Каменная соль

Каменная соль — осадочный минерал, состоящий преимущественно из хлористого натрия. Состав примесей зависит от характеристик месторождений. Почему же это каменная соль, а не просто, например, натриевая или хлористая? Это название отражает состояние минерала и отношение к нему человека. В состоянии естественного месторождения это действительно соленые камни. Это потом, после обработки галит, как еще называют эту соль, становится просто былым соленым порошком. Именно в таком виде его называют поваренной солью.

Основные характеристики каменной соли

Свое научное название минеральный галит получил в Древней Греции. Перевод этого слова неоднозначен, однако его смысл с двумя понятиями — морем и солью. Химическая формула каменной соли простая — это NaCl в качестве основного вещества и другие элементы в качестве примесей. Чистая каменная соль содержит 61% хлора и 39% натрия.

В чистом виде этот минерал может быть:

• прозрачным;
• непрозрачным, но просвечивающим;
• бесцветным или белым с признаками стеклянного блеска.

Однако чистый NaCl в природе встречается редко. Его месторождения могут иметь оттенки цветов:

• желтого и красного (присутствие окиси железа);
• темных — от бурого до черного (примеси разложившейся органики, например, гумуса);
• серого (примеси глины);
• синего и сиреневого (присутствие хлорида калия).

Галит отличается хрупкостью, гигроскопичностью и, конечно, соленым вкусом. Минерал хорошо растворяется в воде при любой температуре, но плавится только при высоких температурах — не ниже 800°С. Огонь при плавлении окрашивается в желтые оттенки.

Кристаллическая структура каменной соли представляет собой плотный куб, в узлах которого находятся отрицательные ионы хлора. Октаэдрические пустоты между атомами хлора заполнены положительно заряженными ионами натрия. Устройство кристаллической решетки представляет собой образец идеального порядка — в ней каждый атом хлора окружен шестью атомами натрия, а каждый атом натрия соседствует с таким же количеством ионов хлора.

Идеальные кубические кристаллы в некоторых месторождениях заменяются на октаэдрические. В соляных озерах на дне могут образовываться корки и друзы.

Происхождение соляных месторождений

Каменная соль — это минерал экзогенного происхождения. Формировались залежи соли во время осадочных процессов в условиях сухого и жаркого климата. Происхождение соляных залежей связано с медленным высыханием бессточных соляных озер, морских заливов и мелководий.

В небольших количествах соль галит формируется при засолении почв, во время вулканической деятельности. Засоление почвы происходит в засушливых регионах. Этот процесс может развиваться в естественных или антропогенных условиях. Естественное засоление происходит там, где близко к поверхности подходят грунтовые воды с повышенной соленостью воды. Такая вода испаряется, а на поверхности почвы образуется соляная корка. Кроме того, засолиться почва может и сверху, например, во время нагонных морских наводнений или цунами. В этом случае большое количество соленой морской воды проникает в нижние горизонты почвы, а потом испаряется, а на поверхности отлагается соль.

Человек засаливает почву при обильном поливе в условиях засушливого климата. В регионах, где испарение воды из нижних слоев почвы в совокупности превышает приток воды с осадками, почва сильно минерализована. Если ее поливать, то увеличивается и испарение. В результате на поверхность выходят минералы, отложившиеся в разных почвенных слоях. На такой почве образуется соляная корка, препятствующая любому проявлению жизни.

Каменная соль по своему происхождению подразделяется на следующие категории:

• Самосадочную, которая образуется в эвапоритовых бассейнах, откладываясь зернистыми корками и друзами.
• Каменную, залегающую большими пластами между разными горными породами.
• Вулканическую соляную породу, которая откладывается в фумаролах, кратерах и лавах.
• Солончаки, представляющие соляные корки на поверхности почвы в условиях аридного климата.

География основных месторождений

Галит сосредоточен преимущественно в залежах Пермского периода. Это было примерно 250-300 млн. лет назад. Тогда почти повсеместно в Евразии и Северной Америке сформировался сухой и жаркий климат. Водоемы с соленой водой быстро высыхали, а пласты соли постепенно закрывались другими осадочными породами.

