Получение поваренной соли из черноморской воды и изучение её свойств. Как добыть соль в условиях выживания

Получением соли из морской воды человек начал заниматься с незапамятных времен, а конкретнее - тогда, когда появилась в его рационе растительная пища. Технология получения была довольно простой: от моря отделялись участки в виде лагун, в которых под действием солнца вода испарялась, а соль выкристаллизовывалась и осаждалась на дно. Ее собирали и употребляли в пищу.

Основной недостаток такой соли - большое количество «ненужных» для человеческого организма примесей: гипса, аншдрита, сульфата кальция. Однако по мере развития данной технологии было замечено, что соли, содержащиеся в морской воде, можно осаждать раздельно. С этой целью в одних бассейнах (подготовительных) производится осаждение указанных примесей, а в других (осадочных) - осаждение соли. Поваренная соль, полученная таким способом, гораздо чище, приятнее на вкус.

По приведенному принципу работают современные солепред-прнятия. Па Украине это Генический, Геройский сользаводы и сользавод «Соляное».

Как добывается поваренная соль из морской воды?

Предприятия по получению поваренной соли состоят из двух участков: 1) добычи и 2) переработки соли.

Первый участок - бассейновое хозяйство - включает в себя бассейны с перемычками и шлюзами, питательные обводные канавы и канавы для отвода маточного рассола, а также площадки для складирования свежедобытой соли. Бассейны подразделяются по своему назначению на подготовительные, запасные и садочные.

Поваренная соль из морской воды. Технологический процесс добычи поваренной соли включает следующие стадии: подготовку бассейновой системы к испарительному сезону, заготовку садочной рапы и ее хранение, садку, уборку и хранение соли.

В условиях Крыма подготовку бассейнов производят в конце ноября. Для этого оставшуюся соль растворяют морской водой, которую затем, после растворения соли, перекачивают в запасные бассейны.

Далее дно садочных бассейнов выравнивают, с помощью массивной металлической гладилки, представляющей собой сварную раму с ножами и перемещаемой солекомбанном. Дно бассейна после «глажки» просушивают, заливают небольшим слоем воды и оставляют до весны.

Весной бассейны опорожняют, дно выравнивают катками и заливают соответственно подготовленной садочной рапой, получаемой из морской воды путем естественного концентрирования испарением либо в подготовительных бассейнах, либо а естественных озерах (там, где они имеются). Садочная рана хранится в запасных бассейнах, отличительной особенностью которых, от подготовительных и садочных, является большая глубина (около 3 м).

Испарительный сезон на юге Украины и в Крыму начинается в апреле. По мере испарения воды из садочных бассейнов производится их доливка. В это же время происходит и выделение соли на дне бассейнов в виде слоя, толщина которого к концу испарительного сезона достигает 80 мм. Накопившаяся маточная рапа сбрасывается в море или озера. Уборку соли производят комбайнами и складируют здесь же, на берегу, в виде бугров. В буграх соль не только хранится, но и промывается атмосферными осадками.

Соль с бугров, по мере необходимости, с помощью автотранспорта или по железной дороге подается в цех переработки. В этом цехе ее несколько раз промывают садочной рапой с целью отмыть с поверхности ее частиц растворы солей магния. Промытую соль обезвоживают в центрифугах и направляют на сушку, а высушив, измельчают до требуемого помола на вальцевых мельницах и подают на фасовку. Расфасовывают готовый продукт в бумажные пачки (массой 1 кг) на специальных автоматах и направляют потребителям.

На пачках с солью указано, на каком сользаводе она изготовлена, ее помол, способ получения.

Растворение и выпаривание соли

Цель: Интеграция экспериментально – исследовательской деятельности в рамках единого образовательного пространства для освоения детьми образовательных областей. Повышение продуктивного сотрудничества педагога и детей.

Интеграция образовательных областей.

Образовательная область «Познавательное развитие»

Продолжать знакомить детей со свойствами соли (запах, вкус, цвет, растворимость) ;

Развивать познавательную инициативу,

Формировать умение и навыки исследовательской деятельности;

Упражнять детей в элементарном экспериментировании с солью

Упражнять в работе с лупами,

Образовательная область «Речевое развитие»

Совершенствовать диалогическую речь: учить участвовать в беседе, понятно для слушателей задавать вопросы и отвечать на них.

Развивать любознательность. Расширять представления детей о предметах и явлениях, не имевших места в их собственном опыте.

Образовательная область «Физическое развитие»

Продолжать знакомить детей с физическими упражнениями на укрепление систем организма (пальчиковая гимнастика для речевого развития); зрительная гимнастика – для профилактики близорукости).

Формировать правильную осанку.

Материал и оборудование:

Лупы по количеству детей, соль, контейнеры с водой, (по количеству детей, ложки, салфетки, видео слайды по изготовлению соли.

