Примечание транскрибатора
Более крупные версии большинства иллюстраций можно увидеть, щелкнув по ним правой кнопкой мыши и выбрав опцию просмотра отдельно, либо дважды нажав на них и/или растянув их.
ВИД НА РАССОЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ КОММЕРЧЕСКОЙ СОЛЯНОЙ КОМПАНИИ В РОУД-ХИТ, ЧЕШИР,
Показывающий рассол, который выкачивают с глубины 250 футов
Фронтиспис
СЕРИЯ «ОБЩИЕ ТОВАРЫ И ОТРАСЛИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» ИЗДАТЕЛЬСТВА PITMAN
СОЛЬ И СОЛЯНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
АВТОР: АЛЬБЕРТ Ф. КАЛВЕРТ, ЧЛЕН ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА (F.C.S.), АВТОР КНИГ «СОЛЬ В ЧЕШИРЕ», «СОЛЯНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МИРА» И ДР.
London
Sir Isaac Pitman & Sons, Ltd., 1 Amen Corner, E.C.4
Bath, Melbourne and New York
Отпечатано сэром Айзеком Питманом и сыновьями, Лтд., Лондон, Бат, Мельбурн и Нью-Йорк
ПРЕДИСЛОВИЕ
Тот факт, что соль почти повсеместно распространена на поверхности земного шара и с незапамятных времен добывается во многих странах, объясняет невозможность в рамках ограниченного объема, предоставленного в мое распоряжение, всесторонне рассмотреть этот минерал и его производство как основу мировой индустрии. Соляные месторождения Китая, Индии, России, Японии и Австрии потребовали бы для каждого из них отдельного тома такого же размера, если бы предмет был представлен хотя бы в достаточной мере. Поэтому я осмелился предположить, что публика примет книгу, практически ограниченную лишь одной стороной вопроса, и позволит мне сосредоточиться на нашем соляном районе Чешира и его промышленности.
Солевары Цезаря, которые обнаружили, что коренные жители Чешира добывают рассол из небольших природных источников в окрестностях Нортуича и Нантуича, научили их выпаривать рассол и осаждать кристаллы соли в открытых чанах, установленных над открытым огнем, и в течение последующих 1700 лет вся соль в Чешире производилась именно этим способом. С открытием каменной соли в 1670 году была внедрена добыча шахтным способом, и в течение еще 200 лет производились как каменная соль, так и соль из рассола. Но по причинам, которые я описал, шахты начали быстро рушиться, начиная примерно с середины XIX века, и пресная вода, проникая в заброшенные выработки, превращала их в рассольные резервуары, из которых солевары с тех пор получают свои неисчерпаемые запасы рассола.
Однако, несмотря на то, что соляная промышленность является одной из старейших в стране, она получила скудное освещение со стороны авторов, что объясняется тем фактом, что торговля велась сравнительно небольшой группой людей, которые сопротивлялись любым попыткам посторонних приобщиться к их секретам или прибыли. Стремление к получению информации последовательно пресекалось, а практические детали, касающиеся бурения, эксплуатационных расходов, уровней рассола и объемов добычи, ревностно скрывались. Мне посчастливилось проводить большую часть своих исследований на месте и дополнять знания, полученные из книг, брошюр, научных статей и периодических изданий, материалами из частных записей и документов, предоставленных в мое распоряжение, а также информацией, полученной из устных источников.
В каждой отрасли есть своя романтика, и доля ее присутствует в развитии соляной торговли Чешира; но по большей части эта история представляет собой хронику ожесточенной борьбы за сохранение монополии, выброшенных на ветер денег, продукции, проданной с катастрофическими убытками, упрямого следования устаревшим методам, а также о лишениях и несправедливости, которые хладнокровно причинялись — одним словом, о низменной решимости соляных магнатов подавить конкуренцию и контролировать цены. Методы темных веков сохранялись как в производстве, так и в сбыте продукции, и отрасль не раз оказывалась почти на грани разорения из-за войны на истребление, в которой так много лет участвовали солевары. Это некрасивая история, но она представляет необычайный интерес; и, рассказывая ее, я стремился сохранить этот интерес и изложить существенные факты.
