3 дня. Для того чтобы снабдить чистой водой большее количество людей на дольшее время необходим либо более совершенный дистиллятор (что утяжелит его конструкцию и сделает сложной транспортировку), либо сделать испробованный дистиллятор личным снаряжением (за днёвку каждый участник очищает себе нужное количество воды).

Таким образом, проведённые исследования показали прекрасные результаты очистки морской воды походным способом. Самое главное, что вес чайника и трубки для пара не превышал 500 грамм .

источник

При автономном плавании в открытом море, остро стоит вопрос обеспечения пресной, питьевой водой. Вокруг буквально целое море воды, но вся она соленая – не пригодная для питья. Как же быть человеку, оказавшемуся в океане без запасов воды? Как получить пресную воду в море? На эти вопросы мы ответим в данной статье.

Самый простой и эффективный способ опреснения морской воды – дистиллятор. Выглядит это примерно так. Берем миску или другую широкую посудину. На дно ставим пустую кружку. В миску наливаем соленую воду. Покрываем миску полиэтиленом, тканью и т.п. Крепим пленку к миске веревкой или чем-то еще. По центру, над кружкой кладем камешек или другой небольшой предмет. Ставим конструкцию на солнце. Принцип действия довольно прост: морская вода в миске испаряется; на пленке сверху появляется конденсат, который стекает к центру, благодаря лежащему сверху грузику; капли конденсата капают в кружку – это уже пресная, пригодная для питья вода.

Как видим, из довольно простого набора подручных средств можно сделать простой дистиллятор и получить необходимую пресную воду. Естественно, можно применять различные варианты построения дистиллятора, по тому же принципу. Если есть возможность разжечь костер и имеется железная посуда – воду можно опреснять в разы быстрее, чем на солнце.

Но что делать, если не из чего сделать аппарат-опреснитель? Есть еще один вариант обеспечить себя спасительной влагой. Морская рыба, морские животные, морские птицы – у всех у них есть жидкость в тканях, кровь, наконец. Благодаря биофильтрам в жабрах, морские рыбы вовсе не соленые. Питаясь рыбой, употребляя ее кровь – можно восполнить запас необходимой жидкости в организме. Значит надо суметь ловить эту рыбу. Нужно иметь леску, крючки, наживку или ухитриться и заменить эти элементы некоторыми подручными предметами. Леску можно сделать из ниток, распустив кусок ткани и сплетя из волокон подобие шнура, использовать другие волокнистые материалы, имеющиеся в наличии. Крючки можно делать из проволоки, булавок, костей рыб и т.д. Наживкой могут служить подобия самодура: куски ткани, ниток, пластика, бахрома из порезанного презерватива. Когда поймана небольшая рыбка – ее можно порезать на мелкие кусочки и применять в качестве насадки.

Если есть мотивация выжить – средства для решения задач всегда найдутся, пусть даже в самых неожиданных местах и формах. Это надо помнить и никогда не сдаваться.

источник

Несмотря на то что ныне известно не менее 60 растворенных в морской воде элементов, в промышленных масштабах извлекается всего лишь четыре. Это натрий, хлор (обычная поваренная соль), магний и некоторые его соединения, а также бром. В качестве побочных отходов в процессе получения поваренной соли или при извлечении магния добывают некоторые соединения кальция и калия. Обычно эти продукты получают либо в результате экстракции из морской воды, либо при переработке водорослей, концентрирующих кальций и калий. Следует, однако, отметить, что промышленное извлечение перечисленных элементов непосредственно из морской воды все еще не освоено. Предпринимались многочисленные попытки экстрагировать другие минеральные соединения из морской воды, однако промышленная добыча оказалась безуспешной. Запатентовано также немало способов извлечения из морской воды поваренной соли, магния и его соединений, брома, йода, калия, сульфата кальция, золота и серебра (Baudin, 1916; Cernik, 1926; Niccali, 1925; S. О. Petterson, 1928; Vienne, 1949).

