Кам'яна сіль

Кам'яна сіль - осадовий мінерал, що складається переважно із хлористого натрію. Склад домішок залежить від показників родовищ. Чому ж це кам'яна сіль, а не просто, наприклад, натрієва чи хлориста? Ця назва відображає стан мінералу та ставлення до нього людини. У стані природного родовища це справді солоні камені. Це потім, після обробки галіт, як ще називають цю сіль, стає просто колишнім солоним порошком. Саме в такому вигляді його називають кухонною сіллю.

Основні характеристики кам'яної солі

Свою наукову назву мінеральний галіт отримав у Стародавній Греції. Переклад цього слова неоднозначний, проте його зміст із двома поняттями — морем і сіллю. Хімічна формула кам'яної солі проста — це NaCl як основна речовина та інші елементи як домішки. Чиста кам'яна сіль містить 61% хлору та 39% натрію.

У чистому вигляді цей мінерал може бути:

• прозорим;
• непрозорим, але просвічуючим;
• безбарвним чи білим із ознаками скляного блиску.

Проте чистий NaCl у природі трапляється рідко. Його родовища можуть мати відтінки кольорів:

• жовтого та червоного (присутність окису заліза);
• темних - від бурого до чорного (домішки органіки, що розклалася, наприклад, гумусу);
• сірого (домішки глини);
• синього та бузкового (присутність хлориду калію).

Галіт відрізняється крихкістю, гігроскопічності і, звичайно, солоним смаком. Мінерал добре розчиняється у воді за будь-якої температури, але плавиться тільки за високих температур — не нижче 800°С. Вогонь при плавленні забарвлюється жовті відтінки.

Кристалічна структура кам'яної солі є щільним кубом, у вузлах якого знаходяться негативні іони хлору. Октаедричні порожнечі між атомами хлору заповнені позитивно зарядженими іонами натрію. Пристрій кристалічної решітки є зразком ідеального порядку - у ній кожен атом хлору оточений шістьма атомами натрію, а кожен атом натрію сусідить з такою ж кількістю іонів хлору.

Ідеальні кубічні кристали деяких родовищах замінюються на октаэдрические. У соляних озерах на дні можуть утворюватися кірки та друзи.

Походження соляних родовищ

Кам'яна сіль – це мінерал екзогенного походження. Формувалися поклади солі під час осадових процесів в умовах сухого та жаркого клімату. Походження соляних покладів пов'язане з повільним висиханням безстічних соляних озер, морських заток і мілководдя.

У невеликих кількостях сіль галіт формується при засоленні ґрунтів під час вулканічної діяльності. Засолення ґрунту відбувається у посушливих регіонах. Цей процес може розвиватися у природних чи антропогенних умовах. Природне засолення відбувається там, де близько поверхні підходять грунтові води з підвищеною солоністю води. Така вода випаровується, а на поверхні ґрунту утворюється соляна кірка. Крім того, засолитися ґрунт може і зверху, наприклад, під час нагінних морських повеней або цунамі. В цьому випадку велика кількість солоної морської води проникає в нижні горизонти ґрунту, а потім випаровується, а на поверхні відкладається сіль.

Людина засолює ґрунт при рясному поливанні в умовах посушливого клімату.У регіонах, де випаровування води із нижніх шарів ґрунту в сукупності перевищує приплив води з опадами, ґрунт сильно мінералізований. Якщо її поливати, то збільшується випаровування. В результаті на поверхню виходять мінерали, що відклалися у різних ґрунтових шарах. На такому ґрунті утворюється соляна кірка, що перешкоджає будь-якому прояву життя.

Кам'яна сіль за своїм походженням поділяється на такі категорії:

• Самосадочну, яка утворюється в евапоритових басейнах, відкладаючись зернистими кірками та друзами.
• Кам'яну, що залягає великими пластами між різними гірськими породами.
• Вулканічну соляну породу, яка відкладається у фумаролах, кратерах та лавах.
• Солончаки, що становлять соляні кірки на поверхні ґрунту в умовах аридного клімату.

Географія основних родовищ

Галіт зосереджений переважно у покладах Пермського періоду. Це було приблизно 250-300 млн років тому. Тоді майже повсюдно в Євразії та Північній Америці сформувався сухий та спекотний клімат. Водойми із солоною водою швидко висихали, а пласти солі поступово закривалися іншими осадовими породами.