АЛЬБЕРТ Ф. КАЛВЕРТ.
Ройстон, Итон-авеню, С.-З.
CONTENTS
CHAP.
PAGE
PREFACE iii
I. THE CHEMISTRY AND PROPERTIES OF SALT 1
II. THE BEGINNINGS OF THE SALT INDUSTRY 8
III. THE CHESHIRE WICHES 32
IV. DEVELOPMENT OF BRINE PROCESSES 56
V. FORMATION AND EXTENT OF THE CHESHIRE DEPOSITS 83
VI. THE CHESHIRE SUBSIDENCES 97
VII. LATEST METHODS OF SALT-MAKING 125
VIII. THE SALT MARKET 142
ИЛЛЮСТРАЦИИ
PAGE
VIEW OF THE COMMERCIAL SALT COMPANY’S BRINE RESERVOIRS AT RODE HEATH, CHESHIRE Frontispiece
ANCIENT SALT WORKS 13
ANCIENT SALT WORKS 19
WIELIEZKA SALT MINES 21
SLANICU, RUMANIA, INTERIOR OF SALT MINE 25
WIELIEZKA SALT MINES 29
SUBSIDENCE OF LAND, NORTHWICH 41
DUNKIRK SUBSIDENCE, NORTHWICH 49
THE CANAL-BURST AND LANDSLIP NEAR NORTHWICH IN 1907 59
A SALT STORE-SHED 67
WITTON BROOK, SUBMERGENCE OF AGRICULTURAL LAND 75
WORKING IN DANGEROUS GROUND AFTER SUBSIDENCE, DUNKIRK LAKE, NORTHWICH 81
STREET-RAISING IN PROGRESS—HIGH STREET, NORTHWICH 89
THIS ROAD WAS RAISED TWENTY FEET IN TWENTY YEARS. NONE OF THESE BUILDINGS IS NOW STANDING—NORTHWICH 93
INTERIOR PENNY’S LANE MINE, NORTHWICH 99
REMARKABLE SUBSIDENCE IN NORTHWICH 111
A ROW OF OPEN PANS 119
ILLUSTRATION OF FOUR SCOTT PATENT DOUBLE EFFECT SALT EVAPORATORS, WITH AUTOMATIC SALT DISCHARGERS, SALT CONVEYORS, AND HYDRO-EXTRACTORS 131
THE HODGKINSON PATENT SALT-MAKING PLANT 137
СОЛЬ И СОЛЯНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
ГЛАВА I. ХИМИЯ И СВОЙСТВА СОЛИ
«Соль» — это название, которое в первую очередь было дано остатку, образующемуся при выпаривании морской воды, но впоследствии это обозначение стали использовать для включения других веществ, находящихся в растворенном состоянии в море, а еще позднее химики расширили это название, чтобы охватить все комбинации основания и кислоты, которые сейчас классифицируются как «соли». Хлорид натрия, или Na Cl, который сейчас выделяют как «поваренную соль», является примером простейшего типа химической соли, молекула которой состоит из одного атома металла натрия, соединенного с одним атомом газа хлора, причем и натрий, и хлор являются одновалентными элементами, т. е. один атом каждого из них способен соединиться с одним атомом водорода или вытеснить его из соединения.