Систематическое получение соли из морской воды было начато в Китае намного раньше 2200 г. до н. э. Веками многие народы были зависимы от моря как источника соли (Armstrong, Miall,1946). И сейчас соль, добываемая из морской воды простым выпариванием солнечными лучами, занимает значительную долю в общем балансе потребления соли такими странами, как Китай, Индия, Япония, Турция и Филиппины. Ежегодно во всем мире производится около 6 млн. т соли. Как правило, для производства соли выпариванием из морской воды необходим жаркий климат с сухими ветрами. Однако помимо близости моря и жаркого климата требуется соблюдение еще ряда условий: слабая водопроницаемость грунта испарительных бассейнов, наличие обширных низменных площадей, лежащих ниже уровня моря или затопляемых морскими приливами, малое количество осадков в течение месяцев активного испарения, отсутствие разбавляющего влияния речных пресных вод и, наконец, в связи с низкой стоимостью добычи соли — наличие дешевых транспортных средств либо близость рынков сбыта.


Рис. 5. Искусственные бассейны для выпаривания соли под воздействием солнечных лучей близ южного окончания залива Сан-Франциско (Калифорния). В центре фотографии видна конусообразная насыпь, сложенная из добытой соли.

Около 5% всей соли, потребляемой Соединенными Штатами, производится испарением, преимущественно в районе залива Сан-Франциско, где этот промысел был начат еще в 1852 г. На рис. 5 показаны искусственные испарительные бассейны близ южной конечности залива Сан-Франциско. Здесь с общей площади около 80 кв. миль «Лесли салт компани» ежегодно добывает примерно 1,2 млн. т соли. Аналогичные соляные промыслы находятся также в верховьях заливов Ньюпорт и Сан-Диего в Южной Калифорнии; их годовая производительность составляет 100 тыс. т (Emery, 1960). Пуск морской воды в испарительные бассейны близ залива Сан-Франциско осуществляется в период полной воды через шлюзные ворота в дамбе, ограждающей бассейн от моря. Морская вода выдерживается здесь до тех пор, пока значительная ее часть не испарится и не наступит садка заключенных в ней солей.


Рис. 6. Механические скреперы используются для снятия верхнего слоя закристаллизовавшейся соли. К моменту ‘уборки соляного урожая’ мощность слоя соли обычно достигает 4-6 дюймов.

Сульфат кальция кристаллизуется из раствора одним из первых. После осаждения на дно солей сульфата кальция оставшаяся рапа осторожно переводится в садочный бассейн, где вследствие испарения происходит дальнейшее сгущение раствора до начала осаждения хлорида натрия. Выпаривание рапы продолжается до момента достижения ею удельного веса около 1,28, то есть до начала садки солей магния. На этом этапе соляной раствор носит название горького маточного рассола. Рассол извлекают из садочного бассейна и переправляют на другие предприятия, где из него получают различные соединения магния, бром и другие соли. После удаления рассола в садочный бассейн вновь заливают свежую рапу и весь цикл получения хлорида натрия повторяется. К 1 августа на дне таких бассейнов накапливается слой хлорида натрия толщиной 4-6 дюймов. Выборка соли производится при помощи механических скреперов и погрузчиков (рис. 6); затем соль отмывается от различных примесей морской водой и складируется в виде больших конусообразных насыпей (рис. 7). Соль, идущая для промышленного использования, в большинстве случаев не подвергается дальнейшей очистке. Однако ее дополнительно очищают, если она предназначается для пищевого потребления населением. Содержание NaCl в рафинированном продукте превышает 99,9%. Стоимость соли, полученной путем свободного испарения морской воды под воздействием солнца, колеблется в США от 10 долл. за 1 т сырого продукта близ места добычи до 150 долл. за 1 т очищенной и расфасованной поваренной соли.


Рис. 7. Конусообразная насыпь, сложенная из соли, добытой в искусственных испарительных бассейнах, залив Сан-Франциско. В подавляющем большинстве случаев дальнейшее промышленно-хозяйственное использование добытой и промытой соли не связано с дополнительным рафинированием.

Схема добычи соли из морской воды примерно одинакова во всем мире, тем не менее в ряде стран дешевая рабочая сила позволяет видоизменять этот процесс.

В странах иного климата, например в Швеции и в Советском Союзе, соль получают путем вымораживания морской воды. Рассольный лед, состоящий из почти чистой воды, отфильтровывается от остаточного рассола, на котором затем производится ряд последовательных операций по его вымораживанию, прежде чем концентрация остаточных его порций станет достаточно высокой, чтобы начать выпаривание досуха под действием искусственного нагрева (Armstrong, Miall, 1946).

