Может ли быть в угле золото

Опубликовано: 23.04.2024

Растапливая котёл углём, присмотритесь: нет ли на его лощёных поверностях золотого проблеска? Или желтовато-коричневых вкраплений?

Оказывается, многие угольные месторождения Сибири буквально усыпаны золотом. На некоторых из них концентрация драгоценного металла достигает 0,5 г на тонну, что делает рентабельной промышленную добычу золота из угля. При концентрации в отдельных пластах свыше 2 г на тонну стоимость золота в нём превышает стоимость самого угля.

21.11.2016. Российская Газета. Ученые Приамурья научились добывать золото из угля.

"В Амурской области ученые научились добывать золото из угля. Созданная ими экспериментальная установка может извлечь до одного грамма драгметалла из одной тонны сжигаемого топлива, сообщает пресс-служба ДВО РАН.

Аппарат действует по следующей схеме. Дым от сгоревшего угля проходит стократную систему очистки.

Затем примеси вымывают водой, а после улавливают фильтрами. Из них и извлекают золотоносный концентрат. Метод, кстати, уже запатентован.

Сейчас ученые надеются на полуторамиллионный грант на промышленную установку для извлечения золота."

Золы природных углей – нетрадиционный источник редких, благородных и радиоактивных металлов.

В современной промышленности угли рассматриваются не только как энергетическое сырье, а также как перспективное для использования технологическое сырье, при переработке и сжигании которого может быть извлечено много ценных попутных компонентов. Золоотвалы тепловых станций – это классический пример техногенных месторождений.

Минимальные содержания ценных элементов, позволяющие положительно оценивать энергетическое топливо как сырье для их попутного получения.

- 0,7 г/м3 - россыпные для открытой разработки;

дражный - 0,286 г/м3;

Приведенные минимально-промышленные содержания попутных элементов в углях и (или) золе отмечаются для многих угольных бассейнов и месторождений России.

АНОМАЛЬНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗОЛОТА В БУРЫХ УГЛЯХ И ТОРФАХ

ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

С.И. Арбузов, Л.П. Рихванов, С.Г. Маслов, В.С. Архипов, З.И. Павлов

Томский политехнический университет

Впервые выявлены угольные пласты с аномально высокими концентрациями Au. Установлены основные закономерности накопления и распределения аномальных концентраций Au в угленосных отложениях и торфах.

Основные результаты исследований

Среднее содержание золота в углях и золах углей юрского возраста, мг/т

Месторождение В. Тромьеганское. В угле - 42. В золе угля - 1900.

Месторождение НижнеТабаганское. В угле - 86. В золе угля - 750.

Месторождение СевероКалиновое. В угле - 56. В золе угля - 1700.

Месторождение Ступенчатое. В угле - 47. В золе угля - 1200.

Месторождение Широтное. В угле - 41. В золе угля - 902.

В некоторых угольных пластах концентрация металла в золе угля превышает 1 г/т, в единичных случаях достигая 4,4 г/т.

Геологическая карта Кузбасса:

Способ извлечения золота из угля и устройство для его осуществления

Авторы патента: Борисов Виктор Николаевич, Кузьминых Валерий Михайлович.

Способ включает сжигание угля, подачу дымовых газов в ресивер-реактор с жидкостью в виде кислого промывного поглотительного раствора. При этом дымовые газы предварительно очищают, охлаждают, сжимают до 6 атм. Подачу дымовых газов осуществляют при поддержании в ресивер-реакторе давления 4 атм и распылении кислого промывного поглотительного раствора. Затем пропускают жидкость через сорбент. Устройство для извлечения золота из угля содержит печь для сжигания угля, циклон, фильтр, водяной холодильник, компрессор, ресивер, ресивер-реактор с ижекторной форсункой, патрубком, краном и предохранительным клапаном, колонку с сорбентом, емкость для сбора поглотительного промывного раствора и емкость для слива обеззолоченного раствора. Все входящие в устройство агрегаты соединены между собой при помощи труб. Технический результат заключается в повышении извлечения золота из угля.

Способ извлечения золота из бурых и каменных углей

Патент на изобретение №: 2398033.

Начало действия патента: Февраль 4, 2009.

Способ включает сжигание углей с получением дымовых газов с золотосодержащими возгонами, улавливание возгонов и сорбцию золота. При этом улавливание золотосодержащих возгонов осуществляют смешиванием дымовых газов с водяным паром с последующим охлаждением образовавшейся парогазовой смеси в три стадии с понижением температуры на каждой стадии.