Каменная соль редко встречается в абсолютно чистом безводном состоянии, в котором она бесцветна и совершенно прозрачна. В большинстве шахт по добыче каменной соли такие образцы считаются диковинками, но в месторождениях Невады и Велички в Венгрии (где соль, содержащая 100% NaCl, является чистейшей в мире) встречаются крупные массы совершенно прозрачной соли. Белая непрозрачная масса, которую обычный человек привык считать каменной солью, является очищенным коммерческим продуктом. Цвет морской воды зависит от процентного содержания в ней соли: цвет меняется от синего до зеленого по мере уменьшения количества соли; но морская соль обычно белая, хотя и не прозрачная из-за присутствия мельчайших частиц воды, воздуха и т. д. в межкристаллических пространствах. Однако каменная соль никогда не бывает белее беловатой с оттенком серого, и, как правило, она окрашена примесями земли или минералов. Соляной хребет в Пенджабе дает вещество, цвет которого варьируется от розового до красного в зависимости от различного количества железа, присутствующего в качестве примеси. Соль, найденная в Марстоне, в Чешире, варьируется по цвету от желтого до красного и коричневато-красного. Небольшие блоки прозрачной соли глубокого сапфирово-синего цвета иногда встречаются в шахтах Велички. Цвет исчезает при нагревании и при измельчении соли в порошок. Некоторые химики приписывают это присутствию субоксида натрия, другие — наличию тонких полостей с параллельными поверхностями, содержащих включения газа.
Поваренная соль, которую классифицируют как «сладкую», чтобы отличить ее от горьких на вкус солей магния, обладает специфическим соленым вкусом, который становится более острым при очистке, и в чистом виде не имеет запаха. В растворе минимальное количество, ощутимое на вкус, составляет около 15 гран на литр, примерно 68 гран на галлон.
Поваренная соль хорошо растворяется в холодной воде и еще лучше в горячей, но, хотя она слегка растворяется в спирте, ни эфир, ни масло не оказывают на нее никакого воздействия. Сто частей дистиллированной воды при 60° F (15,5° C) растворяют 35,9 частей химически чистого NaCl. Таким образом, насыщенный раствор поваренной соли содержит 26,42% NaCl. Увеличение растворимости NaCl пропорционально повышению температуры, рассчитанное Гей-Люссаком и Поджиале, особенно заметно между 100 и 110 градусами, когда точка кипения пройдена, причем увеличение составляет 0,74 части на 10 градусов по сравнению с увеличением на 1,09 части между точками замерзания и кипения. В двойном растворе NaCl и какой-либо другой более растворимой соли, такой как сульфат натрия или магния или хлорид магния, растворимость хлорида натрия значительно снижается.
Выпаривание рассола происходит несколько медленнее, чем выпаривание обычной чистой воды, а точка кипения рассола варьируется в зависимости от количества NaCl, присутствующего в растворе: от 100,21 градуса при содержании всего 1% NaCl до 108,99 градуса, когда раствор содержит 29,4% NaCl. Насыщенный раствор очищенной столовой соли (т. е. раствор, содержащий 26,4% NaCl) при нормальной температуре имеет удельный вес 1,2. Кристаллы соли имеют удельный вес 2,167 при температуре 17°. Соль, которая отделяется при высокой температуре, не содержит кристаллизационной воды. Но когда температура падает значительно ниже -15° C, кристаллы имеют состав NaCl.2H₂O и призматическую форму. При нагревании они отдают свою кристаллизационную воду и принимают простой состав NaCl.
Чистый хлорид натрия не является расплывающимся (т. е. он не растворяется и не становится жидким, поглощая влагу из воздуха), но из-за присутствия мельчайших количеств хлорида магния (одного из самых расплывающихся известных веществ) вся соль, кроме самой очищенной столовой, кажется таковой в некоторой степени. Даже самая лучшая столовая соль слегка гигроскопична, ее кристаллы поглощают до 0,6% влаги из влажной атмосферы. В некоторых шахтах Чешира и Австрии очень мелкая соляная пыль, рассеянная в атмосфере, как обнаруживают шахтеры, крайне раздражает глаза и легкие, но все более обычные виды соли достаточно гигроскопичны, чтобы ясно указывать на состояние атмосферы.
Хлорид натрия плавится при очень высокой температуре, а при еще более высокой температуре испаряется, в то время как при белом калении он образует густые облака.