Концентрированная рапа, оставшаяся после отделения хлорида натрия, подвергается дальнейшей специальной обработке с целью извлечения имеющихся в них соединений. Так, добавление в раствор хлорида кальция вызывает садку сульфата кальция (гипса), который затем поступает в продажу. При дальнейшем концентрировании рассола в осадок выпадают сульфаты магния, калия и другие соли. В заключительных стадиях процесса из остаточного раствора извлекается хлорид магния и бром.

Бром можно рассматривать как почти морской элемент, поскольку в океане находится 99% всего содержания брома в земной коре (см. табл. 2). Бром был открыт в 1825 г. французским исследователем А. Ж. Балардом в концентрированных растворах, полученных после осаждения соли из воды соленых маршей близ Монпеллье. Позднее бром был обнаружен в составе калийных залежей Страсфурта и в рассолах из буровых скважин Мичигана, Огайо и Западной Виргинии. Из морской воды бром был впервые выделен в 1926 г. в Калифорнии при обработке маточных рассолов, получаемых в процессе извлечения соли в искусственных испарительных бассейнах. Потребление брома промышленностью было сравнительно ограниченным до начала производства высококомпрессионных двигателей внутреннего сгорания, так что спрос рынка удовлетворялся теми количествами, которые добывались из скважинных рассолов и соляных залежей. Но затем положение резко изменилось. В бензин с антидетонационными свойствами, содержащий присадку тетраэтилсвинца, стали добавлять этилендибромид, чтобы предотвратить отложение свинца на стенках цилиндров, клапанах, поршнях и на свечах. При столь возросших потребностях в броме рассолов, выкачиваемых из буровых скважин, оказалось недостаточно. Не удовлетворяла спрос и добыча брома как побочного продукта при производстве соли. Возникла острая необходимость в ином источнике брома.

В ходе широких поисков дополнительных источников брома «Этил корпорейшн» разработала процесс прямого осаждения брома непосредственно из морской воды, которая не подвергалась предварительному концентрированию. Согласно этой схеме бром осаждается в виде нерастворимого соединения — триброманилина — при обработке морской воды анилином и хлором. Во избежание гидролиза хлора морская вода предварительно подкисляется серной кислотой. Позднее этот процесс расширили до масштабов промышленного производства. Установка была смонтирована на судне, которое затем было переоборудовано в завод по извлечению брома. Работая 25 дней в месяц, такой плавучий завод производит около 75 тыс. фунтов брома. За этот же срок заводом потребляется реагентов: 250 т концентрированной серной кислоты, 25 т анилина, 66 т хлора, хранимых между верхней и нижней палубами. Эффективность извлечения брома из морской воды, где его содержится всего 0,1 фунта на 1 т, равна примерно 70%. На судне предусмотрены защитные меры, предпринимаемые для того, чтобы избежать разбавления морской воды отработанными водами, сливаемыми после завершения технологического процесса. Позднее было установлено, что для предотвращения смешения можно с успехом использовать вдольбереговые морские течения, существующие у многих побережий. В настоящий момент считают, что с технической точки зрения процесс извлечения брома на борту плавучего завода решен успешно, однако работа в открытом море с весьма коррозионно-активными реагентами гораздо сложнее, чем на суше.

Выбор места для постройки завода по извлечению брома следует производить с особой тщательностью. При этом необходимо заранее исключить возможности разбавления потребляемых заводом морских вод дождевыми осадками, сточными водами, а также водами, из которых бром уже извлечен. Кроме того, морская вода должна иметь высокую и постоянную соленость, относительно высокую температуру и не должна быть загрязнена органическими отбросами, на которые бесполезно расходуется хлор. Такое место, удовлетворяющее всем перечисленным требованиям, было найдено близ Кьюр-Бич (Северная Каролина). Здесь «Этил дау кемикл компани» построила завод производительностью 3 тыс. т брома в год. В 1938 г. мощность этого предприятия была увеличена до 20 тыс. т брома в год (Shigley, 1951).

