Стассфуртские соли

Стассфуртские соли. Еще издавна (с XIII в.) в городе Стассфурте существовали соляные источники, из коих добывалась поваренная соль. С течением времени начали там бурить для нахождения того пласта каменной соли, который пытает эти источники.

С 1839 г. по 1843 г. были произведены бурения в Стассфурте, но в насыщенных растворах вместо каменной соли оказались значительные количества калия и магния. Бурение было на некоторое время прекращено. Немалых трудов стоило склонить вновь правительственные сферы к продолжению работ. Можно было надеяться, что растворы калийных и магнезиальных солей могут иметь происхождение в слое, расположенном на залеже чистой каменной соли. Второе бурение подтвердило эти ожидания: под слоем калийных и магнезиальных солей встретилась на глубине 385 м залежь чистой каменной соли огромной мощности — более 591 м. В 1853 г. и 1856 г. открыли две шахты для разработки. Вслед затем были открыты еще две шахты около Леопольдсгаля в Ангальте недалеко от Стассфурта. В самом низу Стассфуртских залежей оказался толстый слой чистой каменной соли, на ней слой менее чистой, с значительной примесью сернокислых солей, и в самом верху слой толщиной в 30 м, богатый калийными солями. Этот верхний слой назвали «Abraumsalze» — «бросовые» (Д. Менделеев) или «отбросные» соли.

«Когда ученые Германии», говорит Д. И. Менделеев, «с разных сторон указали, на основании собранных сведений о буровых скважинах и о направлении пластов, точное место и глубину залегания соли в Стассфурте и когда произведенные правительством бурения дошли до пласта соли, но горькой и негодной в пищу, тогда не оказалось недостатка в невежестве, издевавшемся над наукой, и сомнение в результате заставило даже приостановить дальнейшие работы по углублению проведенных шахт. Немалых усилий стоило склонить вновь правительственные сферы к продолжению работ. Ныне, когда достигнутый внизу чистый слой соли составляет одни из важных богатств Германии и когда эти «бросовые соли» именно оказались наиболее драгоценными (для добычи солей калия), в этих месторождениях должно видеть одно из завоеваний науки на пользу людскую». («Основы химии» 7-е изд., 315).

Согласно Бишофу, в Стассфуртских месторождениях можно различать следующие области в вертикальном направлении, начиная снизу: 1) ангидритный ярус (ангидрит — СaSO₄) или область каменной соли, 2) полигалитсвый ярус (полигалит — (СaSO₄)₂MgSO₄·KaSO₄·2Н₂О). В обоих этих нижних слоях каменная соль идет вперемежку с тонкими нитями ангидрита (в верхних слоях — полигалита). Нити эти обыкновенно называются годовыми кругами, так как появление их приводят в связь с переменами времен года. Верхние два слоя, сообразно с содержащимся в них соединением магния, называются кизеритовым ярусом (кизерит — MgSO₄·H₂O) и карналлитовым ярусом (карналлит — MgCl₂·KCl·6H₂O). Над карналлитовым ярусом лежит область соленой глины, ангидритной покрышки и верхний пласт каменкой соли. Нужно заметить, что последний пласт встречается не везде.

Кизеритовая область, состоящая, главным образом, из поваренной соли, содержит до 17% кизерита и до 13% карналлита, в карналлитовой же области находится до 55%, поваренной же соли менее половины.

Такое правильное расположение обыкновенно рассматривается, как непосредственное сгущение морской воды, и называется поэтому первичным. Вторичными будут продукты, образовавшиеся путем дальнейших изменений первичных продуктов от действия воды, как, например, сильвин (KCl) из карналлита, каинит (MgSO₄.KСІ.3H₂O) из карналлита и кизерита, шэнит — MgSO₄.K₂SO₄. 6H₂O и т. д.

Частью в карналлитовом, частью ниже встречаются: тахидрит (CaCl₂.2MgCl₂.12H₂O), борацит (2Mg₃.B₃O₁₅.MgCl₂), астраханит (Na₂SO₄.MgSO₄.4H₂O) и др. В карналлите и других минералах, содержащих MgCl₂, небольшая часть хлора замещена бромом; находили в Стассфуртских минералах следы цезия, рубидия, талия и лития.