На території Росії найбільші поклади галіта знаходяться на Уралі (Соликамське та Ілецьке родовища), у Східному Сибіру поблизу Іркутська (родовище Усолля-Сибірське). Галіт видобувається у промислових масштабах у пониззі Волги, і навіть на берегах знаменитого солоного озера Баскунчак.

Значні родовища галіта розташовані:

• у районі Донецька (Артемівське родовище);
• у Криму (район Сиваша);
• на півночі Індії у штаті Пенджаб;
• у США - штати Нью-Мексико, Луїзіана, Канзас, Юта;
• в Ірані - родовище Урмія;
• у Польщі — сольові шахти Бохня та Велічка;
• у Німеччині неподалік Бернбурга, де галіт має блакитні та бузкові відтінки;
• великі соляні озера розташовані у західній частині Південної Америки.

Використання кам'яної солі

Хоч би як лаяли застосування кам'яної солі в харчовій промисловості та в побуті, без цієї «білої смерті» людина обійтися не може. Це не просто з'єднання мінералів, хоча складний склад кам'яної солі в деяких родовищах дуже цінується в медицині. Сіль, розчинена у воді або в їжі, - це збільшення кількості іонів, тобто позитивно і негативно заряджених частинок, які активізують всі процеси, що протікають в організмі.

Однак галіт знайшов своє застосування й у хімічній промисловості. Наприклад, без NaCl не обходиться виробництво соляної кислоти, перекису натрію та інших сполук, затребуваних у різних галузях споживання. Застосування галіту, крім вживання його в їжу, забезпечує більш ніж 10 000 різних процесів виробництва та кінцевого споживання.

Цей мінерал, як і раніше, є найбільш затребуваним і дешевим консервантом, який допомагає жити людям від одного врожаю до іншого, перевозити продукти на великі відстані, запасатися харчовими продуктами. Функція солі як консерванта, як і раніше, рятує по всьому світу людей від голоду.

У наш час хлористий натрій став одним із найдешевших харчових продуктів. А колись були соляні бунти. Обози із цим товаром пересувалися під посиленою охороною. Цей продукт входила до складу солдатських пайків. Можливо, співзвуччя слів солдатів і сіль не випадкове.

Методи видобутку солі

Як видобувають галіт у наш час? Сучасний видобуток здійснюється кількома методами.

• Масовий видобуток великої кількості кам'яної солі виробляється шахтним способом, який полягає у вилученні кам'яної солі з осадових порід. Оскільки галіт є суцільним твердим монолітом, його доводиться розм'якшувати при високій температурі і під тиском. Для підняття солі на поверхню використовуються спеціальні солекомбайни.
• Вакуумний метод полягає в тому, щоб виварювати мінерали із води з високим рівнем концентрації розчиненої солі. Для отримання розсолу бурять свердловину, дістаючись родовища кам'яної солі. Після цього в надра закачується чиста прісна вода. Мінерал швидко розчиняється, формуючи насичений розчин. Після цього розсіл викачують на поверхню. Зазвичай так добувають сіль для харчових та медичних потреб, оскільки розсіл не містить домішок інших порід.
• Озерний метод заснований на видобутку солі у відкритих соляних водоймах. Такий метод не вимагає зведення свердловин або будівництва шахт. Однак видобутий таким способом продукт потребує ретельного очищення, що впливає на собівартість.
• Метод випарювання морської води практикується вже близько 2000 років. Воно було популярне у країнах із сухим та жарким кліматом. Для отримання солі з морської води тут не потрібні були джерела енергії, оскільки сонце чудово справлялося з процесом випаровування води. Однак такий процес був дуже повільним, тому при великій концентрації населення, яке бажало солі, застосовували спеціальний підігрів.

Антиподом випарювання є метод, що практикувався у регіонах із холодним кліматом. Справа в тому, що прісна вода замерзає швидше, ніж солона.З цієї причини в посудині ранній лід при розтоплюванні був практично прісною водою. У воді, що залишилася, концентрація солі при цьому збільшується. Так із морської води одночасно можна було отримувати прісну воду та насичений розсіл. З води пізнього льоду сіль виварювалася швидко та з меншими енергетичними витратами.

Нині NaCl — продукт, що став звичним. Вживання хлористого натрію для харчування носить характер доведення її смаку до стану морської води. Це потреба всіх організмів, що живуть на суші.