На первой стадии понижают температуру от 110-120°С до 50°С, на второй - от 50°С до 30°С, на третьей - от 30°С до 10°C с получением концентрированных по содержанию золота конденсатов на второй и третьей стадиях, из которых сорбируют золото. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой концентрации золота в конечных продуктах и полнота улавливания золота.

Подчас человечество решает сложнейшие физико-химические задачи, проникая в самые сокровенные тайны природы, но оставляет нерешенными явные, лежащие на поверхности, проблемы…. К этому можно отнести и содержание золота в высокоуглеродистом сырье. Давно известно, что золото в коллоидном состоянии содержится в пресной воде рек (в среднем 0,03мг/т), в подземных водах. Также, научно доказан факт, что в присутствии золоторудных месторождений содержание золота в подземных водах достигает 1мг/т (на изменении содержания золота в подземных водах основан один из методов поиска золоторудных месторождений – гидрохимический способ). Хорошо изучены сорбционные способности гуминовых веществ, способных сорбировать золото, как коллоидное, так и растворенное в подземных или открытых водоемах. На поверхности лежит вывод, что происходит процесс коллегирования золота растворенного или взвешенного (коллоидная форма) в гуминовые соединения. То есть, торф, находящийся возле золоторудного месторождения и состоящий на 66% из гуминовых соединений, будет сорбировать золото из подземных вод. Пройдет время и торф станет бурым углём, затем каменным, а золото, естественно, останется в нем. Возникает вопрос, почему же тогда, на данное время, не разведаны месторождения золота в угле и почему его не извлекают? Для ответа на эти и ряд других вопросов и написана эта статья.

переход по ссылке:

В 2010 году автору данной статьи поступил на исследование образец золотосодержащего сырья (шлама), полученный при производстве хлористого бария на ОАО «Химзавод им. Л.Я.Карпова» в г. Менделеевск респ. Татарстан. Шлам был получен пирометаллургическим методом при переработке баритового концентрата Салаирского ГОКа. Для получения хлористого бария баритовый концентрат проходил двухстадийный пирометаллургический передел во вращающейся печи тамбурного типа:
на первой стадии баритовый концентрат смешивался с угольной мелочью и разогревался до температуры 780С, подача кислорода в печь ограничивалась (закрывалась воздушная заслонка) и происходило восстановление BaSO4 до BaS (ВаSО4 + 3С = ВаS + СО2 + 2СО); во второй стадии пирометаллургического процесса происходило хлорирование восстановленного BaS до BaCl2 добавленным в печь хлорагентом CаСI2 при температуре 1100С.

Вторая часть процесса протекала при нагнетании атмосферного воздуха в печь, затем плав выливался в изложницу, остывал, хлористый барий выщелачивался кипятком, шлам отфильтровывался и складировался на хвостохранилище. Шлам в своем составе содержал более 10% не вступившего в реакцию каменного угля.

«Для справки: Салаирский ГОК перерабатывает комплексные баритовые руды и выпускает два продукта – баритовый концентрат и золотосеребряный концентрат. В связи с этим баритовый концентрат содержит определенные количества золота и серебра, которые являются «не извлекаемым остатком» при гравитационном или флотационном извлечении драгоценных металлов из комплексных баритовых руд…».

Были выполнены аналитические изыскания. По данным аккредитованного пробирного анализа было установлено, что содержание золота в исследуемом материале (шламе) не превышает 0,3 г/т. Но при изменении условий пробирной плавки — (загрубление помола), изменение состава шихты (увеличение количества глёта), повышение температуры выполняемой плавки до 1300С и не полном купелировании – результат был выше в 9 и более раз. Было установлено, что золото в исследуемом шламе ассоциируется с включениями каменного угля. Угольная фракция была выделена из шлама и проанализирована двумя способами — аккредитованной пробирной плавкой и плавкой с изменением пробоподготовки, шихты и температуры.

Было установлено, что результаты аккредитованной методики, в угольной фракции, показывали содержания золота – до 0,5г/т, а плавки с изменением параметров — 17г/т.

При этом, для полной уверенности в достоверности получаемых результатов, при плавке с измененными параметрами, золото выделялось с исключением возможной приборной ошибки — первым этапом до х/ч золотой «корточки» и взвешивалось (Фото 1), вторым этапом «корточку» растворяли в царсководочном растворе и анализировали атомно-абсорбционным методом.