Другой завод подобного типа построен близ Фрипорта, где условия для извлечения брома из морской воды в большей мере отвечают всем технологическим требованиям, чем около Кьюр-Бича. Проектная мощность этого завода 15 тыс. т брома в год. В 1943 г. там же был сооружен еще один завод равной мощности. Предприятие же близ Кьюр-Бича в конце второй мировой войны было закрыто. Таким образом, заводы Фрипорта производят в настоящее время около 80% потребляемых за год Соединенными Штатами количеств брома. На рис. 8 приводится схема технологического процесса извлечения брома «Этил дау кемикл компани».


Рис. 8. Схема технологического процесса извлечения брома из морской воды по Шигли (Shigley, 1951).

На заводе Кьюр-Бича, согласно ранее разработанной технологии, смесь морской воды с кислотой и хлором заливалась в верхнюю часть кирпичной башни с встроенными внутри нее деревянными решетками. Растворенный в морской воде бром восстанавливался хлором до относительно летучего элементарного брома, а присутствующая в смеси кислота препятствовала гидролизу хлора. По мере того как смесь морской воды с бромом стекала из верхних частей башни, производилась продувка воздуха снизу вверх. Проходящий воздух выносил свободный бром из морской воды и переносил его в абсорбционную башню, заполненную кальцинированной содой, после чего уже не содержащая брома морская вода сливалась обратно в море. Насыщенный бромом раствор кальцинированной соды обрабатывался серной кислотой с целью перевода броматов и бромидов натрия в свободный бром. Затем смесь закачивалась в испарительную колонку, где производилась отгонка и вторичная конденсация брома в стеклянные или керамические сосуды. Дальнейшая очистка брома путем дистилляции позволяла получать в конечном итоге продукт с содержанием брома до 99,7%.

В 1937 г. этот процесс был несколько модифицирован. Так, при первичной отгонке брома в качестве переносящих агентов использовались сернистый ангидрид и воздух. В результате бром высвобождался в форме бромистоводородной кислоты, что позволяло существенно улучшить его последующую очистку. И хотя эффективность извлечения брома в обоих процессах превышает 90%, в настоящее время в США почти исключительно применяется процесс прямой экстракции брома из морской воды с использованием сернистого ангидрида (Shigley, 1951).

Магний является самым легким из применяющихся в строительстве металлов. Его удельный вес 1,74, тогда как у алюминия он равен 2,70, а у железа — 7,87. Наиболее широкое применение этот металл, находит в строительстве транспортных средств. Кроме того магний используется как компонент сплавов с алюминием, в системах анодных и катодных защитных покрытий, в импульсных фотолампах и во многих других областях техники. К 1964 г. ежегодное мировое производство магния составляло около 150 тыс. т.

В морской воде содержится примерно 0,13% магния. И несмотря на то что такая концентрация составляет всего лишь 1/300 того количества, которое содержится в магниевой руде, добываемой на суше, для Соединенных Штатов главным источником этого металла является морская вода. Впервые магний был получен из морской воды в Англии (Armstrong, Miall, 1946), однако первое крупное предприятие по извлечению магния из морской воды было сооружено близ Фрипорта в начале 1941 г. «Этил дау кемикл компани». До этого времени магний в США получали из скважинных рассолов и из магнезитовых месторождений.

Читайте также:  Компьютер не перезагружается через пуск


Рис. 9. Схема технологического процесса извлечения магния из морской воды по Шигли (Shigley, 1951).

Выбор места для постройки завода близ Фрипорта был продиктован следующими весьма благоприятными обстоятельствами. Наличие дешевого природного газа позволяет эффективно его использовать для получения тепла и электроэнергии. Географическое местоположение завода дает возможность сливать сточные, отработанные воды обратно в Мексиканский залив, с крайне ничтожной возможностью разбавления ими потребляемых морских вод. Очень дешевую известь можно получать из известковых раковин, добываемых со дна Мексиканского залива, всего в нескольких милях от магниевого завода. На рис. 9 показана технологическая схема извлечения магния на заводе близ Фрипорта, а один из участков этого завода изображен на рис. 10.


Рис. 10. Общий вид магнийперерабатывающей установки на заводе ‘Этил дау кемикл компани’, Фрипорт (Тexac). На переднем плане видны загустители Дорра, в которые смесь морская вода — известь перекачивается с целью ускорить выпадение в осадок хлористого магния.