Ход занятия.

1. - Ребята, я снова приглашаю вас в нашу лабораторию. Мы будем проводить опыт. Но вначале поиграем.

Игра «Скажи наоборот»

Игра «Логическая цепочка»

1. - А что такое опыт? (способы, которыми пользуются ученые при изучении науки; научный эксперимент).

Опыт – это научный эксперимент. Чтобы заниматься наукой, надо быть умным, уметь думать, делать выводы. И мы хотим такими стать. Для этого проведем мозговую гимнастику.

Упражнение 1

И.п. Стоя ноги на ширине плеч. Несем плечо к бедру, а не локоть к коленке! Голова чуть-чуть поворачивается по ходу движения. Тело как будто складывается, а руки и ноги только подставляются. Рот не зажимать. Губы свободны.

Это упражнение повышает активность человека и заряжает его энергией.

Упражнение 2

Берем себя за уши – за верхнюю часть уха: большой палец сзади, указательный впереди. И мягко массируем уши, как будто немного растягивая назад и выворачивая. Массируем несколько раз сверху вниз каждую точку на кромке ушной раковины.

В голове появляется ясность, можно быстро собраться с мыслями.

Упражнение 3

Сгибаем одну руку в локте и выставляем вперед, большой палец вверх, на котором фиксируем взгляд. Большой палец руки на серединной линии тела. Мысленно перед собой представляем круг, в котором рисуем знак бесконечности – ленивую восьмерку, главное чтобы она была круглая.

Левая рука свободно свисает вдоль тела. Правой рукой спокойно и вольно рисуем: вверх по серединной линии тела, влево – вниз-вправо до серединной линии дела и по ней вверх до середины и в другую сторону: вверх-вправо-вниз-влево-сер.линия вверх.

Меняем руки. И рисуем левой рукой. Начало влево вверх.

Улучшается зрение.

3. – Пройдем в нашу лабораторию. Садитесь за столы.

Перед проведением опытов прослушайте и запомните правила лаборатории:

Отвечать друг за другом;

Не перебивать друг друга;

Выслушивать ответы товарища до конца;

Отвечать полным предложением.

Что у вас на столах? (чашечка с солью, стакан с водой).

Повторить правила техники безопасности!

Рассмотрите воду. Какая она? (жидкая, прозрачная, без запаха, не имеет формы, пресная, бесцветная).

Рассмотрите вещество в чашечке. Что это? Загадка – подсказка: Отдельно я не так вкусна, но в пище каждому нужна. (Соль.) Какая соль? Можно попробовать. (белая, кристаллы).

Соль – это единственное минеральное вещество, которое люди употребляют в чистом виде. Соль – это пищевой продукт, и мы ее знаем, как мелкие кристаллы белого цвета. На самом деле, соль природного происхождения имеет сероватый оттенок. Производится соль в разных видах: неочищенная (каменная) и очищенная (поваренная), крупная и мелкая, морская.

Где мы встречаемся с солью? (на кухне, на море).

Правильно. В море, океане вода соленая. В мире есть и озера с соленой водой, соленые озера, в них вода еще более соленая, чем в море. Посмотрите. Вот соленые озера.

4. - А теперь проводим опыт. Высыпите соль в воду. Что получилось? (соль растворилась)

Какая стала вода? (соленая)

Куда делась соль? (она растворилась)

Осталась ли соль в воде? (да, соль изменила свое состояние)

А теперь главный вопрос. Дети, а как вы думаете можно ли отделить соль от воды? Точно нельзя? Как?

(перелить в другой стакан, фильтрование. Любое предположение детей обязательно проверять на опыте)

5. Эксперимент – выпаривание соли в ложке.

Что осталось в ложке? (соль)

Ложка еще горячая, поэтому я сама попробую не вкус – действительно ли это соль? Да, дети, это соль. Значит, предположение оказалось правильным: после нагревания осталась соль.

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

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

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

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

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

2NaCl + MgS04 - Na 2SQ4 + MgCl 2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Цели: - Учить спорить, слышать своего товарища;

Развивать диалектическое мышление детей: их способность обнаруживать превращения в неживой природе;

Развивать формально – логическое мышление – умение выдвигать гипотезы, находить причинно – следственные связи, делать выводы;

Развивать речь, способность излагать и обосновывать свою точку зрения.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Растворение и выпаривание соли

Цели: - Учить спорить, слышать своего товарища;

Развивать диалектическое мышление детей: их способность обнаруживать превращения в неживой природе;

Развивать формально – логическое мышление – умение выдвигать гипотезы, находить причинно – следственные связи, делать выводы;

Развивать речь, способность излагать и обосновывать свою точку зрения.

Ход занятия.

1. - Ребята, я снова приглашаю вас в нашу лабораторию. Мы будем проводить опыт. Но вначале поиграем.