При первоначальных работах автором данной статьи было предположено, что золото, определяемое в угле шлама Химзавода им. Л.Я.Карпова, перешло из баритового концентрата при пирометаллургическом переделе и находится в легколетучих хлорных соединениях, по схеме:

— баритовый концентрат с содержанием золота
– образование в печи из каменного угля активированного (характеристика процесса – нахождение угля при высокой температуре и недостатке кислорода)
– хлорирование золота, введенного в баритовый концентрат хлорагентом
– растворение хлорида золота в плаве
— сорбирование хлорида золота, растворенного в плаве, на активированный уголь (технология СIP) – вывод угля в шлам.

Однако, впоследствии при проведении ряда опытов было установлено, что золото практически отсутствует в шламе, где в качестве восстановителя применялся кокс. Кокс, как известно, получается из каменного угля методом термической обработки с отгоном летучих соединений. Получалось, что где нет летучих соединений, там отсутствовало и золото. Данные результаты указывали на то, что основная масса золота, обнаруживаемая в шламе, внесена не с баритовым концентратом, а с каменным углём, применяемым как восстановитель, и находится в летучих соединениях.

Данный вывод был подтвержден опытным путем, были выполнены следующие эксперименты: Сырьё (угольный концентрат, выделенный из шлама) с ранее определённым содержанием золота нагревали в печи, оснащенной карбидокремниевыми нагревателями, до 950С в течение 60мин., затем выполняли анализ исследуемого сырья по остаточному содержанию золота в огарке, — было установлено, что возгонялось более 98% золота. При чем, возгон происходил как при доступе кислорода в печь нагрева, так и без доступа кислорода.

ООО «Техинжиниринг» совместно с сотрудниками «Химзавода им. Л.Я.Карпова« были выполнены аналитические работы по определению содержания золота в угольном концентрате, получаемом из шлама, также был проанализирован сторонний топочный каменный уголь. Анализ содержания золота в угольном концентрате (два образца) и топочном каменном угле (один образец) был выполнен следующим образом:
Навеску в 10гр измельчали до фракции – 0,6 мм, затем перетирали с оксидом свинца (глётом) в соотношении 1:10, шихту засыпали в тигель, сверху засыпали смесь буры безводной и соды кальцинированной в соотношении 5:1. Тигель устанавливался в нагретую до 1000 С печь, температура в течение 40 мин поднималась до 1200 – 1250 С, и выполнялась плавка в течение 60 мин. Каждое сырьё анализировалось двумя навесками. Ранее, для чистоты эксперимента, были выполнены заведомо «холостые» плавки используемых реагентов.

Полученные после неполного купелирования корольки растворялись в царско-водочном растворе, растворы анализировались на содержание золота на приборе атомно абсорбционного анализа «Спектр». Затем анализируемые растворы доставлялись в Казанский Федеральный Университет, где совместно с сотрудниками университета проводили сравнительные измерения количественного содержания золота на атомно-абсорбционном спектрометре ICP MS Elan DRC II. Всего было выполнено 6 контрольных анализов (3 образца по два повтора). Количественное содержание золота было определено в концентрате, полученном из шлама, – 22 г/т и 24 г/т, в топочном каменном угле – 23 г/т.

На ОА «Химзавод им. Л.Я.Карпова« была выполнена попытка наладить промышленную добычу золота из угольного концентрата, выделяемого из шлама, полученного при производстве хлористого бария.

Была разработана и смонтирована линия обогащения шлама до угольного концентрата с получением концентрата, содержащего 75% угля. Линия обогащения состоит из дозирующего питателя – двух размывочных скруббер бутар – и узла грохочения фракции – 0,6мм представленного виброситом. (Фото2).

ООО «Техинжиниринг» был разработан, изготовлен и смонтирован на производственной площадке Химзавода им. Л.Я.Карпова узел улавливания возгонов, состоящий из ряда скрубберов, каплеуловителя и электрофильтра.

(Фото 3). Принцип действия узла улавливания возгонов: продуктивный газ направлялся в первый прямоточный скруббер, специально футерованный керамической плиткой и оснащенный холодильником. Температура входящего газа 400С, в верхней части первого скруббера подавалась жидкая сфера орошения, что приводило к интенсивному парообразованию, замедлению скорости газового потока и его охлаждению. Затем парогазовая смесь подавалась во второй скруббер, пространство которого было перекрыто несколькими плоскостями, находящимися под углом 45градусов. Это обеспечивало изменение направления и скорости газового потока, обеспечивая при этом стекание конденсата с перекрывающих плоскостей в нижний зумпф второго скруббера. Второй скруббер также интенсивно орошался, – затем газовая сфера шла на обезвоживание в каплеуловитель, и затем в электрофильтр. Жидкая сфера орошения подавалась по замкнутому кругу насосом из специального зумпфа, для полного улавливания возгонов в систему орошения был добавлен вспениватель. Жидкость орошения подавалась через ряд форсунок, расположенных с учетом уменьшения гидро- сопротивления для газовой сферы. Для успешной работы узла улавливания было рассчитано необходимое соотношение газ/жидкость. Дополнительную тягу в системе улавливания возгонов обеспечивал вытяжной вентилятор. При работе узла улавливания возгонов совершенно отсутствовал характерный для горения дым, идущий из трубы отвода топочного газа, что указывало на полную очистку продуктивной газовой сферы.

