Гидрогеохимия / Изучение компонентного состава продуктов вымораживания

Изучение компонентного состава продуктов вымораживания

Анализ результатов термодинамического моделирования распределения ионов рассолов в свободной форме (не связанных в ассоциаты и комплексы - Sr²⁺, Li⁺, Na⁺, Ca²⁺ и др.) между фазами (жидкой и ледяной) показал следующее. До минерализации 100 г/дм³ количество свободных ионов натрия не изменяется. При минерализации выше 100 г/дм³ содержание свободных ионов натрия в обеих фазах уменьшается, но в жидкой фазе интенсивнее (рис. 62).

Рис. 61. Опреснение рассолов в результате вымораживания

Рис. 62. Содержание свободных ионов Na+ при вымораживании

Доля свободных ионов калия не меняется, и для обеих фаз рассолов разных минерализаций она одинаково высока - около 100%, что не характерно для макрокомпонентов (очевидно, из-за плохой склонности калия к комплексообразованию) (рис. 63).

Рис. 63. Содержание свободных ионов К⁺ при вымораживании

Количество свободных ионов кальция и хлора до минерализации 100 г/дм³ практически не меняется и равно 97%. При минерализациях свыше 100 г/дм³ этих ионов в свободном состоянии в жидкой фазе становится меньше, чем в ледяной, из-за комплексообразования (рис. 64-65).

Рис. 64. Содержание свободных ионов Са²⁺ при вымораживании

Рис. 65. Содержание свободных ионов Cl^- при вымораживании

Доля свободных ионов лития, рубидия и стронция в рассолах с минерализаций до 220 г/дм³ высока и составляет около 100% (рис. 66-68).

Рис. 66. Содержание свободных ионов Li⁺ при вымораживании

Рис. 67. Содержание свободных ионов Rb⁺ при вымораживании

Рис. 68. Содержание свободных ионов Sr²⁺ при вымораживании

Видно, что в процессе вымораживании рассолов все элементы концентрируются в жидкой фазе. С увеличением общей минерализации рассола увеличивается и разница в концентрациях элементов, вовлекаемых в ледяную часть и остающихся в рассоле. Микрокомпоненты Li, Sr, Rb и макрокомпонент К содержатся в виде свободных ионов в обеих фазах -ледяной и жидкой - для рассолов с минерализацией до 220 г/дм³. Макрокомпоненты Na, Ca, Cl с повышением общей минерализации рассола переходят из свободной формы в ассоциаты и комплексы. Особенно это характерно для Са и Cl-ионов. Полученные данные свидетельствуют о том, что стронций можно селективно отделить от кальция, за счёт разницы в форме его нахождения в рассоле.