Морская вода поступает на предприятие со скоростью около 1 млн. галлонов в час через подводные шлюзовые ворота канала, соединенного с Мексиканским заливом. Преимущество такой системы снабжения состоит в том, что нижние слои воды обладают значительно более высокой соленостью, чем поверхностные воды в районе завода. В искусственном бассейне вода непрерывно обрабатывается известковым молоком (выше упоминалось, что известь получают путем прокаливания устричных раковин). В результате реакции известкового молока с соединениями магния образуется жидкий илоподобный осадок нерастворимой гидроокиси магния, который затем перекачивается в отстойники. Осадок составляет примерно 2% общего объема морской воды, расходуемого в этом производстве, иными словами, уже на первой стадии технологического процесса осуществляется 100-кратное концентрирование полезного компонента. Отработанные воды спускаются в реку Брасос, впадающую в Мексиканский залив на значительном удалении от завода.

Отфильтрованную гидроокись магния растворяют в соляной кислоте. Полученный раствор хлорида магния концентрируют выпариванием, для того чтобы частично избавиться от захваченных из морской воды солей. Кальций осаждается в виде нерастворимого сульфата или гипса добавлением к раствору сульфата магния, после этого раствор снова фильтруют, чтобы отделить гипс и другие соли, и затем концентрируют выпариванием. Когда концентрация хлорида магния достигнет примерно 50%, а температура раствора поднимется приблизительно до 170°, его распыляют на предварительно высушенный твердый MgCl2. Растворитель мгновенно превращается в пар, а хлорид магния при этом осаждается. Высушенный твердый осадок затем помещают в электролитическую камеру, где он разлагается до металлического магния и газообразного хлора. Хлор преобразуется в соляную кислоту, которую успешно используют в последующих циклах процесса. Металлический магний отчерпывается из электролитической камеры и формируется в виде болванок. Содержание металла в них превышает 99,8% (Shigley, 1951).

Общая потребность США в сыром, первичном металлическом магнии уже со времени конца второй мировой войны удовлетворялась за счет производства его из морской воды. Во время войны правительство США построило ряд заводов, которые использовали в качестве сырья для производства магния магнезит, доломит, откачиваемые из скважин рассолы и морскую воду. Однако к концу войны ни один из этих заводов не мог выдержать конкуренции с предприятиями, извлекающими магний из морской воды, и это несмотря на то, что первым заводам правительство гарантировало полный сбыт продукции, тогда как предприятия, работавшие на морской воде, таких гарантий не имели.

Выбор участка для постройки магниевого завода определяется не столь жесткими требованиями, нежели завода, получающего бром из морской воды. Исключение, правда, составляет тот случай, когда извлечения брома и магния производятся совместно. Так, в процессе экстрагирования магния температура морской воды не имеет серьезного значения, менее важен и расход сырья: на производство 1 фунта элементарного магния расходуется всего лишь 5% тех количеств морской воды, которые используются при экстракции брома. Самыми важными факторами, диктующими целесообразность выбора места для завода, являются близость источников дешевой извести, топлива и электроэнергии. Эффективность процесса извлечения магния из морской воды составляет 85-90%. И хотя современные технологические возможности позволяют значительно полнее экстрагировать магний из морской воды, экономически это невыгодно, так как подсчитано, что увеличение коэффициента извлечения более 90% сопровождается резким возрастанием капитальных затрат на каждый процент прироста.

Одно из достоинств, присущих рассматриваемому процессу, состоит в том, что низкая стоимость сырья может быть еще более уменьшена, если эти материалы подавать непосредственно в технологическую линию путем их перекачки. Такая механизированная подача позволяет сделать производственный процесс в значительной мере непрерывным и установить приборы автоматического контроля. Кроме того, положительная особенность завода такого типа состоит в чрезвычайном единообразии потребляемого им сырья.

