Головна / Салати/ Спосіб випарювання розчинів із кристалізацією солей. Як видобувається сіль з морської води? Випарювання солі з морської води

Спосіб випарювання розчинів із кристалізацією солей. Як видобувається сіль з морської води? Випарювання солі з морської води

Отримання кухонної солі із чорноморської води та вивчення її властивостей (Автор: Борисенко Олександра, МОУ «Техніко-економічний ліцей» м. Новоросійська, Краснодарський край. Керівник Козлова Н.П.)

З давніх-давен жителі Кубані шукали можливість отримання місцевої солі через високу вартість привізної. Організм первісної людини отримував необхідну сіль із їжею тваринного походження. Сіль вплинула на багато людських мов. Ще зовсім недавно сіль була настільки дорогою, що через неї влаштовували війни, а іноді брак солі викликав «соляні бунти». Зараз проблему видобутку солі на Кубані так і не вирішено, і я вирішила вивчити способи її отримання.

Ціль:Одержання кухонної солі (NaCl) із чорноморської води та можливості її використання для мешканців Кавказького узбережжя.

Для досягнення мети я поставила наступні завдання:

1. Вивчити способи видобутку та властивості кухонної солі.

2. Вивчити сферу використання кухонної солі в житті людини.

3. Провести експеримент з отримання хлориду натрію із води Чорного моря та визначити її солоність у Цемеській бухті.

4. Оцінити економічну ефективність одержання солі з морської води.

Методи:Для проведення експерименту я використовувала комбінований спосіб древніх поморів послідовного виморожування та випарювання.

Гіпотеза:Поварена сіль, отримана з води Чорного моря, має всі властивості та якості солі, що є у продажу.

Поварена сіль має слабкі антисептичні властивості; 10–15% вміст солі запобігає розвитку гнильних бактерій, що зумовлює її широке застосування як консервант, а в минулому при обробці шкіряної та хутряної сировини. Раніше говорили: «Одне око на полицю (де хліб), інше – в солонку (сільничку)», «Без хліба не ситно, без солі не солодко».

У природі хлорид натрію зустрічається у розчиненій формі у морській воді та у вигляді мінералу галіту – кам'яної солі. Слово «гали» походить від грецького «галос», що означає і «сіль», і «море». Галить рідко буває чисто білого кольору. Найчастіше він бурий або жовтуватий через домішки сполук заліза.

У сучасній промисловості сіль видобувають переважно трьома способами:

1. Відкритий спосіб - розробка пластів солі, що виходять на поверхню (Артемівське родовище)

2. Шахтний спосіб - розробка підземних родовищ (Ілецьксоль, Тиретський солерудник та ін.)

3. Виморожування або випарювання солі із солоних водойм (Баскунчакське родовище, озеро Ельтон та ін.)

Сіль, що продається в магазинах, складається з NaCl приблизно на 97%; решта припадає на різні природні домішки та спеціальні добавки (йодиди, карбонати, фториди).

Місткість з попередньо відфільтрованою морською водою я помістила в морозильну камеру, в якій вона знаходилася при температурі -18°С протягом 7 годин. Прісний лід, що утворився, після розкриття пластикової ємності був видалений, а 120 р. рідини, що залишилася, або рапи перелито в сталеву ємність. Рапа випарювалася на газовому пальнику протягом 19 хвилин. Після випарювання по всьому днищу ємності утворилися кристали у вигляді нерівної, пористої тендітної кірки білого кольору. Розмір кристалів коливається від 05 до 5 мм. Майже всі вони не мають регулярної форми, і лише окремі екземпляри наближаються до куба. При спробі відокремлення від кірки кристали руйнуються, перетворюючись на білий порошок. Розподіл домішок різних солей у морській воді може коливатися під впливом різних факторів у широких межах (аварійні скидання промислових підприємств, забруднення пестицидами тощо).

