Чтение онлайн

В 1916 г. в Великобритании впервые начали добывать калий из морской воды. В дальнейшем широкое производство калия из морской воды было организовано англичанами на побережье Мертвого моря. В настоящее время, кроме Великобритании, морская добыча калия производится в Италии, Японии (более 10 тыс. т в год) и в КНР. В СССР добыча калия и его соединений из морской воды в ближайшие годы будет производиться из заливов Кара-Богаз-Гол и Сиваш.

Около 99 % мировых запасов брома приходится на воды Мирового океана. Впервые он был извлечен из морской воды в конце 20-х гг. текущего столетия и с тех пор морская добыча брома получила широкое распространение в ряде зарубежных стран. Сейчас в США, Великобритании, Индии, Канаде, Бразилии, Японии, Италии, Франции ежегодно добывается более 100 тыс. т брома из морской воды. Бром широко применяется в фармацевтической промышленности, в фото- и киноделе, в кожевенной, химической, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслях промышленности.

Предпринимаются попытки различными государствами добывать из морской воды золото, уран, литий, рубидий, цезий и некоторые другие редкоземельные металлы, нашедшие в последние годы широкое применение в различных отраслях промышленности.

Большое внимание уделяют разработке методики добычи урана из морской воды Великобритания и Япония, которые не имеют собственных месторождений радиоактивного сырья. Великобритания уже в конце 40-х гг. XX в. начала проводить опыты по извлечению урана из морской воды сорбционным методом. На сегодня это наиболее перспективный метод, при котором морская вода пропускается через слой зернистого нерастворимого и прочного вещества — сорбента. Хороший сорбент способен избирательно извлекать из воды нужные металлы. Великобритания в качестве сорбента использовала гидроокись титана. После ряда удачных экспериментов планировалось даже создание специального завода для промышленного получения урана в заливе Менай Ирландского моря. Однако в связи с тем, что строительство завода оказалось значительно дороже, чем предполагалось, н из-за некоторых недоработок в технологии этого процесса оно было приостановлено.

В 1971 г. в Японии был испытан новый сорбент, в который, кроме гидроокиси титана, входит активированный уголь. По расчетам японских специалистов, если на 1 г сорбента удастся получить 1 мг урана, то добыча урана из морской воды будет дешевле добычи из обычных руд. Судя по сообщениям печати, Япония сумела этого добиться и решила приступить к строительству экспериментального завода по извлечению урана из морской воды. Этот завод намечается создать на острове Сикоку. Проектом предусматривается ежегодная добыча 10 кг урана из морской воды. Япония рассчитывает к 1985 г. обеспечивать значительную часть потребностей в ядерном топливе атомных электростанций за счет урана, извлекаемого из морской воды.

Работы по извлечению урана из морских вод проводятся и в СССР под руководством академика Б. Н. Ласкорина. Наряду с ураном, сорбент из двуокиси титана способен извлекать из морской воды медь, цинк, золото и другие ценные металлы. Эти элементы после соответствующей несложной химической обработки легко снимаются с сорбента, который не теряет после этого своих свойств. Кроме сорбента, из двуокиси титана может быть применен и металлический алюминий, прошедший специальную обработку. За счет электрохимических процессов на поверхности такого алюминия самопроизвольно выделяются уран и другие металлы. В одном из опытов на образце алюминия массой 10 г из вод Баренцева моря за 12 суток выделилось 5 мг урана, что оценивается как большой успех. Аналогичные исследования проводятся советскими учеными в Черном и Каспийском морях и в Тихом океане. Результаты этих работ дают возможность поставить эти исследования в более крупных масштабах.

С начала XX в. в различных странах мира предпринимались попытки добычи золота из морской воды. Однако до сих пор ни один из использовавшихся методов не дал сколько-нибудь положительных результатов, несмотря на то что с каждым годом появляются все новые и новые предложения для выполнения этой заманчивой идеи. Проводились такие работы и у нас в стране. Химики Московского химико-технологического института им. Менделеева еще в 1958 г. из продуктов переработки нефти и газа получили так называемые ионно-обменные смолы. Они обладают способностью «вытягивать» из морской воды атомы тяжелых ценных металлов.