Магний в форме MgO, Mg(OH)2 и MgCl2 находит широкое применение в самых различных областях промышленности. Его используют как огнеупорный материал для внутренних покрытий в плавильных печах, как сырье для фармацевтического производства, в изоляторах, при производстве удобрений, искусственного шелка и бумаги и многого другого. Многие компании мира получают соединения магния из морской воды; в частности это характерно для Англии и США. Впервые промышленное извлечение магниевых соединений из морской воды проводилось как побочный процесс из остаточных рассолов при получении поваренной соли (Seaton, 1931; Manning 1936, 1938).


Рис. 11. Последовательность процесса на магниевом заводе компании ‘Кайзер алуминум эид кемикл’ близ Мосс-Лендинга (Калифорния).

Схема процесса извлечения магниевых соединений из морской воды изображена на рис. 11. Такую технологическую схему применяют на своих предприятиях компании «Кайзер алуминум энд кемикл корпорейшн» близ Мосс-Лендинга (Калифорния). Морская вода смешивается с прокаленным доломитом. Происходит осаждение гидроокиси магния, которая затем отстаивается в больших концентрационных емкостях. После отстаивания гидроокись магния извлекается, промывается для удаления растворимых примесей и фильтруется с целью уменьшить содержание воды примерно до 50%. Часть полученной таким образом гидроокиси магния поступает в продажу в виде гомогенизированного осадка на фильтре, оформленного как брикеты. Эта продукция используется при производстве бумаги и магнезиальной изоляции. Оставшаяся на фильтре часть осадка затем вновь прокаливается до образования различных сортов MgO, которые могут быть использованы при получении искусственного шелка, резины, изоляционных покрытий, огнеупорных кирпичей. На рис. 12 показан завод компании «Кайзер» по производству магниевых соединений.


Рис. 12. Завод по извлечению магния из морской воды компании ‘Кайзер алуминум энд кемикл’ близ Мосс-Леидинга (Калифорния) (снимок с самолета).

В США около 90% всего объема каустической кальцинированной окиси магния и около 50% огнеупорной магнезии получают из морской воды либо из рассолов, выкачиваемых из скважин.

На разработку методов извлечения золота из морской воды потрачено так много сил и средств, что в этом отношении с ним трудно сравнивать какой-либо другой элемент. По вопросам, связанным с экстракцией золота из морской воды, было выдано много патентов, касающихся как самих методов, так и оборудования (Bardt, 1927; Baudin, 1916; Bauer, 1912; Cernik, 1926; Bitter, 1938; Stoces, 1925). В 1866 г. один из членов Французской Академии наук обнаружил присутствие ничтожных количеств золота в морской воде. А позднее, в 1886 г., было сообщено, что содержание золота в водах Ла-Манша составляет до 65 мг на 1 т воды.

В начале этого столетия Сванте Аррениус указал, что прежние определения содержания золота в морской воде были преувеличены, по крайней мере, в 10 раз. Но, тем не менее, расчеты самого Аррениуса показали, что минимальное содержание золота в морской воде не ниже 6 мг на 1 т. По этим расчетам, в Мировом океане заключено примерно 8 млрд. т золота. Такого количества золота вполне достаточно, чтобы сделать каждого человека на земле миллионером. Но, несмотря на многочисленные патенты и проекты, до сих пор из морской воды не получено еще никаких практически ощутимых количеств этого металла.

В конце первой мировой войны блестящий немецкий химик, лауреат Нобелевской премии доктор Фриц Хабер утверждал, что военный долг Германии можно оплатить золотом, извлеченным из моря. Считая, что концентрация золота составляет 5-10 мг на 1 т морской воды, Хабер укомплектовал исследовательское судно соответствующим персоналом и оборудованием для изучения наиболее высоких содержаний золота в океанах. Однако к своему большому огорчению, Хабер установил, что концентрации золота редко превышают 0,001 мг на 1 т воды (Haber, 1927). Самое высокое содержание золота отмечается в Южной Атлантике и составляет 0,044 мг на 1 т. Даже в заливе Сан-Франциско, куда впадают реки, дренирующие золотоносные районы, концентрация золота не намного превосходит среднее содержание этого элемента в открытом океане. После 10 лет, посвященных работе над этой проблемой, Хабер пришел к заключению, что извлечение золота из морской воды невыгодно. В настоящее время установлено, что полученные Хабером значения содержаний золота в морской воде являются несколько неточными, поскольку он не учитывал, очевидно, присутствия золота в химикалиях и в реакционных сосудах, которыми он пользовался во время анализов.