Грошові витрати в експерименті з визначення солоності складаються з оплати за витрату електроенергії на роботу морозильної камери та витрати газу. Витрата електроенергії за показаннями електролічильника становила 4,7 кВт/год. Через відсутність газового лічильника оплату роботи газового пальника прийнято дорівнює 0,7 руб. Сумарні витрати на випарювання солей з морської води склали 4,7 х1, 97 +0,7 = 9,96 руб. Комерційна вартість кухонної солі у роздрібній мережі дорівнює 10 руб. за 1кг.

Я вивчила основні властивості, способи видобутку та одержання хлориду натрію та провела експеримент, у ході якого з'ясувалося:

1. Солоність морської води в лабораторних та польових умовах можна визначати методом виморожування та випарювання.

2. При використанні технології виморожування та випарювання з морської води в кінцевому продукті виходить хлорид натрію з домішками інших солей у масовому обсязі до 20-25%.

3. Отримані в ході експерименту дані про грошові витрати на виморожування та випарювання солей з морської води можуть бути використані для планування аналогічних навчальних робіт у шкільних лабораторіях.

Вероніка Тапханаєва
Конспект НОД «Випарювання солі»

Конспект

У підготовчій групі:

Тема: Випарювання солі

Виконала: Тапханаєва В. А.

Цілі. Формування уявлень про випаровування води. Розвиток здібностей до перетворення.

Матеріал. Картинка із зображенням моря, річки, соляного озера; сіль пробірка, спиртування.

Методичні вказівки

Вихователь. Хлопці, пам'ятаєте наш досвід із крапелькою одеколону? Що сталося із цією крапелькою? (Вона випарувалася.)Що означає – випарувалася? (Зникла.)Так, вона зникла, але не одразу. Вона ставала все меншою, спочатку була більшою, а потім випаровувалась, випаровувалась і зовсім зникла. А що ще може випаруватися? (Вода. Рідини.)Правильно, всі рідини можуть випаровуватися: Чим вода, яка тече з крана, відрізняється від води в морі? (вода в морі солона.)Правильно, вода в морі солена, і якщо скуштувати її на смак, ми відчуємо сіль. А ось вода, яка тече з крана, – несолона, і її можна пити. Вода у річці теж солена. Але ми з вами знаємо, що людям потрібна сіль – її додають у їжу, щоб було смачно. Ви, мабуть, помічали, що коли ваша мати готує, то вона солить суп, котлети, пельмені та інші страви, а інакше буде несмачно їсти. Звідки береться сіль? Існують соляні озера, вода в яких дуже солона. (Показує ілюстрацію.)Коли вода випаровується, сіль, яка була в воді, залишається. Подивіться на картинку: сіль лежить по берегах озера… Цю сіль можна збирати і додавати в їжу Але можна і самим отримати сіль. Давайте проведемо досвід і отримаємо із солоної води сіль.

У мене склянка з водою, а у банку-сіль. Спробуйте її на смак – солена? Я кладу сіль у воду, розмішую. Бачите у склянці з водою сіль? Може, вона зникла – її ж не видно? Як довести, що вона нікуди не поділася? Так, вона залишилася у воді – вода стала солоною. (пробує воду на смак, морщиться.)Яка солона! Хто хоче скуштувати? Ця вода дуже солона, тому що в ній є сіль. Але ми цієї сіль не бачимо. Перед нами складна завдання: у нас вода із сіллю, тобто солена вода. А чи можна назад відокремити сіль від води? Хто знає?

Важливо стимулювати розумову активність дітей та отримати від них різні відповіді, а потім підвести до висновку: "Воду потрібно нагріти".

Вихователь. Добре. А якщо воду нагріти, то що вийде?

Діти. Вода полетить, а сіль лишається.

Вихователь. Дуже цікава ідея. Давайте перевіримо - чи справді, якщо сильно нагріти воду, вдасться відокремити сіль відводи. Щоб вийшло із солоної води сіль, треба із солоної води сіль, треба солону воду випарувати, Т. е. випарувати. Вода випарується, а сіль залишиться. Як випарувати воду? Що потрібно для цього зробити?

Діти. Нагріти воду.

Вихователь. Нині проведемо досвід. Нагріємо солону воду і подивимося, що буде.

Воду наливають у пробірку або столову ложку та нагрівають на полум'ї спиртування. Через деякий час вода закипає, з'являється пара.