Для нагрева золотонесущего угольного концентрата применили имеющуюся на заводе вращающуюся печь тамбурного типа, представляющую собой полый цилиндр, изготовленный из углеродистой стали, длиной 7000 мм футерованный огнеупорным кирпичом, внутренним диаметром 2000 мм. Печь имела узел автоматической подачи сырья и разгрузки огарка. Для нагрева в режиме отсутствия кислорода, печь была укомплектована скользящими электрическими контактами и внутренними электро-тэнами. Контроль за технологическими показателями: температурой, частотой вращения печи-тамбура, а так же загрузка сырья, разгрузка огарка были автоматизированы и осуществлялись с пульта управления, находящегося в непосредственной близости от печи-тамбура. (Фото 4).

Осуществились две попытки нагрева угольного концентрата:

первая, без доступа кислорода, с использованием нихромовых нагревателей. Од
нако, нагреватели постоянно выходили из строя, и достичь температуры, требуемой для возгона золота, не удалось;
вторая, с доступом воздуха методом горения самого концентрата. Однако, при начале работ было установлено: конструктивная особенность печи-тамбура не позволяет поддерживать горение угольного концентрата по всему объёму, так как воздух подаётся не через концентрат, как в обычных печах при его сжигании, а с торца печи и не проходит через сам концентрат, идет по его поверхности. Это приводит к горению только верхнего слоя, но при вращении печи верхний слой засыпается и тушится нижними не горящими слоями. Для устранения этого недостатка технологами был применен прием цикличной загрузки: печь загружали, разжигали жидкими горючими составами и нагревали без вращения, что обусловило достижение температуры выше 800С. Однако, задать дополнительную порцию концентрата и выйти на планируемый непрерывный процесс не представлялось возможным, та
к как для этого требовалось включить вращение печи, что привело бы к прекращению горения и падению температуры. При выполнении описанного выше приема нагрева угольного концентрата и достижении температуры более 800С, в узле улавливания было получено 4м3 продуктивного золотосодержащего раствора с содержанием золота 1г/м3. При начале возгона резко изменился цвет жидкости орошения из прозрачного бесцветного он приобрел слабо-жёлтый цвет. (Фото 5). Эксперимент был выполнен дважды, с равным результатом.

Ходят упорные слухи о глубокой переработке угля в Китае и добыче из него редкозёмов и благородных металлов, но официальное описание этих процессов отсутствует. Приведенное выше, промышленное получение продуктивного золотосодержащего раствора улавливанием возгонов при извлечении золота из угольного концентрата методом прямого его сжигания является первым описываемым случаем в мировой практике. При решении по способу сжигания золотонесущего сырья (установка соответствующей печи) АО «Химзавод им. Л.Я.Карпова» имеет все шансы начать промышленную добычу золота из топочных углей.

Подводя итог данной статьи, в которой отражена лишь очень малая часть семилетнего труда по определению и извлечению золота из высокоуглеродистого сырья, автор также обращает внимание на работы ученых Амурского Научного Центра Дальневосточного отделения РАН. Еще в 2003 году российские ученые выполнили работы по определению содержания золота в топочных углях и установили, что в ряде углей Дальнего Востока золото содержится в концентрациях, сопоставимых с содержанием в богатом ископаемом золоторудном сырье.