Можно было бы предположить, что в одних и тех же районах океана доля содержания соли, за исключением случаев, когда наблюдаются заметные различия в температуре, будет довольно постоянной, но было доказано, что даже там, где массы воды различной плотности накладываются друг на друга, между ними не происходит сколько-нибудь полного процесса диффузии, и практические солевары знакомы с различиями в плотности, которые возникают в разных частях одного и того же выпаривательного чана.
Твердость минерала зависит от степени сцепления его частиц; но хотя единица твердости не была определена и, следовательно, не был найден точный метод измерения твердости, минералы были приблизительно классифицированы в сравнительной таблице из десяти веществ, в которой тальк помещен на одном конце, а алмаз — на другом. В этой таблице каменная соль занимает второе место, а ее твердость оценивается в 2,5. Таким образом, ее сцепление или способность выдерживать давление примерно в два раза выше, чем у кирпичей, и практическое преимущество этого свойства полностью используется в шахтах по добыче каменной соли, где галереи и своды опираются на соляные столбы.
Поваренная соль — это кристаллическое вещество, которое кристаллизуется в изометрической, монометрической или тессеральной системе. Это означает, что каждый кристалл имеет три равные перпендикулярные плоскости симметрии и шесть равных диагональных плоскостей симметрии. Кристаллы обычно образуют кубы, имеющие шесть прямоугольных и равносторонних граней. Когда они образуются на поверхности рассола, стороны часто проседают, придавая им характерные «воронкообразные» формы. Реже кристаллы образуются в виде октаэдров, имеющих восемь равных равносторонних треугольных граней, или в виде длинных игл при определенных модифицирующих условиях.
Полая четырехугольная пирамидальная форма с неровной внутренней поверхностью, расположенной ступенями, которую обычно принимает промышленная соль, является результатом непрерывного отложения кристаллов из постоянно насыщенного раствора рассола в течение значительного периода времени, накладывающихся слой за слоем друг на друга.
В своем исчерпывающем объяснении этих явлений, приведенном в «Основах химии», Менделеев говорит: «Если раствор хлорида натрия медленно нагревать сверху, где происходит испарение, верхний слой станет насыщенным раньше нижних и более холодных слоев, и поэтому кристаллизация начнется на поверхности, и первые образовавшиеся кристаллы будут плавать — также подсыхая сверху — на поверхности, пока не пропитаются полностью. Будучи тяжелее раствора, кристаллы частично погружены в него, и последующая кристаллизация, также протекающая на поверхности, будет образовывать кристаллы только рядом с исходными кристаллами. Таким образом образуется воронка. Она будет держаться на поверхности, как лодка (если жидкость спокойна), потому что будет расти больше с верхних краев. Мы можем таким образом понять эту, на первый взгляд, странную воронкообразную форму кристаллической соли. Чтобы объяснить, почему кристаллизация при вышеуказанных условиях начинается на поверхности, а не у нижних краев, необходимо упомянуть, что удельный вес кристалла хлорида натрия составляет 2,16, а раствор, насыщенный при 25°, содержит 26,7% соли и имеет удельный вес 1,2004 при 25°; при 15° насыщенный раствор содержит 26,5% соли и имеет удельный вес 1,203 при 15°. Следовательно, раствор, насыщенный при более высокой температуре, является удельно более легким, несмотря на большее количество соли, которое он содержит. У многих веществ поверхностная кристаллизация не может происходить, потому что их растворимость увеличивается быстрее с температурой, чем уменьшается их удельный вес. В этом случае насыщенный раствор всегда будет находиться в нижних слоях, где также будет происходить кристаллизация».
Акустические свойства поваренной соли делают ее отличной средой для передачи звука, и, поскольку она в высокой степени обладает способностью останавливать разложение в мертвых организмах, она, пожалуй, является самым распространенным из всех консервантов. Во многом благодаря своему консервирующему свойству поваренная соль является абсолютной необходимостью для жизни человека и высших животных: от четверти до половины унции в день достаточно, чтобы предотвратить гниение пищи в пищеварительном тракте взрослого человека. В сельском хозяйстве соль ценна не только как средство уничтожения сорняков и насекомых, но и при экономном и грамотном использовании она является отличным удобрением; в то время как ее более строго химическая ценность в производстве соды, хлора и т. д. заставляет ее играть важную роль во многих отраслях промышленности.