Педагог питає: «Хлопці, бачите, вода випаровується – вже з'явилася пара Вода перетворюється на пару».

Через деякий час на дні пробірки починає з'являтися сіль.

Педагог питає: «Хлопці, бачите, що там на дні з'явилося біле? Що це? (Сіль.)Та це сіль. Значить, мали рацію ті, хто сказав, що нагріємо воду і виділимо сіль. А куди поділася вода? Адже спочатку у нас були вода і сіль, а тепер сіль є, а вода зникла. Правильно вода випарувалася, а сіль залишилася.

Воду із пробірки випарюють майже до кінця, поки на стінках і на дні пробірки не буде добре видно сіль, що осіла.

Вихователь. Воду ми нагрівали і вона (випарувалася). Вода перетворюється на (пар). Дуже добре!

Публікації на тему:

Конспект сюжетно-рольової гри «Юні дослідники у лабораторії солі»КОНСПЕКТ ЩОДО СЮЖЕТНО-РОЛЬОВОЇ ІГРИ: «ЮНІ ДОСЛІДНИКИ В ЛАБОРАТОРІЇ СОЛІ» У ПІДГОТОВЧІЙ ДО ШКОЛИ ГРУПІ. Вихователь: Боровська Ольга.

Конспект заняття з нетрадиційного малювання: Малювання з солі «Олешка». Попередня робота: перегляд мультфільму «Олешка – білі.

Конспект заняття в середній групі «Властивості цукру та солі»Діти до нас надійшов лист на електронну пошту. Що там написано? Та це ж маша нам.

Актуальність. Дослідницька діяльність у дитячому садку – це весело та захоплююче. Дитина за своєю натурою – дослідник. Невгамовна.

Всі хлопці дуже люблять грати з піском та малювати крейдою на асфальті. Ми в нашій середній групі зробили гарну "райдугу" у стаканчиках, використовуючи.

Відкрите заняття з експериментальної діяльності у підготовчій групі відповідно до ФГОС «Випарювання солі»Мета: формування уявлень дітей про випаровування води та кристалізації солі та її властивості через дослідницьку діяльність. Завдання.

Як видобути сіль з морської води? Протягом століть це питання ставило в глухий кут моряків, що блукають морями, і учнів, що так само блукають по ярмарках наукових проектів. Відповідь проста: випаровування. Коли ви змушуєте морську воду випаровуватися (природним шляхом або штучно розігріваючи її), на пару перетворюється одна лише вода, а сіль залишається. Маючи це знання, досить легко відокремити сіль від води за допомогою простих матеріалів, які, можливо, вже є у вас вдома.

Кроки

Як провести базовий експеримент з випаровування води

Нагрійте воду і додайте до неї солі, щоб одержати солону воду.За допомогою цього простого експерименту легко побачити принципи випаровування у дії. Для початку вам знадобиться звичайна дрібна сіль, вода з-під крана, сковорода, трохи чорного будівельного картону і плита. Налийте кілька чашок води в сковороду та поставте її на запалений пальник. Зачекайте, поки вода нагріється: їй необов'язково закипати, просто чим вона гарячіше, тим швидше в ній розчинятиметься сіль.

Додайте сіль|соль|, поки|доки| вона не перестане розчинятися.Продовжуйте сипати її по чайній ложці та розмішувати. Зрештою, ви досягнете того стану води, коли вона більше не зможе розчиняти сіль, якою б гарячою вона не була. Це називається лінією насиченняводи. Вимкніть пальник і дайте воді злегка охолонути.

Налийте столовою ложкою воду на чорний будівельний картон.За допомогою черпака або столової ложки вилийте трохи солоної води на шматок темного будівельного картону. Покладіть цей шматок на тарілку, щоб не намочити робочу поверхню або стіл. Все, що вам потрібно тепер – це чекати, доки вода не випарується. Цей процес відбуватиметься швидше, якщо залишити картон на сонячному світлі.