По мнению автора, существует ряд объективных причин, препятствующих извлечению золота из топочных углей:

первая, и наиболее существенная сложность, — это аналитическое определение легколетучих соединений золота в углях. Аккредитованные методики практически не позволяют определять содержание золота в угле. Экспериментальные плавки, выполняемые инженерами — исследователями (в том числе и автором статьи), как правило, плохо воспроизводятся и не могут быть принятыми как методики анализа золота в углеродистых пробах. Любое изменение параметра плавки ведет к потере золота. Так, уменьшение помола пробы меньше – 0,5 мм (при стандарте – 0,074 мм), приводит к интенсивному возгону золота при температуре менее 500С, когда шихта еще не имеет свойства плава и, следовательно, не может препятствовать возгону. Коллектор в виде свинца из глета заметно восстанавливается на температуре 500 — 600С и на более низких температурах не выщелачивает из образца, и не собирает свободное, находящееся в шихте, золото. Закрытие тигля крышкой является совершенно бесполезным действием, так как возгон, вышедший из шихты, будет осаждаться либо на саму крышку тигля, либо на его стенки и уже не будет коллегирован в веркблей. Российская Академия Наук, Сибирское отделение (Институт угля), провёл детальное исследование углей Кузбасса. Описание результатов многолетних исследований представлено в монографии 2011г. «УГЛИ КУЗБАССА. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ-ПРИМЕСИ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, Кемерово». Выявлены промышленные содержания золота в исследуемых углях 3,14г/т (таблица 1.14 стр.42). Российские учёные также обозначают « Уровни максимальных концентраций (В) ценных элементов в кузнецких энергетических углях и ЗШМ». Максимальное содержание золота в кузнецком угле -1050 г/т. и содержание в ЗШМ кузнецких углей — 1208г/т (таблица 1.15 стр.45);
вторая, и очень существенная сложность — улавливание возгонов золота. Опубликованные ранее патенты по извлечению золота из топочного угля, по мнению автора, не могут быть применены при многотоннажном производстве, так как улавливание возгонов требует многоступенчатого цикла с большой пропускной способностью по газовой сфере, аналогичного применённому на узле улавливания на Химзаводе им. Л.Я.Карпова.

Автор статьи, после многолетних изысканий, пришел к выводу:

часть топочных углей, добываемых по всему миру, содержит в себе золото в концентрации, позволяющей экономически целесообразно извлекать его до товарного слитка;
золото сорбировано углём в процессе его формирования (торф -бурый уголь — каменный уголь и т.д.), и месторождения богатых углей находятся в районах прилежащих к «коренным» месторождениям золота;
золото из угля может быть успешно извлечено до товарного продукта только при строгом соблюдении определенных параметров по всей цепочке извлечения: — сжигание угля – улавливание возгонов – переработка возгонов.

Полученный практический опыт, включающий в себя: аналитику легколетучего золота в высокоуглеродистых пробах, создание узла улавливания возгонов и выполнение промышленных тестов по извлечению золота из высокоуглеродистого сырья, обобщён в заявке на изобретение.

Автор выражает благодарность за совместную научно-производственную деятельность:

научно-производственному эксперту Балцат В.И.,
к.т.н. Морозову А.А.,
генеральному директору АО «Химзавод им. Л.Я.Карпова»Шамсину Д.Р.,
генеральному директору АО «Полибиохим»Самилову В.И.,
к.х.н. Черновцу А.Н. и всем сотрудникам АО «Химзавод им. Л.Я.Карпова», принимавшим участие в промышленных испытаниях.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Первые сведения о том, в угле есть золото, получили американские исследователи XIX века. Скорее всего, промышленники восприняли информацию скептически, к тому же в эпоху «золотой» лихорадки их взор был устремлён в сторону доступных методов добычи. А «алхимическая теория» на тот момент находилась, мягко говоря, в зачаточном состоянии.

Фото: newsland.com

Вплоть до конца прошлого столетия изучением вопроса никто всерьёз не занимался. Только в современную эпоху учёные начали искать способы извлечения драгоценного металла.

Не во всяком угле есть золото

Уголь — есть не что иное, как смесь веществ с разного рода примесями. В составе полезного ископаемого нередко встречаются вкрапления металлов, включая золото.

Нетрадиционный источник золота требует к себе аналогичного подхода. Во-первых, неизвестно, сколько в угле может содержаться драгметалла. И во-вторых, стоит ли пытаться его извлечь, ведь если уголь хранит в себе критически низкие «объёмы» золота, его получение не будет рентабельным.

Большой вклад в решение задачи внесли российские учёные. Многолетние исследования проводились в Амурском научном центре ДВО РАН, Новосибирском Институте геологии и минералогии СО РАН, Томском политехническом университете и других научных центрах.

Преграды возникли на самом начальном этапе работы. Выяснилось, что по прошествии времени из угля золото «улетучивается». И чем дольше полезное ископаемое «застаивается» в лаборатории, тем больше из него успевает высвободиться золотоорганических соединений.