На территории России самые крупные залежи галита находятся на Урале (Соликамское и Илецкое месторождения), в Восточной Сибири близ Иркутска (месторождение Усолье-Сибирское). Галит добывается в промышленных масштабах в низовьях Волги, а также на берегах знаменитого соленого озера Баскунчак.

Значительные месторождения галита расположены:

• в районе Донецка (Артемовское месторождение);
• в Крыму (район Сиваша);
• на севере Индии в штате Пенджаб;
• в США — штаты Нью-Мексико, Луизиана, Канзас, Юта;
• в Иране — месторождение Урмия;
• в Польше — солевые шахты Бохня и Величка;
• в Германии неподалеку от Бернбурга, где галит имеет голубые и сиреневые оттенки;
• крупные соляные озера расположены в западной части Южной Америки.

Использование каменной соли

Как бы ни ругали применение каменной соли в пищевой промышленности и в быту, без этой «белой смерти» человек обойтись не может. Это не просто соединения минералов, хотя сложный состав каменной соли в некоторых месторождения очень ценится в медицине. Соль, растворенная в воде или в пище — это увеличение количества ионов, то есть положительно и отрицательно заряженных частиц, которые активизируют все процессы, протекающие в организме.

Однако галит нашел свое применение и в химической промышленности. Например, без NaCl не обходится производство соляной кислоты, перекиси натрия и других соединений, востребованных в разных отраслях потребления. Применение галита, кроме употребления его в пищу, обеспечивает более чем 10 000 различных процессов производства и конечного потребления.

Этот минерал по-прежнему является самым востребованным и дешевым консервантом, помогающим жить людям от одного урожая к другому, перевозить продукты на большие расстояния, запасаться пищевыми продуктами впрок. Функция соли как консерванта по-прежнему спасает по всему миру людей от голода.

В наше время хлористый натрий стал одним из самых дешевых пищевых продуктов. А когда-то были соляные бунты. Обозы с этим товаром передвигались под усиленной охраной. Этот продукт входила в состав солдатских пайков. Возможно, созвучие слов солдат и соль не случайно.

Методы добычи соли

Как добывают галит в наше время? Современная добыча осуществляется несколькими методами.

• Массовая добыча большого количества каменной соли производится шахтным способом, который заключается в извлечении каменной соли из осадочных пород. Поскольку галит представляет собой сплошной твердый монолит, его приходится размягчать при высокой температуре и под давлением. Для поднятия соли на поверхность применяются специальные солекомбайны.
• Вакуумный метод заключается в том, чтобы вываривать минералы из воды с высоким уровнем концентрации растворенной соли. Для получения рассола бурят скважину, добираясь до месторождения каменной соли. После этого в недра закачивается чистая пресная вода. Минерал быстро в ней растворяется, формируя насыщенный раствор. После этого рассол выкачивают на поверхность. Обычно так добывают соль для пищевых и медицинских нужд, поскольку рассол не содержит примесей других пород.
• Озерный метод основан на добыче соли в открытых соляных водоемах. Такой метод не требует возведения буровых скважин или строительства шахт. Однако добытый таким способом продукт нуждается в тщательной очистке, что влияет на себестоимость.
• Метод выпаривания морской воды практикуется уже около 2 000 лет. Оно было популярно в странах с сухим и жарким климатом. Для получения соли из морской воды здесь не нужны были источники энергии, поскольку солнце само прекрасно справлялось с процессом испарения воды. Однако такой процесс был очень медленным, поэтому при большой концентрации населения, жаждавшего соли, применяли специальный подогрев.

Антиподом выпаривания является метод, практиковавшийся в регионах с холодным климатом. Дело в том, что пресная вода замерзает быстрее, чем соленая. По этой причине в сосуде ранний лед при растапливании представлял собой практически пресную воду. В оставшейся воде концентрация соли при этом увеличивается. Так из морской воды одновременно можно было получать пресную воду и насыщенный рассол. Из воды позднего льда соль вываривалась быстро и с меньшими энергетическими затратами.

В наше время NaCl — продукт, ставший привычным. Употребление хлористого натрия в пищу носит характер доведения ее вкуса до состояния морской воды. Это потребность всех организмов, живущих на суше.