Зачекайте, поки сформується сіль.У міру випаровування вода залишатиме після себе мініатюрні кристали солі. Вони мають виглядати як маленькі блискучі білі або прозорі пластівці на поверхні картону. Вітаємо! Ви щойно відокремили сіль від води.

Спокійно зіскребіть собі трохи солі з паперу, щоб приправити їжу: вона повинна бути абсолютно безпечною та придатною до вживання в їжу. Але слідкуйте за тим, щоб не поскребти разом з нею і частинки паперу собі в їжу!

Як зробити дистилятор

Почніть із кип'ятіння ковшика солоної води.Простий експеримент, описаний вище, показує, як видобути сіль із води, але що, якщо ви хочете отримати ще й менш солону воду? Дистиляція – ось відповідь. Дистиляція – це процес нагрівання води для її відокремлення від інших розчинених у ній хімікатів, потім – збирання конденсату, який має бути відносно "чистий". У цьому випадку ми почнемо з того, що зробимо кілька чашок солоної води (читайте вище, як) і закип'ятити їх на плиті.

Прикрийте кришку кришки, але не повністю.Далі, знайдіть кришку для свого ковшика (вона необов'язково має ідеально підходити). Покладіть кришку так, щоб якась її частина звисала з ковшика і знаходилася нижче за всі інші частини. Спостерігайте, як на кришці починає формуватися конденсат, а потім капати з неї.
- У міру кипіння солоної води сама вода (без солі) перетворюватиметься на пару і підніматиметься з ковшика. Зіткнувшись з кришкою, пара злегка остуджуватиметься і формуватиме рідкий конденсат (воду) на нижній частині кришки. Ця вода не містить сіль, тому все, що нам залишається – це зібрати очищену від солі воду.
Дайте воді накопичитися у мисці.Так як вода біжить вниз, конденсат з внутрішньої сторони кришки буде природно збиратися в нижній точці. Як тільки його збереться достатньо, він почне формуватись у краплі і падати вниз. Поставте під цю точку миску, щоб упіймати краплі дистильованої води.
- Якщо хочете, можете спустити від нижньої точки кришки в миску довгий, вузький металевий або скляний об'єкт (на зразок скляної палички для помішування або термометра): тоді вода збігатиме по ньому прямо в ємність.
Якщо потрібно, повторіть попередній крок.Чим довше кипить вода в ковшику, тим більше води, що дистилює, має зібратися в мисці. Ця вода буде позбавлена більшої частини солі. Тим не менш, у деяких випадках невелика кількість солі все ж таки залишиться. Тоді вам може знадобитися подвійна дистиляція: кип'ятіння вже зібраної води в миску для видалення залишків солі.
- Технічно ця вода має бути придатною для пиття. Тим не менш, якщо ви не впевнені в тому, що кришка від ковшика і миска для збору води (і металева або скляна паличка для її стоку, якщо ви користувалися нею) були чистими, не варто її пити.

Як скористатися незвичайними методами

Використовуйте зворотний осмос.Методи, описані вище, далеко не єдині для відділення солі від води, просто вони найзручніші для більшості людей в домашніх умовах. Але ще можна очистити воду від солі за допомогою особливих матеріалів. Наприклад, згідно з способом, званим зворотним осмосом, можна прибрати сіль із води через проникну мембрану. Ця мембрана діє як фільтр, пропускаючи тільки молекули води і затримуючи розчинені забруднювачі на кшталт солі.
Додайте|добавляйте| деканову кислоту.Інший спосіб відокремити сіль від води – хімічна реакція. Дослідження показали, наприклад, що обробка солоної води за допомогою хімікату під назвою «деканова кислота» – надійний спосіб видалити сіль. Після додавання кислоти та легкого нагріву та охолодження сіль та інші домішки «випадають» з розчину (тобто тверднуть і осідають на дні). Коли реакцію завершено, вода і сіль опиняються у двох абсолютно роздільних шарах, завдяки чому стає так легко відокремити воду.
- Деканова кислота доступна в магазинах хімікатів: зазвичай вона коштує близько 30-40 $ за пляшечку.