Вопрос о происхождении Стассфуртских солей, о порядке их отложений давно занимал ученых, и итальянский химик Usiglio попытался решить этот вопрос путем следующего опыта: он выпаривал большие количества морской воды и в осадке нашел углекислую известь, хлористый натрий, гипс (CaSO₄.2H₂O), сернокислый магний, с семью и шестью молекулами воды, шэнит (SO₄Mg.SO₄K₂.6H₂O), хлористый калий, карналлит и хлористый магний. Таким образом, в этом ряду недоставало весьма важных минералов, даже таких как ангидрит, полигалит и кизерит, по которым три из вышеназванных четырех ярусов получили свое название. В конце XIX века к изучению вопроса о происхождении Стассфуртских солей был привлечен известный голландский ученый фан‘т-Гофф, и с 1897 г. начали появляться в отчетах Берлинской Академии Наук его исследования над условиями образования Стассфуртских солей.

Эти исследования непрерывно продолжались в течение ряда лет, осветили немало темных вопросов, касающихся не только химии, но и геологии; они обогатили химию целым рядом новых методов, дали полезные указания техники добывания и очистки некоторых солей и т. д. Благодаря всем этим исследованиям Стассфуртские залежи являются изученными так основательно, как ни одни залежи в мире, и это не могло не отразиться в высокой степени благоприятно на развитии Стассфуртской соляной промышленности.

Вначале добывалась исключительно каменная соль, отбросные же соли, состоявшие из магнезиальных и калийных солей, выкидывались около шахт и с ними не знали что делать. Каменной же соли вырабатывали так много, что к концу пятидесятых годов Стассфуртской промышленности начал грозить кризис: количество добываемой каменной соли превысило спрос на нее. Тогда обратили внимание на «отбросные» соли и задались целью найти им применение. Химические анализы показали, что в их состав входят калийные соли, столь нужные, как минеральное удобрение (см. удобрение).

В 1861 г. А. Франком был основан первый завод для добывания хлористого калия, за которым в скором времени последовало открытие второго завода Форстера и Грюнеберга. Число фабрик вследствие возвышения цен на хлористый калий быстровозросло, и в 1864 г. было уже 18 фабрик, что повлекло перепроизводство хлористого калия. После того как первый кризис прошел, переработка соли пошла равномерно, и в скором времени Стассфурт, Леополедгалль и окрестности насчитывали 33 завода, из коих многие перешли со временем в другие руки или соединились между собой, с образованием акционерных обществ, а эти последние образовали синдикаты между собой.

«Отбросные соли», точно так же, как и сырой хлористый калий, который добывается вместе с этими солями и который содержит около 80% чистой соли, очень ценятся в качестве удобрений.

Добывание в рудниках солей калия очень значительно вследствие громадного сбыта, который ему обеспечен. Можно было бы бояться перепроизводства солей калия. Для того, чтобы избежать этого, государство соединилось с большой частью частных предпринимателей, чтобы образовать синдикат сбыта, который держит производство в известных границах и нормирует цены.

ЛИТЕРАТУРА. 1. Precht, «Salzindustrie von Stassfurt und Umgebung», 1891. 2. Westphal «Geschichte des Königlichen Salzwerks zu Stassfurt», 1901.

Исследования фан’т-Гоффа и его учеников над образованием двойных солей и т. п. изложены в многочисленных статьях, находящихся в «Zeitschrift für Physikalische Chemie»; с 1897 г. в «Sitzungs- berichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin» начался ряд статей под общим названием: «Untersuchungen über die Bildungsverhältnisse der ozeanischen Salzablagerungen, insbesondere des Stassfurter Salzlagers». В 1905 году вышла книга: «Zur Bildung der ozeanischen salzablagerungen von I. Н. van’t-Hoff, Ers. Heft, а в 1909 г. zweites Heft, в которой изложен обзор результатов, добытых с 1897 г. В ней же указатель литературы по этому вопросу. Методика исследования двойных слоев находится в «Vorlesungen über Bildung und Spaltung von Doppelsalzen von I. Н. Van’t-Hoff», 1897.

После смерти фан'т-Гоффа его работы по этому вопросу изданы отдельной книгой: «Untersuchungen über die Bildungsverhaltnisse der ozeanischen. Salzablagerungen, insbesondere des Stassfurter Salzlagers, von I. Н. van‘t-Hoff». Herausgegeben von Н. Precht und Е. Cohen, Leipzig, 1912.

На русский язык см. И. А. Каблуков. «Исследования фан‘т Гоффа и его сотрудников над условиями образования Стассфуртских соляных залежей». «Журнал Русского Физико-химического общества». Т. XXXVII., II ч., стр. 133 и след. 1905.

И. А. Каблуков и Ал. С. Каблуков, «Крымские соляные озера. О добывании из  них натриевых и калийных солей». Изд. Департамента Земледелия. Москва, 1915.

И. Каблуков.