Изучения элементного состава гидротермальных подземных соленых вод скважины «КАТТАКУМ-2» месторождения Хаудаг

АННОТАЦИЯ

Исследования элементного состава гидротермальных подземных соленых вод скважины «Каттакум-2» месторождения Хаудаг проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM (scannedelectron EVO MA 10), при этом составы пленок определялись c помощью энерго-дисперсионного элементного анализатора марки EDX (OxfordInstrument).

ABSTRACT

The elemental composition of the hydrothermal underground salt water of the Kattakum-2 well in the Khudag field was carried out using a SEM scanning electron microscope (scannedelectron EVO MA 10), and the film compositions were determined using an EDX energy-dispersive element analyzer (Oxford Instrument).

Ключевые слова: йод, бром, йодсодержащая вода, месторождения, соленых вод, месторождения.

Keywords: iodine, bromine, iodine-containing water, deposits, salt water, deposits.

Введение. В мире йод используется в пищевой и фармацевтической промышленности, медицине и ветеринарии, производстве минеральных удобрений, применяется в химической промышленности в качестве катализатора, при получении некоторых особо чистых материалов, специального стекла и синтетических каучуков. Кроме того, йод является основным фактором для предотвращения эндемического зоба и других видов заболеваний. Поэтому для обеспечения потребности в йоде в республике приоритетной задачей становится разработка совершенной технологии получения йода в промышленных масштабах из основных источников, таких как подземные гидротермальные воды. Дефицит йода в питании может не иметь ярко выраженных проявлений. Поэтому он получил название «скрытый голод». 5 октября 1999 г. Правительством Российской Федерации было принято Постановление № 1119 «О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода».

Общее содержание йода в организме человека – около 25 мг, из них больше половины (~15 мг) входит в состав щитовидной железы. Щитовидная железа вырабатывает в течение 3 суток 1 мг тироксина (вещество, содержащее свыше 60% йода), для синтеза которого необходимо 0,65 мг йода, т. е. около 200 мкг в сутки.

По предварительным данным Геологической службы США, мировая добыча йода в 2011 г. увеличилась на 1% – до 29,0 тыс. т, а ее географическая структура, в т. ч. и мировая добыча йода по годам, приводится в таблице 1.

Чили – мировой лидер по производству йода (доля в 2010 г. – более 58%), его добыча в 2011 г. увеличилась почти на 3% относительно показателя 2010 г. В стране базируются два крупнейших в мире продуцента йода, которые в 2011 г. эксплуатировали свои предприятия на уровне, близком к проектной мощности, и планировалось расширить мощности с целью удовлетворения повысившегося спроса на продукцию и получения дополнительной прибыли в условиях ее подорожания.

Таблица 1.

Мировая добыча йода

* – предварительные данные; ** – округленные показатели без учета США.

Третий из крупнейших в стране производителей йода намерен реализовать проект по строительству нового йодного предприятия, которое должно заменить ныне действующее (оба расположены на территории Чили).

Второй крупнейшей в мире страной-продуцентом йода является Япония, чье производство ассоциировано с месторождениями газа на соляных озерах; в 2011 г., по предварительной оценке, она повысила выпуск йода на 1% по сравнению с предыдущим годом [1, с. 1].

Актуальная задача современности – расширение границ использования минеральных ресурсов как путем повышения полноты и комплексности их извлечения из недр, так и за счет освоения нетрадиционных видов полезных ископаемых, к которым можно отнести и воду.

Потенциальные ресурсы подземных промышленных гидротермальных вод, подземных промышленных гидротермальных вод на территории Сурхандарьинской области, оцененных в 1998-2017 гг., представлены в таблице 2 [2, с.  366].

Таблица 2.

Потенциальные ресурсы попутных подземных гидротермальных вод и редких элементов по некоторым наиболее перспективным платформенным артезианским бассейнам

Примечание: ГТВ – гидротермальные воды; ПНВ – попутно нефтяные воды.

Экспериментальная часть. Природные месторождения, содержащие йод, бром и другие ценные компоненты, являются объектами для их промышленного производства. Видно, что в полученных экспериментальных данных при изучении объектов Хаудаг содержание йода в водах колеблется от 17,4-24,43 мг/л, а брома – 313,2-426,4 мг/л при рН от 5,1-6,8, температуре 39-76°С, а минерализация составляет 113,0-283,0 г/л в зависимости от месторождения.

Результаты и их обсуждение.  

 Определение элементного состава гидротермальных подземных соленых вод скважины «Каттакум-2» месторождения Хаудаг

Исследования элементного состава гидротермальных подземных соленых вод скважины «Каттакум-2» месторождения Хаудаг проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM (scannedelectron EVO MA 10), при этом составы пленок определялись c помощью энерго-дисперсионного элементного анализатора марки EDX (OxfordInstrument).  

Рисунок 1. Данные электронно-микроскопического анализа

Таблица 3.

Химический состав соли иссушенных подземных вод

Рисунок 2. Данные элементного анализа

Результаты анализа сканирующего электронного микроскопа c энерго-дисперсионным элементным анализатором показали, что для спектра 52 полученного образца элементы I₂ и Br₂ составляли (в вес. %) 0.61 и 1.61 соответственно (рис. 2).

На основе полученных нами многолетних экспериментальных данных удалось выявить, что изученные подземные воды по содержанию йода и их запасов вполне пригодны для использования в целях промышленного извлечения йода.

Однако представляет интерес изучение формы нахождения йода в подземных водах. Знание формы нахождения йода позволяет разработать и применить доступные дешевые технологические способы извлечения йода из соленых подземных вод.

Выводы.

Природные месторождения, содержащие йод, бром и другие ценные компоненты, являются объектами для их промышленного производства. Видно, что в полученных экспериментальных данных при изучении объектов Хаудаг содержание йода в водах колеблется от 17,4-24,43 мг/л, а брома – 313,2-426,4 мг/л при рН от 5,1-6,8, температуре 39-76°С, а минерализация составляет 113,0-283,0 г/л в зависимости от месторождения.

Результаты анализа сканирующего электронного микроскопа c энерго-дисперсионным элементным анализатором показали, что для спектра 52 полученного образца, для элементов I и Br составляли (в вес.%) 0.61 и 1.61 соответственно (рис. 2).

Список литературы:

1. Мировой и американский рынки йода.  https://ukrchem.dp.ua/2012/05/07/ mirovoj- i-amerikanskij-rynki-joda-2011-god.html
2. Умбаров И.А. Комплексная переработка природных подземных вод // Горно-металлургический комплекс: достижения, проблемы и перспективы инновационного развития: Тез. докл. Республ. науч.-техн. конф.  – Навои, 2016. – С. 366.