Винахід відноситься до галузі виробництва глинозему, соди, поташу та інших солей, безпосередньо до процесу випарювання розчинів у трубчастих випарних апаратах. Спосіб включає нагрівання розчину парою з видаленням конденсату і виведенням випареного розчину з кристалами солей і вторинної пари з сепаратора трубчастого випарного апарату, при цьому частину конденсату у вигляді дрібних бризок вводять в простір паровий сепаратора. Конденсат вводять у паровий простір сепаратора обсягом 0,3-2% від конденсату. В результаті збільшився час між зупинками на розмивання трубок до 40 діб із скороченням кількості закупорених трубок до 10%; отримано чистий конденсат із поверненням на ТЕЦ після сепаратора без краплеуловлювача; збільшилася кратність використання пари на один щабель за рахунок збільшення теплопередачі та виключення опору заростаних краплеуловлювачів; знизилася питома витрата пари на тонну випареної води з 0,62 до 0,33 т/т. 1 з.п. ф-ли, 1 іл.

Винахід відноситься до галузі виробництва глинозему, соди, поташу та інших солей, безпосередньо до процесу випарювання розчинів у трубчастих випарних апаратах. Відомий спосіб випарювання розчинів у трубчастих випарних апаратах з кристалізацією солей (Перцев Л.П., "Трубчасті випарні апарати для розчинів, що кристалізуються". М. , Машинобудування, 1982 р., с. 29, рис. 15; с. 66, рис. 42). Цей спосіб включає нагрівання розчину парою з видаленням конденсату і виведенням випареного розчину з кристалами солей і вторинної пари з сепаратора трубчастого випарного апарату. Недоліками способу є:

Закупорювання гріючих трубок сольовими кірками, що відвалилися від стінок сепароторів до 20-30% і часті зупинки апарату через 3-4 діб для промивання водою кожної окремої трубки;

Зниження продуктивності апарату та кратності використання пари через заростання найбільш ефективних сітчастих або жалюзійних краплевідділювачів, а також через закупорювання трубок, що гріють;

Збільшення вартості сепаратора через ускладнення встановлення дорогих краплеуловлювачів і збільшення обсягу;

Збільшення витрати пари на випарювання промивних вод. Причиною заростання стінок сепараторів і краплеуловлювачів є осадження крапель пульпи з пересиченням по солях розчином і їх висушування перегрітим на величину депресії парою розчину, що упарюється, на 12-20 o С. Технічним завданням винаходу є виключення заростання солями стінок сепараторів сепараторів кірками. Рішення технічної задачі досягається тим, що 0,3-2% конденсату у вигляді дрібних бризок вводять у паровий простір сепаратора. На кресленні представлений випарний апарат, який використовує запропонований спосіб. Випарний апарат складається з гріючої камери 1, сепаратора 2, труби подачі частини конденсату в сепаратор 3, форсунки 4. Пар надходить у міжтрубний простір гріючої камери 1, а розчин у сепаратор 2, де він змішується з циркулюючим випареним кристалізується розчином. Конденсат видаляється з камери, що гріє, 1 і частина його по трубопроводу 3 через форсунку 4 вводиться в паровий простір сепаратора 2. Введення дрібних крапель в об'єм пари, забрудненого краплями пульпи, виключає перегрів вторинної пари, перенасичення розчину крапель по солях за рахунок їх злиття , що запобігає утворенню кірки солей і здійснює промивання вторинної пари від крапель пульпи. Для промислового випробування способу однієї чотирикорпусної випарної установки 0,4-0,6% конденсату першого корпусу була введена в пустотілі сепаратори (без краплеуловлювачів) через форсунки. В результаті порівняно з найбільш потужними випарними апаратами 800 м 2 , що працюють без введення конденсату, з кристалізацією безводної соди при содопоташному виробництві:

Збільшився час між зупинками на розмивання трубок до 40 діб із скороченням кількості закупорених трубок до 10%;

Отримано чистий конденсат із поверненням на ТЕЦ після сепаратора без краплеуловлювача;

Збільшення кратність використання пари на один щабель за рахунок збільшення теплопередачі і виключення опору краплеуловлювачів, що заростаються;

