Введение
1. Анализ современного состояния использования гидроминеральных ресурсов 14
1.1. Анализ распространения подземных вод 14
1.1.1. Принципы классификации подземных вод 14
1.1.2. Распространение подземных соленых вод и рассолов и особенности их состава 24
1.1.3. Характер распространения соленых вод и рассолов на территории Сибирской платформы 27
1.1.4. Природно-техногенные воды как особый вид гидроминерального сырья 32
1.2. Анализ эколого- экономических условий и перспектив использования гидроминерального сырья 35
1.2.1. Проблемы и перспективы использования гидроминерального сырья 35
1.2.2.Системный подход к технологиям комплексного использования гидроминерального сырья 37
1.2.3. Особенности обоснования параметров кондиций попутных вод месторождений полезных ископаемых 41
1.3. Технологии переработки гидроминерального сырья 46
1.3.1. Стронций в подземных водах 47
1.3.2. Анализ технологий для извлечения металлов из рассолов 49
1.4. Особенности структуры воды, термодинамические характеристики гидратации ионов и их роль в формировании свойств рассолов 54
Выводы 70
2. Научно-методологические основы исследования и разработки технологических решений использования гидроминерального сырья 73
2.1. Методологические основы исследования 73
2.2. Системные свойства рассолов, как элемента природно-сырьевых и природно-техногенных систем 77
2.3. Возможность использования эмерджентных свойств природно-сырьевых и природно-техногенных систем при решении технологических задач недропользования 83
2.4. Методологические основы анализа технологических решений 86
2.4.1. Общий анализ месторождений и проявлений подземных вод в учетом экологических ограничений 86
2.4.2. Ресурсная оценка месторождений подземных вод 89
2.4.3. Ресурсная оценка подземных рассолов, попутно вскрывающихся при отработке месторождений полезных ископаемых .91
2.4.4. Увеличение рыночной стоимости месторождений за счет вовлечения попутных вод в промышленное производство 96
Выводы 100
3. Структурные особенности рассолов Сибирской платформы 102
3.1. Формы нахождения, состояние и распределение элементов в хлоридно-натриевых и хлоридно-кальциевых рассолах Сибирской платформы 102
3.2 Влияние ионно-солевого состава рассолов на изменение характеристик их физических и структурно-химических свойств 124
Выводы 139
4. Термодинамика структурных изменений в рассолах и возможность селективного выделения микрокомпонентов 142
4.1. Природные рассолы как растворы электролитов 142
4.2. Исследование термодинамических характеристик растворимости хлорида стронция и хлорида кальция в воде 144
4.3. Изменение типа гидратации ионов с температурой 153
4.4. Активность воды и ионов в рассолах 158
4.5. Термодинамическая характеристика структурных изменений в рассолах Сибирской платформы 162
4.5.1. Расчет термодинамических характеристик компонентов рассолов и водных растворов солей — 162
4.5.2. Термодинамические характеристики природных рассолов 169
Выводы 178
5. Разработка технологических схем селективного извлечения металлов из рассолов 181
5.1. Разработка технологической классификации рассолов 181
5.2. Флотационное извлечение щелочных и щелочноземельных катионов из рассолов 184
5.2.1. Анализ факторов, влияющих на извлечение ионов из рассолов 184
5.2.2. Изменение химического потенциала ионов в процессе извлечения из рассолов 186
5.2.3. Изучение физико-химических свойств и термодинамических характеристик реагентов-собирателей в рассолах 187
5.2.4. Исследование флотации стронция и кальция из растворов и природных рассолов 198
5.2.5. Механизм селективного флотационного извлечения стронция и кальция из рассолов 204
5.2.6. Роль процессов гидратации при ионной флотации стронция и кальция 215
5.3. Извлечение микрокомпонентов из рассолов методом ионного обмена 224
5.3.1. Выбор катионообменников 225
5.3.2. Определение сорбционного равновесия в ионообменных системах 226
5.3.3. Исследование влияния свойств растворителя на диффузию ионов в рассолах 233
5.3.4. Изучение механизма ионного обмена стронция при высокой концентрации внешнего раствора 241
5.3.5.Извлечение стронция и рубидия из рассолов Коршуновского и Удачнинского ГОКов на катионообменных смолах в динамических условиях 255
5. 4. Разработка принципиальных технологических схем извлечения металлов из промышленных рассолов 258
5.4.1. Технологические схемы ионообменного извлечения металлов 258
5.4.2. Технологические схемы флотационной переработки рассолов 271
Выводы 278
Заключение 281
Литература 284
Приложения 308