В первую очередь, скорость отделения металлических частиц зависит от сорта угля, затем подключаются другие факторы. Процесс улетучивания ускоряется, если топливо складируется на открытом воздухе, особенно — в виде мелких кусков. Ещё быстрее золотые вкрапления высвобождаются из нагретого или смоченного водой материала.

Если подытожить, уголь далеко «не первой свежести» фактически теряет свою золотоносность. Поэтому определение содержания драгметалла должно производиться в свежих пробах, и только при соблюдении определённых условий его хранения.

Российские учёные проанализировали массу проб, взятых с разных угольных месторождений, и определили, что золотые включения присутствуют не во всех пробах.

Фото: depositphotos.com

Только в части угленосных участков концентрация драгметалла оказалась достаточно высокой для эффективного извлечения. На некоторых месторождениях в угле обнаружилось содержание золота 0,5 г/т. Были выявлены и угольные пласты с содержанием 2-3 г/т – то есть, стоимость золота потенциально могла превысить стоимость самого угля.

Однако «классификацию» золотоносности месторождений в разных регионах должным образом унифицировать не вышло. Дело в том, что для определения содержания золота научные центры прибегали к разным методам. Показатели, к которым приходили учёные, имели серьёзные расхождения — на 2-3 порядка.

Тем не менее, многолетние труды доказали потенциал нового направления углехимии. Осталось лишь понять, каким способом получать благородный металл.

Разработка амурских учёных

Учёные Амурского научного центра Дальневосточного округа РАН с 2000 года начали искать оптимальный метод извлечения золота из угля.

Изначально в качестве «подопытного» использовалась угольная зола. Нетрадиционная «добыча» драгметалла могла превратить отходы в источник прибыли. Вместе с тем, решение позволило бы снизить негативное влияние на окружающую среду от сжигания топлива угольными ТЭЦ, а также избавиться от огромных объёмов золошлаков.

Сначала в АНЦ ДВО РАН попробовали получать золото даже не из золы, а из дымовых газов. Технология была запатентована в 2009 году: учёные смастерили экспериментальную установку с электропечью для сжигания угля, смесителем, парогенератором, дымососом и холодильником для сбора конденсата.

Но на практике вышло так, что процент извлечения конденсата с помощью комплекса оборудования получается слишком низким. Более того, установки в промышленных масштабах производят огромное количество дыма. Для его переработки потребовались бы огромные площади — гораздо большие, чем площади, занимаемые угольными ТЭЦ.

Фото: gogetnews.info

Первый проект оказался непригодным для внедрения на реальных котельных, но учёные не остановили и продолжили искать пути решения задачи. Далее было попытка применить технологию водного выщелачивания золота с использованием фульвовых кислот. Опять же, испытания показали, что для извлечения драгметалла требуются большие объёмы рабочих растворов, и для промышленных масштабов этот метод тоже не подходит.

Последняя разработка Амурского научного центра ДВО РАН — установка для извлечения золота уже не из угольной золы, а из угля. Процесс выделения драгметалла происходит под воздействием перегретого водяного пара.

Оборудование работает следующим образом: водяной пар пропускается через слой мелко раздробленных частиц угля, затем перемещается в специальный сосуд с охлаждаемой водой, в которой добавлен высокоактивный активированный уголь.

Золотые частицы осаждаются активированным углём и таким образом остаются в сосуде. Полученный концентрат готов для передачи на золотоизвлекательные фабрики на дальнейшую обработку.

От редакции журнала. По золоту в углях имеются различные данные и мнения. Исследования автора весьма интересные, возможно они найдут практическое применение.

О золотоносности углистых отложений впервые было сообщено в США еще в ХIХ веке. Затем длительное время в мире ничего нового по этому поводу не публиковалось. Объясняется это, скорее всего, несовершенством аналитики на золото в углистых материалах, а также неразработанностью технологии извлечения золота из углей, в которых золото находится не только в виде самородных частиц. Длительное время содержание золота в углях определялось способами, занижающими истинные значения на 2–3 порядка. Низкие содержания, а также расхождения в определениях разных авторов снижало интерес к золоту в угленосных структурах. Позже, в ряде публикаций конца ХХ — начала ХХI вв. также приводятся данные о нахождении в углях благородных и редких металлов [1–5]. В настоящее время интерес к золотоносности угольных отложений вновь повышается. Растет количество публикаций на эту тему, ведутся исследования по извлечению золота из золошлаковых отвалов.

