Производство брома в США - Википедия - Bromine production in the United States
Производство брома в США 225 000 тонн в 2013 году сделали эту страну вторым по величине производителем брома после Израиля. США поставляли 29 процентов мирового производства. С 2007 года весь бром в США производится двумя компаниями в южном Арканзасе, которые извлекают бром из рассола, перекачиваемого из Формация Smackover. При рекламируемой цене от 3,50 до 3,90 долларов США за кг производство США в 2013 году будет стоить около 800 миллионов долларов США.
Два активных производителя брома: Albemarle Corporation и Chemtura, на предприятиях по производству брома работают 950 человек. Albemarle Corporation, штаб-квартира которой находится в Шарлотте, Северная Каролина, управляет двумя основными заводами в Магнолии, в Округ Колумбия, Арканзас, и несколько заводов-спутников в округе Юнион. В 2007 году Albemarle могла производить 148 000 тонн брома в год.
Chemtura, корпорация из Филадельфии, управляет четырьмя заводами через свою дочернюю компанию Great Lakes Solutions. Три завода находятся в окрестностях Эльдорадо, и все в Юнион Каунти, Арканзас. В 2007 году Chemtura могла производить 130 000 тонн брома в год.
С 1969 года весь бром в США производился из подземного рассола. Раньше бром также извлекался из морской воды, либо непосредственно, либо из выпи, полученной во время операций с солнечной солью.
Геология
Бромсодержащие рассолы связаны с солевыми отложениями. Содержание брома в морской воде составляет от 60 до 70 частей на миллион (ppm). Когда морская вода испаряется, ряд минералов осаждается, концентрируя бром. Бромид настолько растворим, что не образует солевых минералов. После осаждения галита (каменной соли) оставшийся рассол, называемый выпью, содержит около 2700 частей на миллион брома. Бром продолжает концентрироваться по мере осаждения минералов магния и калия. Солевой раствор, оставшийся после осаждения калиевого минерала, может содержать 6000 ч / млн брома.[1]
Подземные источники богатых бромом рассолов связаны с месторождениями галита. Процесс концентрирования брома путем искусственного испарения с целью получения морской соли воспроизводит естественный процесс и дает богатый бромом рассол.
Аппалачский бассейн
Рассолы с высоким содержанием брома в Аппалачском бассейне встречаются в силурийских и девонских породах в Пенсильвании, Огайо и Западной Вирджинии. Основным источником рассола в Огайо и Западной Вирджинии была формация Поттсвилл, также называемая Большим соляным песком. В Пенсильвании бромный рассол перекачивали из песчаника Поконо.[2]
Мичиганский бассейн
В 1911 году сообщалось, что основным источником рассола брома в бассейне Мичигана был песчаник Маршалл миссисипского возраста с концентрацией брома от 1000 до 3000 ppm. К концу 1900-х годов производство переместилось на песчаник Филер в группе реки Детройт девонского возраста с концентрацией брома около 2600 частей на миллион.[3]
Формация Смаковер, Арканзас
Рассол из известняка Smackover Юрский age содержит от 5000 до 6000 частей на миллион брома. Считается, что рассол переместился в Smackover из нижележащего Луанн Соль через промежуточную формацию Норфлет.
Хотя рассол Smackover изначально производился как побочный продукт при добыче нефти, промышленные предприятия по производству брома имеют собственные высокопроизводительные скважины для рассола.[4]
Озеро Сирлс, Калифорния
Озеро Сирлс в Калифорнии сегодня является сезонно высыхающим озером в закрытый дренаж бассейн, но в разное время в течение последних трех миллионов лет, когда осадки были более обильными, озеро Сирлз было намного больше и входило в цепь из шести озер, в конечном итоге впадающих в древнее озеро Мэнли, ныне находящееся на дне Долины Смерти. Уровень воды в Сирлс-Лейкс в последний раз упал ниже ее выхода около 11 тысяч лет назад, но некоторое время с тех пор вода поступала из озер Оуэнс и Чайна-Лейк. Результатом тысячелетнего испарения являются отложения под нынешним дном озера, которые включают два солевых слоя и рассол с высокими концентрациями брома, а также калия, натрия и бора.