Игра «Скажи наоборот»

Игра «Логическая цепочка»

1. - А что такое опыт? (способы, которыми пользуются ученые при изучении науки; научный эксперимент).

Опыт – это научный эксперимент. Чтобы заниматься наукой, надо быть умным, уметь думать, делать выводы. И мы хотим такими стать. Для этого проведем мозговую гимнастику.

Упражнение 1 «Наклоны и перекрестные движения»

И.п. Стоя ноги на ширине плеч. Несем плечо к бедру, а не локоть к коленке! Голова чуть-чуть поворачивается по ходу движения. Тело как будто складывается, а руки и ноги только подставляются. Рот не зажимать. Губы свободны.

Это упражнение повышает активность человека и заряжает его энергией.

Упражнение 2 «Кнопка мозга»

Два пальца одной руки под ключицами – там две ямочки. Вторая рука лежит на пупке. Мягко массируете подключичные ямки. Меняем руки.

Улучшается дыхание, кровь быстрее бежит по сосудам, лучше видят глаза.

Упражнение 3 «Колпак для думанья»

Берем себя за уши – за верхнюю часть уха: большой палец сзади, указательный впереди. И мягко массируем уши, как будто немного растягивая назад и выворачивая. Массируем несколько раз сверху вниз каждую точку на кромке ушной раковины.

В голове появляется ясность, можно быстро собраться с мыслями.

Упражнение 4 «Сова»

Берем правой рукой за левое плечо посередине. Немного поворачиваем голову влево.Начинаем мять – на выдохе сжимая пальцы и говорим «УХ». Глаза расширить – смотреть как сова. Голову немного поворачиваем из стороны в сторону. Затем берем левой рукой за правое плечо и делаем то же самое.

Улучшается дыхание, уходит напряжение.

Упражнение 5 «Ленивые восьмерки»

Сгибаем одну руку в локте и выставляем вперед, большой палец вверх, на котором фиксируем взгляд. Большой палец руки на серединной линии тела. Мысленно перед собой представляем круг, в котором рисуем знак бесконечности – ленивую восьмерку, главное чтобы она была круглая.

Левая рука свободно свисает вдоль тела. Правой рукой спокойно и вольно рисуем: вверх по серединной линии тела, влево – вниз-вправо до серединной линии дела и по ней вверх до середины и в другую сторону: вверх-вправо-вниз-влево-сер.линия вверх.

Меняем руки. И рисуем левой рукой. Начало влево вверх.

Улучшается зрение.

3. – Пройдем в нашу лабораторию. Садитесь за столы.

Перед проведением опытов прослушайте и запомните правила лаборатории:

Отвечать друг за другом;

Не перебивать друг друга;

Выслушивать ответы товарища до конца;

Отвечать полным предложением.

Что у вас на столах? (чашечка с солью, стакан с водой).

Повторить правила техники безопасности!

Рассмотрите воду. Какая она? (жидкая, прозрачная, без запаха, не имеет формы, пресная, бесцветная).

Рассмотрите вещество в чашечке. Что это? Загадка – подсказка: Отдельно я не так вкусна, но в пище каждому нужна. (Соль.) Какая соль? Можно попробовать. (белая, кристаллы).

Соль – это единственное минеральное вещество, которое люди употребляют в чистом виде. Соль – это пищевой продукт, и мы ее знаем, как мелкие кристаллы белого цвета. На самом деле, соль природного происхождения имеет сероватый оттенок. Производится соль в разных видах: неочищенная (каменная) и очищенная (поваренная), крупная и мелкая, морская.

Где мы встречаемся с солью? (на кухне, на море).

Правильно. В море, океане вода соленая. В мире есть и озера с соленой водой, соленые озера, в них вода еще более соленая, чем в море. Посмотрите. Вот соленые озера.

4. - А теперь проводим опыт. Высыпите соль в воду. Что получилось? (соль растворилась)

Какая стала вода? (соленая)

Куда делась соль? (она растворилась)

Осталась ли соль в воде? (да, соль изменила свое состояние)

А теперь главный вопрос. Дети, а как вы думаете можно ли отделить соль от воды? Точно нельзя? Как?

(перелить в другой стакан, фильтрование. Любое предположение детей обязательно проверять на опыте)

5. Эксперимент – выпаривание соли на спиртовке. Что осталось в ложке? (соль)

Ложка еще горячая, поэтому я сама попробую не вкус – действительно ли это соль? Да, дети, это соль. Значит предположение оказалось правильным: после нагревания осталась соль.

6. Молодцы! Вы справились с этой задачей. Последовательно расскажите этапы нашего опыта.

Обращаю ваше внимание, что процесс был обратимым: сначала мы смешали соль и воду и получили раствор, а потом из раствора опять получили соль и воду.

Задание на дом: Какие соленые озера есть в России, найдите их названия.