Методы экстракции золота из морской воды основаны на использовании сульфидных частиц, которые обладают большим сродством к золоту. При прохождении морской воды над этими частицами золото, как полагают, прилипает к поверхности сульфидов. Кроме того, в качестве материала для извлечения золота из морской воды предлагалась также ртуть.

Несмотря на множество попыток экстрагировать золото из морской воды, известен всего лишь один случай, когда были получены сколь-либо ощутимые количества этого металла. В связи с широко развернутыми работами на заводе по извлечению брома в Северной Каролине «Этил дау кемикл компани» проводила исследование возможностей экстракции других металлов, включая золото. В результате переработки 15 т морской воды удалось извлечь 0,09 мг золота, стоимость которого составляет примерно 0,0001 долл. На сегодня это ничтожное количество составляет все то золото, которое было извлечено из морской воды (Terry, 1964).

Помимо обычной соли, брома, магния и его соединений, из морской воды иногда извлекается ряд других веществ. Они, как правило, являются побочными продуктами при производстве соли либо их получают через промежуточное посредничество некоторых растений или рыб.

Впервые йод был обнаружен в золе водорослей в 1811 г. французом Бернаром Куртуа, владельцем фабрики по производству селитры. В поисках подходящего сырья для получения щелочи он решил использовать для этой цели водоросли. Очищая реакционные сосуды, в которых находилась горячая концентрированная серная кислота, он обратил внимание на выделения испарений фиолетового цвета, из золы водорослей. Пары конденсировались на стенках более охлажденной части сосуда в виде темных металлоподобных кристаллов (Armstrong, Miall, 1946). Содержание йода в некоторых водорослях, в частности в Laminaria, оказалось равным примерно 0,5% в пересчете на воздушно-сухую основу. Концентрация же йода в морской воде равна приблизительно 0,05 мг/л, или около 0,000005%. Таким образом, в указанных видах водорослей происходит 100000-кратное концентрирование йода в сравнении с его содержанием в морской воде.

Вскоре после открытия Куртуа было установлено значение йода для медицины. Началось интенсивное развитие промышленности, главным образом в Северной Англии, по извлечению йода из морских водорослей. В 1846 г. в Глазго функционировало более 12 фабрик, экстрагирующих йод из морских водорослей. Однако обнаружение йода в чилийских залежах нитратов привело к упадку добычи йода из морских водорослей.

Примерно в то же время из морских водорослей извлекались значительные количества калиевых и натриевых солей. Технология этого процесса, по существу, была не разработана. Обычно проводилось простое выщелачивание водорослей водой и последующее выпаривание полученного раствора. Другой весьма распространенный метод получения солей состоял в том, что водоросли сжигались, а зола выщелачивалась водой. В результате этих примитивных процессов йод получался в виде соединений — йодидов калия либо натрия, которые при смешивании их с серной кислотой и двуокисью марганца восстанавливались до элементарного йода.

В истории использования водорослей выделяются три различных периода: а) первый — когда водоросли применялись как сырье для получения щелочи, б) второй — когда их использовали для извлечения йода и в) третий — когда из водорослей добывали поташ. Однако каждый из периодов заканчивался созданием более совершенных методов получения этих продуктов из более дешевого сырья, добываемого на суше. В настоящее время водоросли используются как сырье для получения натриевого альгината — органического соединения, применяемого в качестве желатинообразующего и эмульсиообразующего агентов при производстве продуктов питания. Крупные предприятия, перерабатывающие морские водоросли в качестве сырья для производства рассматриваемых химических соединений, размещены на побережье Южной Калифорнии. Во многих частях света, особенно на Востоке, водоросли широко используются как продукты питания. В некоторых приморских странах их применяют в качестве удобрений.

В последние годы уделяется особое внимание проблеме опреснения морских вод. Как правило, концентрация солей в сбросных водах в этом случае во много раз превышает содержание этих солей в исходной морской воде. В ходе работ по извлечению минеральных соединений из таких рассолов получены весьма обнадеживающие результаты. Это относится к снижению расходов по перекачиванию вод, поступающих на перерабатывающий завод с относительно высокой температурой рассола и примерно в 4 раза повышенной концентрацией.