Даже при самых высоких температурах тепло не может вызвать разложение поваренной соли. При красном калении чистый хлорид натрия плавится и становится жидким, а при охлаждении образуется твердая кристаллическая масса. Обычная соль плавится при более низкой температуре и испаряется при нагревании в открытом сосуде. Но даже в закрытом сосуде чистейшая соль будет испаряться при белом калении. Когда в кристаллических полостях присутствуют газы или жидкости, тепло вызывает декрепитацию.
Что касается состава рассола, достаточно добавить, что он настолько чрезвычайно изменчив, что нет двух районов, производящих рассольные источники одинаковой силы и плотности, в то время как состав океанского рассола варьируется не только от океана к океану, но также для разных частей и разных глубин в одной и той же плоскости воды, а также с разным расстоянием от устьев крупных рек. В Чеширском районе тест на рассол или солемер градуирован для показа унций на галлон; но галлон — это старый Винчестерский галлон объемом 231 куб. дюйм, а не имперский галлон объемом 277,274 куб. дюйм. Они соотносятся друг с другом в пропорции 10 к 12, поэтому имперский галлон будет содержать на 1/5 больше, чем старый галлон. Полностью насыщенный рассол по солемеру содержит 42 унции (2 фунта 10 унций), следовательно, в имперском галлоне — 50,4 унции. Поскольку рассолы варьируются от 2 фунтов 8 унций, или 40 унций старой меры, или 3 фунтов, или 48 унций имперских до 2 фунтов 10 унций, или 3 фунтов 2 унций имперских, то 1000 галлонов, которые были выбраны в качестве меры для оценки соледобытчиков — в соответствии с Законом о компенсации за оседание грунта при добыче рассола 1891 года — будут содержать по старой мере 2625 фунтов, а по имперской — 3125 фунтов соли.
ГЛАВА II. НАЧАЛО СОЛЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Соль, присутствующая во всей животной и растительной жизни, ровесница самой жизни; она присутствовала в первой траве, которая давала питание первому зверю, который, в свою очередь, становился пищей для первого всеядного человека. Вначале человек потреблял соляные эссенции, необходимые для поддержания здоровья его организма, в форме хлорида натрия, который он поглощал с сырым мясом животных, птиц и рыб, а также с сырой зеленью. Травоядные животные были в равной степени зависимы от соли и, находя ее лишь в ничтожных количествах в травах, которыми питались, инстинктивно направлялись к морским болотистым пастбищам и к выходящим на поверхность соляным месторождениям. До тех пор, пока рацион человека состоял из сырой пищи, свежее мясо обеспечивало его достаточным количеством соли, но как только он начал использовать котелок для приготовления пищи, процессы варки лишали ее 70% естественной соли, и ему стало необходимо восполнять этот дефицит. Должно быть, именно в этот период его стада направили его внимание на «солонцы», из которых они удовлетворяли свои собственные солевые потребности, и позволили ему получать соль как отдельную и самостоятельную приправу.
Вероятно, что с палеолита до времен ранних римских писателей человек довольствовался тем, что приправлял свою еду простым процессом облизывания куска каменной соли, и у нас нет записей, указывающих на период, когда соль впервые начали использовать при приготовлении пищи. По разновидностям зерна и фрагментам керамики, обнаруженным в жилищах пещерных людей Бельгии, предполагается, что соль использовали при приготовлении пшеницы и ячменя около пяти тысяч лет назад. За тринадцать веков до нашей эры рыбу, консервированную в соли, ели в Древней Трое, и, согласно Геродоту, египтяне не только солили уток, перепелов и вид сардин, обитавших в Ниле, но также использовали соль или рассол в качестве антисептика при подготовке тел прославленных покойников к процессу бальзамирования.