В 1959 г. во время одного из рейсов научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов» ионно-обменные смолы, представляющие, no-существу, один из видов сорбента, были помещены в фильтрующую колонку, которая была укреплена ниже ватерлинии и подключена к водозаборному кингстону. В течение всего рейса через фильтрующую колонку пропускалась океанская вода. Всего ее прошло около 60 тыс. л. В результате каждый килограмм ионитов извлек из морской воды 0,15 г урана, 0,125 г серебра; были обнаружены также золото, стронций, висмут, цинк, медь, марганец, железо, алюминий, кремний, кальций, магний. В ходе другого эксперимента советские ученые получили из 500 л морской воды крупинку золота массой в 1 мг. Между тем установлено, что среднее содержание золота в морской воде 0,032—0,049 мг на 1 т, а общие запасы в океане по разным данным оцениваются в 8—10 млн. т, что составляет почти 2,5 кг на каждого жителя планеты.

Возможно, что скоро ионообменные колонки будут установлены на всех судах торгового флота. В течение рейса эти устройства смогут фильтровать воду, и по возвращении в порт содержимое колонок будет сдаваться на обработку в химические лаборатории, а колонки заменяться новыми. Вероятно, таким способом в ближайшем будущем и будут добывать из океана ценные редкие металлы. Пока же добыча урана, золота и других элементов из морской воды экономически невыгодна и не оправдывает себя. Однако, учитывая гигантские темпы роста технических достижений и все возрастающие потребности в ряде ценных металлов, мы все более приближаемся к тому моменту, когда морская вода займет свое место как «комплексная руда номер один» и полностью «отдаст» человеку все необходимые элементы. Безусловно, минеральные богатства Мирового океана будут играть ведущую роль в экономике ближайшего будущего нашей планеты.

Быстрый рост технических достижений, неуклонное увеличение численности населения нашей планеты, постепенное истощение запасов привычных источников энергии, таких, как уголь и нефть, затянувшийся в последние годы энергетический кризис, охвативший многие зарубежные страны и приведший к резкому повышению цен на нефть, наконец, требования к сохранению окружающей среды, — все это заставляет искать новые источники энергии, и особенно такие, которые основываются на возобновимых запасах или запасах малоисчерпаемых. К их числу относятся энергия волн, приливов, течений, ветра, накопленного водой тепла, а также сама вода — обычная и тяжелая.

Вспомним, что, оказывается, еще в XI —XII вв. на побережьях Франции, Англии и Шотландии существовали мельницы, использовавшие энергию приливов. А в Великобритании в устье реки Дебен и сейчас работает мельница, первые упоминания о которой имеются в записях Вудбриджского прихода, датированных 1170 г. Аналогичные мельницы существовали и у русских поморов в XVI в., а в XVIII в. в Архангельске работало даже несколько приливных лесопилок.

Энергию морских приливов во всем мире ученые оценивают в 1 млрд. кВт, в то время как энергию всех рек - в 850 млн. кВт.

Велики запасы приливной энергии в Советском Союзе. Энергетические ресурсы приливов только в Белом и Охотском морях более чем в 3 раза превышают ресурсы Ангары, Волги и Днепра, вместе взятых.

Что же представляют собой приливы? Приливы и отливы — это периодические колебания уровня моря, обусловленные притяжением Луны и Солнца. Образующиеся приливные волны перемещаются по поверхности морей и океанов вследствие вращения Земли с периодом, равным 24 ч (солнечные сутки) для солнечной приливной волны. Лунные же сутки, в течение которых проходит прилив, длиннее солнечных на 50 мин. Таким образом, за 24 ч 50 мин бывают два прилива, так называемая полная вода, и два отлива — малая вода. Через каждые 6 ч 12,5 мин происходят приливы, наибольшей величины достигающие в узких заливах. Самой большой высоты достигает приливная волна в заливе Фанди в Канаде — до 18 м, в заливе Сен-Мало во Франции — до 14 м, а в Советском Союзе в Охотском море (Пенжинская губа) — до 13 м и до 10 м в Белом море.

Энергия приливов и была использована при создании приливных электростанций (ПЭС), которые начали сооружать лишь в последние 10—15 лет.

Принцип работы такой станции заключается в следующем. Плотина отделяет залив или мелководную часть моря и образует во время приливов и отливов напор воды между морем и отделенной частью залива. Турбины, расположенные в теле плотины, вращаются в сторону суши во время прилива и в сторону моря — при отливе, т. е. как же турбины будут работать при отливе? (возникает недоуменный вопрос), ведь высокая вода отступает и высота прилива уменьшается до нуля. Таким образом, исчезает напор воды, необходимый для работы турбины. Значит, турбины должны быть остановлены, следовательно, прекращается и выработка электроэнергии. Возникает естественный вопрос — насколько выгодно сооружение такой станции?