Если процесс опреснения морской воды окажется рентабельным, то количество минеральных соединений, которые можно было бы извлекать из сбросных вод, во много раз превысит ожидаемые потребности. Допустим, например, что в ближайшие несколько десятков лет население прибрежных областей достигнет примерно 100 млн. человек, которые будут ежегодно расходовать для бытовых и промышленных целей в среднем по 100 тыс. галлонов воды на душу населения. Такой темп потребления в конечном итоге может достичь величины примерно 1013 галлонов, или 10 куб. миль, воды в год. При поступлении этого объема воды из океана и эффективности извлечения пресной воды 25% через перерабатывающие опреснительные заводы будут проходить 6,4 млрд. т хлорида натрия, 240 млн. т магния, 160 млн. т серы, 800 тыс. т бора, 2 тыс. т алюминия, 400 т марганца, 560 т меди, 560 т урана, 2 тыс. т молибдена, 40 т серебра и около 1 т золота. Будем считать, что экономически выгодно добывать лишь 10% этих количеств и что население, для которого проводилось опреснение морской воды, способно потреблять эти минеральные компоненты. Тогда, основываясь на статистических данных, помещенных в табл. 3, можно сделать вывод, что темпы извлечения молибдена, бора и брома будут соответствовать их потреблению, в то время как производство других минеральных соединений будет значительно превышать потребность в этих веществах. Разумеется, нет никакой необходимости в извлечении всех солей. Целесообразно получать лишь те соли, которые пользуются сбытом. Во всяком случае, в связи с техническими трудностями маловероятно, чтобы в настоящее время проводилось промышленное извлечение какого-либо элемента, концентрация которого в морской воде ниже, чем бора. Заслуживают внимания, однако, следующие соображения. Если удалось бы извлечь из морской воды уран и торий, то использование этих элементов в реакторах бридерного типа дало бы тепловую энергию, необходимую для работы конверсионных заводов по производству пресной воды.

Таблица 3. Количества минеральных компонентов (в т), которые можно было бы извлечь из сбросных рассолов конверсионных заводов с производительностью 10 13 галлонов пресной воды в год

Элемент Годовая
продукция, т
Производство на душу
населения при общей
его численности 10 8
человек, т/год
Современное
потребление
в США на душу
населения,
т/год
Отношение
производства
к потреблению
NaCl 64*10 8 64 0,145 440
Магний 2,4*10 8 2,4 25*10 -4 10000
Сера 1,6*10 8 1,6 0,033 50
Калий 68*10 6 0,68 0,010 68
Бром 1,2*10 6 0,012 4,7*10 -4 25
Бор 0,8*10 6 0,008 5,5*10 -4 15
Алюминий 2000 2*10 -5 0,013 0,001
Марганец 400 4*10 -6 0,0033 0,001
Медь 560 7*10 -6 0,0067 0,001
Уран 560 5*10 -6 1,4*10 -4 0,04
Молибден 2000 2*10 -5 8,3*10 -5 24
Серебро 40 6*10 -7 3,0*10 -5 0,02
Никель 400 4*10 -6 0,001 0,004
Золото 1 2*10 -9 5,0*10 -6 0,0004

В настоящее время сконструированы крупные ядерные реакторы, которые могли бы обеспечить тепловой и электрической энергией конверсионные опреснительные установки (Hammond, 1962) Подсчитано, что стоимость производства пресной воды составляет примерно 0,15 долл. за 1000 галлонов, что успешно выдерживает сравнение со стоимостью воды, потребляемой в городском хозяйстве или для ирригационных целей в некоторых районах. Крупный завод с реакторной установкой может производить ежедневно около 109 галлонов пресной воды; этого количества должно хватить для удовлетворения бытовых и хозяйственных нужд города с 4-миллионным населением либо для орошения посевов площадью 500 кв. миль. Трудно ожидать, однако, чтобы такие заводы стали в ближайшие несколько десятков лет серьезными источниками снабжения пресной водой. Недостаточно аргументированным является также и предположение о будущем потреблении минеральных компонентов морской воды и о характере изменения цен и других расходов. Иными словами, статистические выкладки, помещенные в табл. 3, представляют лишь теоретическую ценность.

источник