Рассол, связанный с интервалами «Верхняя и нижняя соли», содержит от 500 до 900 частей на миллион брома. Для экстракции брома использовались концентрации выше 800 ppm, большая часть продукции производилась из верхней соли.[5]
История
Производство брома в США началось в небольших масштабах в 1846 году на соляных заводах в г. Фрипорт, Пенсильвания. Производство значительно расширилось после 1867 года, когда производители соли в долине реки Огайо в Огайо и Западной Вирджинии начали извлекать бром из выпь рассол, оставшийся после испарения соли.[6]
Производство расширилось еще больше в 1897 году, когда Герберт Доу основал Dow Chemical Company и начал производить бром из рассолов Мичиганского бассейна, используя изобретенный им усовершенствованный процесс извлечения брома - «воздушную десорбцию». С помощью своего нового процесса Dow смог снизить цены на бром для немецких производителей, которые до этого доминировали на рынке. Бром основал Dow Chemical, но компания быстро превратилась в гигантского химического производителя, которым она является сегодня. В течение многих лет Мичиганский бассейн был ведущим производителем брома. В 1980 году пять компаний управляли шестью заводами по экстракции брома в Мичигане. В Компания Dow Chemical закрыл последний действующий завод по производству брома в Мичигане в 2007 году.
Озеро Сирлес дает химические вещества с тех пор, как в 1874 году боратные минералы были добыты с поверхности дна озера. Извлечение минералов из подповерхностного соляного раствора началось во время Первой мировой войны, когда были построены два химических завода для извлечения поташа; Калий был нужен для взрывчатых веществ, а озеро было единственным известным источником поташа в США. В 1920-х годах три компании управляли химическими заводами на берегу дна озера и научились коммерчески производить литий, фосфат, бура, кальцинированную соду, сульфат натрия. В 1940 году компании начали добывать бром из рассола.
Первый завод по экстракции брома в Арканзасе открылся в 1957 году.[7] К 1969 г. здесь действовали пять предприятий.
На протяжении большей части 20-го века бром в основном использовался в качестве добавки к бензину дибромида этилена, который был необходим в этилированном бензине для предотвращения отложений свинца в двигателях автомобилей. Агентство по охране окружающей среды США сократило использование свинцовых добавок в бензине в 1980 году и в конечном итоге полностью запретило свинцовые добавки.[8] С отказом от этилированного бензина бром потерял свой крупнейший рынок сбыта. Однако были найдены новые применения, и производство брома продолжало расти.
Бром из морской воды
В 1926 году солнечная соляная установка в Сан-Матео, на южной оконечности залива Франциско, Калифорния, начала извлекать бром из выпи, оставшейся после солевых осадков. Завод прекратил свою деятельность в 1930 году, но в 1931 году в соседнем Фремонте открылся еще один солевой завод, на котором бром производился до 1968 года.
Другая солнечная соляная операция в заливе Сан-Диего также начала добычу брома в 1926 году; Завод закрыт в 1945 году.
В Ethyl Corporation, основной потребитель брома, разработала способ извлечения брома из морской воды без испарения. Совместное предприятие Ethyl и Dow Chemical открыло завод по производству морской воды в Куре-Бич, штат Северная Каролина, в 1933 году. В районе Куре-Бич не было железнодорожного доступа и затруднен доступ к автомагистралям, и в 1945 году он был закрыт.
Компания Dow нашла лучшее постоянное место нахождения Фрипорт, Техас, где в 1940 году был запущен завод по извлечению морской воды, а в 1943 году - второй.[9] Заводы Фрипорта, помимо брома, извлекали магний, соединения натрия и хлор. Химические предприятия Фрипорта все еще активны, но они прекратили добычу брома в 1969 году.[10]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ П. Эван Дрезел и Артур У. Роуз, Химия и происхождение рассолов нефтяных и газовых скважин в Западной Пенсильвании, Департамент охраны природы Пенсильвании, Открытый отчет OFOG 10-01.0, 2010 г.
- ^ Генрих Рис, Экономическая геология (Нью-Йорк: Макмиллан, 1911) 171.
- ^ Филлис А. Лайдей, «Бром», в, Ежегодник полезных ископаемых 1993, Горное управление США, стр.151.
- ^ Ресурсы рассола В архиве 2015-09-06 на Wayback Machine, Геологическая служба Арканзаса.
- ^ Джордж И. Смит, Подземная стратиграфия и геохимия позднечетвертичных эвапоритов, озеро Сирлс, Калифорния, Геологическая служба США, Professional Paper 1043, 1979.
- ^ Бром, Горное бюро США, 1885 г.
- ^ [1], Решения Великих озер.
- ^ Филлис А. Лайдей, «Бром», в, Ежегодник полезных ископаемых, 1980, Горное управление США, стр. 143.
- ^ Джон Л. Меро, Минеральные ресурсы моря (Нью-Йорк: Elsevier, 1965) 31-34.
- ^ История операций в Техасе, Dow Chemical.