Знижено питому витрату пари на тонну випареної води з 0,62 до 0,33 т/т.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб випарювання розчинів з кристалізацією солей, що включає нагрівання парою в трубчастих випарних апаратах з видаленням конденсату пари і виведенням випареного розчину і вторинної пари з сепаратора і подачу конденсату в паровий простір сепаратора випарного апарату над розчином, який відрізняється тим, що конденсат, подава простір сепаратора відбирають з міжтрубного простору і отриману пароконденсатну суміш вводять через форсунку у вигляді дрібних бризок. 2. Спосіб за п. 1 відрізняється тим, що конденсат вводять у паров простір сепаратора в обсязі 0,3-2% від конденсату.

Одержанням солі з морської води людина почала займатися з давніх-давен, а конкретніше - тоді, коли з'явилася в його раціоні рослинна їжа. Технологія отримання була досить простою: від моря відділялися ділянки у вигляді лагун, в яких під дією сонця вода випаровувалась, а сіль викристалізовувалась і тримала в облозі на дно. Її збирали та вживали в їжу.

Основний недолік такої солі – велика кількість «непотрібних» для людського організму домішок: гіпсу, аншдриту, сульфату кальцію. Однак у міру розвитку даної технології було помічено, що солі, що містяться в морській воді, можна облягати окремо. З цією метою в одних басейнах (підготовчих) проводиться осадження вказаних домішок, а в інших (осадових) - осадження солі. Поварена сіль, отримана в такий спосіб, набагато чистіша, приємніша на смак.

За наведеним принципом працюють сучасні солепідприємства. На Україні це Генічний, Геройський сільзаводи та сільзавод «Соляне».

Як видобувається сіль з морської води?

Підприємства з отримання кухонної солі складаються з двох ділянок: 1) видобутку та 2) переробки солі.

Перша ділянка - басейнове господарство - включає басейни з перемичками і шлюзами, поживні обвідні канави і канави для відведення маточного розсолу, а також майданчики для складування свіжої солі. Басейни поділяються за своїм призначенням на підготовчі, запасні та садові.

Поварена сіль із морської води. Технологічний процес видобутку кухонної солі включає наступні стадії: підготовку басейнової системи до випарного сезону, заготівлю садової рапи та її зберігання, садіння, збирання та зберігання солі.

В умовах Криму підготовку басейнів проводять наприкінці листопада. Для цього сіль розчиняють морською водою, яку потім, після розчинення солі, перекачують в запасні басейни.

Далі дно садочних басейнів вирівнюють, за допомогою масивної металевої гладилки, що є звареною рамою з ножами і переміщується солекомбаном. Дно басейну після «прасування» просушують, заливають невеликим шаром води та залишають до весни.

Навесні басейни випорожнюють, дно вирівнюють котками і заливають відповідно підготовленою садковою ропою, одержуваної з морської води шляхом природного концентрування випаровуванням або в підготовчих басейнах, або природних озерах (там, де вони є). Садова рана зберігається в запасних басейнах, відмінною особливістю яких, від підготовчих та садових, є велика глибина (близько 3 м).

Випарний сезон на півдні України та в Криму розпочинається у квітні. У міру випаровування води із садових басейнів виробляється їх доливання. В цей же час відбувається і виділення солі на дні басейнів у вигляді шару, товщина якого до кінця сезону випаровування досягає 80 мм. Маточна ропа, що накопичилася, скидається в море або озера. Збирання солі роблять комбайнами і складують тут же, на березі, у вигляді пагорбів. У пагорбах сіль не лише зберігається, а й промивається атмосферними опадами.

Сіль з пагорбів, при необхідності, за допомогою автотранспорту або залізницею подається до цеху переробки. У цьому цеху її кілька разів промивають ріпаю садочку з метою відмити з поверхні її частинок розчини солей магнію. Промиту сіль зневоднюють у центрифугах і направляють на сушіння, а висушивши, подрібнюють до необхідного млива на вальцевих млинах і подають на фасування. Розфасовують готовий продукт паперові пачки (масою 1 кг) на спеціальних автоматах і направляють споживачам.