В данной работе рассмотрены вопросы трансформации микровключений золота в природных углях в процессе диагенеза торфов и метаморфизма углей. В связи с образованием новых форм присутствия золота в углях рассмотрены простые технологические приемы для извлечения золота из углей без применения ядовитых реагентов в водном растворе. В процессе работ были установлены ранее неизвестные свойства соединений золота, вступившего в химическое взаимодействие с гуминовыми кислотами; приводится объяснение явлению улетучивания золота из углей. Предложены также новые запатентованные способы извлечения золота непосредственно из углей.

Исходные данные и методика работ

В качестве материала для исследований использовали бурые угли категории 2Б из пластов Бородинского и Назаровского месторождений Канско-Ачинского бассейна (Красноярский край) и угли месторождений Ерковецко-го и Сергеевского (Амурская область).

Основа экспериментов заключается в предварительном мокром измельчении углей в лабораторной мельнице или контакте различных типов углей с растворами с различной концентрацией добавок, и далее отделение твердого остатка от раствора (аликвоты), сушки остатка и определение содержания золота в остатке пробирным анализом.

Аналитику аликвоты проводили путем контакта жидкой фазы с сорбентом. В качестве сорбента применяли либо истертый активированный аптечный уголь, либо раскаленную докрасна навеску активированного зернистого угля марки БАУ. После агитации раствора с углем последний отделяли и после сушки сплавляли с флюсами на серебряный королек. Затем королек разваривали и определяли вес получившейся золотой корточки.
Выход корточки показывает извлечение золота из исследуемого угля в испытуемый раствор. Исходные условия и получаемые результаты заносили в таблицу данных. Для уточнения некоторых исходных и конечных данных проводили дополнительные эксперименты.

Результаты исследований. Точность определения содержания золота в углях

Как показывает многолетняя практика, все работы, проводимые с различными углями с целью определения возможности утилизации такой ценной микропримеси, как золото, требуют, прежде всего, достоверного и надежного определения содержания золота в углях.

Природные угли являются нетрадиционным и весьма необычным сырьем, содержащим золото. При генезисе угольных пластов происходит поглощение золота из потоков воды, протекающих через болота, в которых имеет место диагенез растительных остатков с образованием торфа, а в последующем бурых и каменных углей. Физико-химические формы, в которых золото сорбируется как торфом, так и пористым углем, — в большей степени комплексные ионы, коллоидные частицы, наночастицы. Реакции сорбированного золота и гуминовых кислот в среде гниения остатков растений описаны, и вместе с этим определены константы продуктов этих реакций [6, 9].

Работы, проводимые с различными углями, до настоящего времени вызывали большие претензии из-за разброса получаемых содержаний золота [7]. Авторы публикаций пользуются различными методами для определения содержания золота в углях. Так, в работах Института геологии и минералогии им. B.C. Соболева (ИГМ CO РАН) приводятся данные по определению содержания золота в углях, песках и глинах Амурской области. Те же виды минерального сырья анализировали в Амурском научном центре (АНЦ). B АНЦ постоянно использовали способ определения золота с применением пробирного метода. B ИГМ CO РАН использовали метод ИНАА (инструментальный нейтронный активационный анализ) и РФА-СИ (рентгеноф-луоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения) [7]. B табл. 1 приведены сравнительные данные, полученные различными методами в АНЦ и Томском АЦ.

Таблица 1. Содержания золота в минеральном сырье

Вещество

Au, г/т

(ИГМ, 1)

Au, мг/т

CC BY

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Арбузов С. И., Рихванов Л. П., Маслов С. Г., Архипов В. С., Павлов З. И.

Приводятся данные о содержании золота в углях и торфах юго-восточной части Западно-Сибирской плиты. Впервые выявлены угольные пласты с аномально высокими концентрациями Au. Установлены основные закономерности накопления и распределения аномальных концентраций Au в угленосных отложениях и торфах. Изучены формы нахождения Au в торфах. Предложена модель накопления высоких концентраций Au в торфах и бурых углях региона.

Текст научной работы на тему «Аномальные концентрации золота в бурых углях и торфах юго-восточной части Западно-Сибирской плиты»

Шифрин К.С. Введение в оптику океана. — Л.: Гидрометеоиз-дат, 1983. —280 с.

Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. —М.: Мир, 1981. —280 с.

Зеге Э.П., Иванов А.П., Кацев И.Л. Перенос изображения в рассеивающей среде. — Минск: Наука и техника, 1985. —328 с.

Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. —М.: Мир, 1971. — 168 с.

Горячев Б.В., Могильницкий С.Б. Некоторые особенности переноса излучения в пространственно ограниченных дисперсных средах // Известия Томского политехнического университета. — 2000. —Т. 303. —№ 3. —С. 91—104.

АНОМАЛЬНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗОЛОТА В БУРЫХ УГЛЯХ И ТОРФАХ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

С.И. Арбузов, Л.П. Рихванов, С.Г. Маслов, В.С. Архипов, З.И. Павлов

Томский политехнический университет E-mail: siarbuzov@mail.ru

За почти вековую историю изучения геохимии угольных месторождений накопилось значительное количество сведений об аномально высоких содержаниях золота в углях. Особенно многочисленны находки золотоносных углей в последние два десятилетия. Наиболее полный их обзор с учетом последних опубликованных данных приведен в работе [1].

Несомненно, что высокие уровни накопления золота в углях привлекают к ним внимание как к потенциальному сырьевому источнику благородных металлов. В связи с этим золото в угленосных отложениях в последнее время исследуют весьма активно. Тем не менее, несмотря на предпринимаемые усилия, его геохимия в углях еще почти не изучена. По-прежнему недостаточно изучены условия накопления золота в угольных пластах, остаются невыясненными причины и механизмы, обуславливающие образование аномально высоких его концентраций. Высказываются различные точки зрения на природу этих аномалий. Так В.В. Се-рединым [2] обосновывается флюидно-гидротер-мальная модель накопления Аи в германиеносных углях Приморья. В то же время Г.М. Шор [3] показал механизм инфильтрационного концентрирования благородных металлов в углях в условиях стабильного режима Западно-Сибирской плиты.

В последние годы нами получены новые данные о распределении золота в торфах и бурых углях юго-восточной части Западно-Сибирской плиты. Выявлены угольные пласты и торфяные залежи с аномально высокими его содержаниями. Наличие в одном разрезе разновозрастных углей и современных торфов позволяет рассмотреть основные закономерности накопления и миграции золота в углеобразовательном процессе.

Исследовано 22 углепроявления юрского возраста (тюменская свита), 2 месторождения и 5 проявлений палеогенового возраста (новомихайловс-кая свита) и 14 месторождений торфа в юго-восточной части Западно-Сибирской плиты.

Опробование углей тюменской свиты выполнено по керну нефтепоисковых и разведочных скважин. Глубина залегания угольных пластов 2. 3 тыс. м.

Угли палеогенового возраста опробованы как по керну разведочных скважин (Туганское и Тало-вское месторождения, Вершининское, Колпаше-вское, Тымское углепроявления), так и в естественном залегании (Реженское месторождение и Лагер-носадское углепроявление).

Торф опробован с помощью торфяного бура по-интервально с интервалами при рядовом исследовании 0,5 м, при детальном —0,05.0,1 м.

Всего изучено 1200 проб торфа, 80 проб углей юрского возраста и 68 проб палеогеновых углей.

Содержание Аи определялось методами нейт-ронно-активационного анализа в ядерно-геохимической лаборатории Томского политехнического университета, работающей на базе исследовательского ядерного реактора НИИ ядерной физики при ТПУ. Использовалась методика традиционного инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) из навесок 200 мг (аналитик

A.Ф. Судыко) и специально разработанная методика определения Аи из навесок 5.10 г (аналитик

B.М. Левицкий). Предел обнаружения Аи по изотопу Аи198 для ИНАА из навески 200 мг — 1-10"6 %, для нейтронно-активационного анализа из навески 5.10 г — 110—7 %.

Для контроля качества анализов часть проб была озолена, и в них параллельно с основной пробой изучено содержание золота в золе. Путем пересчета с угля или торфа на золу, и наоборот, производилось сопоставление результатов.

Формы нахождения элементов изучались на основе стандартных методик исследования группового состава торфа. Групповой состав изучался путем последовательной экстракции битумов, водорастворимых и легкогидролизуемых веществ, гумино-вых и фульвокислот по методу Инсторфа [4].

Основные результаты исследований

Содержание золота в углях и золах углей юрского возраста

Среднее содержание золота в углях юрского возраста в юго-восточной части Западно-Сибирской плиты существенно превышает его кларк для осадочных пород и составляет для 22 изученных углеп-роявлений 30 мг/т (табл. 1). Анализ золы угля и расчет средневзвешенного содержания в золе дает величину 260 мг/т при средней зольности углей 11,7 %.

Таблица 1. Среднее содержание золота в углях и золах углей юрского возраста, мг/т

Месторождение, Число А, % В угле В золе

проявление угля проб угля

Ай-Пимское 2 15,2 1,2 7,9

Арчинское 2 12,1 Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Пуховское 32 7,0 14,3 Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Читайте также: