Как получить золото из воды. Извлечение минералов из морской воды Как получить золото из морской воды

Несмотря на то,что в морской воде золото содержится в микроскопических количествах (4мг/тонна) добывать его в скоро времени будет выгодно. В самом деле,если мы посмотрим как растет количество отходов человечества, то станет очевидно, что полная их переработка в готовые изделия затруднена. В тоже время использование использование продуктов утилизации отходов для извлечения извлечения золота и других металлов представляется выгодным.

Американский исследователь Генри Балл более 30 лет назад установил, что в морской воде золото содержится в виде иодида. Иодид золота (AuI) твердое вещество лимонно-желтого цвета с плотностью равна 8,25 г/см3. Разлагается на элементы при нагревании до 177°С или под действием воды. Восстанавливается диоксидом серы или монооксидом углерода до золота. Присоединяет аммиак. Получают непосредственно из элементов при 100°С, восстановлением Au2Cl6 или H раствором КI, действием иодоводородной кислоты на оксид золота (III).

В результате исследований, Балл предложил извлекать золото из морской воды с помощью негашеной извести. По его расчетам, на 4,5 тыс.тонн воды требуется всего 1 тонна извести.Принцип действия установки Балла был прост.Во время прилива морская вода поступает в бассейн,где смешивается с известковым молоком.Через определенный промежуток времени, уже будучи “отработанной”, через сливную трубу она сбрасывается обратно в море.Остающийся осадок на дне осадок перекачивается в отстойник, откуда транспортируется к месту переработки для извлечения золота.

Кировский инженер Русских В.И. предложил еще более дешевый и безотходный способ извлечения золота. Для извлечения золота он предлагает использовать вместо негашеной извести золу тепловых электростанций. Зола-уноса тепловых электростанций содержит не менее 10% негашеной извести, поэтому для обработки 4,5 тысяч тонн морской воды потребует примерно 10 тонн золы.В настоящее время отвалы золы от тепловых электростанций составляют более 10 млрд.тонн. Зола-уноса используется очень плохо.

Для реализации этого способа требуются многомиллионные вложения в строительство бетонной плотины, а также укладки труб для отвода обработанной воды в море.
Простой расчет показывает, что использование данного метода в тысячу раз менее затратно, чем другие способы извлечения золота из воды. Кроме того, уже в настоящее время этот способ легко окупит себя в течение года. Даже при условии, 20% извлечения золота из морской воды. В случае попутного извлечения из морской воды редких,благородных и рассеянных металлов, время окупаемости сократится в несколько раз.

Наиболее сложным в этом способе, это выбор места строительства затопляемого бассейна.
Идеальное место должно быть расположено недалеко от водных течений, с регулярными приливами и отливами, берег должен быть из твердых пород (например,гранита, известняка и т.п.), вдалеке от населенных пунктов, рядом с железнодорожными путями.

Выполнение этих требований позволит снизить стоимость сооружения бассейна.

Общее количество золота в водах Мирового океана оценивается в 25-27 млн.т. Это чрезвычайно много. Человечеством за все время добыто около 150 тыс.т.

http://au.ucoz.net

Данную технологию можно отнести к гидрометаллургии драгоценных металлов, в особенности к способам добывания золота из высокоминерализованной морской воды или сбросных растворов путем цементации в металлическом виде на поверхность адсорбентов. В основе данная технология основана на высокоэффективном механизме цементации.

Золото в воде это - не миф, а реальность, которая не требует подтверждения. Ионы 79 элемента таблицы Д. И. Менделеева присутствуют в организме человека, они входят в состав растений и, конечно, воды. Привычная жидкость богата благородным металлом, она переносит золото, несет его частицы по дну реки, формируя залежи. Это качество воды и интересует старателей всего мира, которые с энтузиазмом исследуют реки и ручьи.

Поиск золота в воде

Где и как искать Au?

Золото из воды добывают и зимой и летом. Этот элемент можно отыскать, используя несколько способов, и холодная погода не остановит опытного старателя. Для начала стоит изучить алгоритм действий, который поможет добыть драгметалл из воды.

Итак, что делать тем, кто хочет найти Au:

• Изучить местность, выбрать место, немного пообщаться с местными жителями. Дополнительная информация никогда не будет лишней, по этой причине стоит тщательно изучить местность, просмотреть карты и собрать как можно больше сведений. Беседа с местными жителями поможет установить, где находили Au, как давно это было.
• Содержание золота в воде может приятно удивить и даже обрадовать, но чтобы найти его, не стоит нырять с аквалангом под воду. Можно просто обследовать скалы, изучить большие камни, взять пробу воды.
• С помощью лотка нужно взять пробу песка или обследовать берег реки, ручья на наличие гальки из кварца. Кварц - это основной спутник золота, но можно искать не только его, «сопровождать» Au могут пирит и серебро.

Как получить золото и какие приборы можно использовать при добыче драгметалла:

• Вода содержит песчинки Au, но они не плывут по течению, а ползут по дну. С годами песчинки прессуются и могут превращаться в самородки и даже залежи. Обнаружить на дне металл поможет мини-драга. Это приспособление, которое работает как пылесос. Мини-драга всасывает в себя песок и помогает обнаружить Au. Машина сама фильтрует, промывает и отделяет золото от примесей и грязи.
• Металлодетектор - еще одно приспособление, которое помогает обнаружить благородный металл в реке или ручье. Прибор погружают в воду, он может отреагировать на золото и обнаружить месторождение на небольшой глубине. Еще с помощью металлодетектора исследуют прибрежную зону.
• Наши предки использовали при промывке Au лоток. Первоначально приспособления изготавливали из шкур баранов, позже технология изменилась. Современные лотки используют для работы на горных реках, ручьях с быстрым течением. Но прогресс не стоит на месте и, несмотря на то что современные лотки легче и удобнее, их используют в основном для взятия проб воды.

Наличие приборов поможет ускорить поиск и увеличит шансы на успех. Но это вовсе не значит, что дорогостоящее оборудование - это 100 % гарантия обнаружения самородка в земле или воде.

Золото в песке

Получение Au из прибрежного песка начинается с того, что его берут на пробу: просто промывают в лотке, изучая, есть ли крупицы желтого металла.

Можно побольше накопать песка, погрузить его в мешочки и налить в них воды. Дело в том, что песок значительно легче золота. Благородный металл тут же осядет на дно и его можно будет увидеть, а вот песчинки продолжат плавать в мешочке.

Схема возможного расположения золота в водоеме

Следует отфильтровать воду с песком, если под рукой нет ничего, что можно использовать в качестве фильтра, то жидкость просто сливают. Она уйдет вместе с песком, а на дне мешочка останется Au.

Драгметалл добывают из песка исключительно летом, зимой старатели просто обыскивают прибрежную зону, исследуют камни, но песок не промывают.

Чаще всего песок просто берут на пробу, его поднимают со дна реки или копают возле берега. Проба помогает определить, есть ли в выбранном месте Au и как много его в этом месте. Если удается обнаружить не одну-две песчинки золота, то можно продолжать поиски. Если же количество желтого металла ничтожно мало, искатели отправляются на другое место.

На какой глубине можно найти самородок?

1. Золото весом не более одного грамма чаще всего находится под слоем песка в 10–13 см, достать его не так сложно.
2. Если поднять грунт на 15–30 см, есть шанс обнаружить самородок весом более 1,5 грамма.
3. Если докопаться до грунта, который идет сразу после песка, то можно найти целый кусок благородного металла весом более 100 грамм.

Впрочем, добыча Au связана с определенными трудностями и нет никаких гарантий, что «раскопки» закончатся успехом. По этой причине и рекомендуют перед началом поиска изучить местность и взять пробы грунта, песка и воды.

Поиск золота в морской воде

Добыча благородного металла из морской воды имеет определенные сложности. Говорят, что если извлечь все золото из морей и океанов, то его вес окажется весьма приличным. Но сегодня нет ни одного эффективного способа, который поможет извлечь Au из вод океанов и морей. Но есть надежда, что в скором времени ученым все же удастся преуспеть в этом деле.

Золото из морской воды помогут добыть бактерии. Не так давно было установлено, что микроорганизмы способны обнаружить частицы металла, даже если на триллион кубометров воды приходится несколько крупиц Au.

Бактерии осаждают ионы металла и скрепляют их между собой, на это микроорганизмам требуется некоторое количество времени.

Поскольку такой способ добычи находится еще в процессе исследования, несмотря на всю перспективность, его сложно назвать действенным.

В принципе специалисты многих стран на протяжении долгого времени ломают голову над тем, как извлечь Au из морской воды. Существует несколько способов, но все они считаются слишком затратными и по этой причине их не используют в золотодобывающей промышленности.

Прибыль и перспектива

В независимости от того, где идет добыча Au, в воде или на суше, золотодобывающая отрасль сегодня оценивается как перспективная.

Размеры добычи постоянно растут, геологи занимаются поиском новых месторождений, а технологический прогресс не стоит на месте. Изобретение различного рода аппаратуры помогает вновь начать разработку месторождений, которые ранее были заброшены и считались неперспективными.

Драгоценный металл скрыт от глаз человека в толщах породы, большое его количество находится глубоко в недрах земли. Золото выходит на поверхность лишь в местах вулканической активности. По этой причине человечество на протяжении многих лет думает не только о том, как добыть его из недр земли, но и как извлечь драгметалл из морской воды.

При этом с годами любовь людей к металлу желтого цвета не ослабевает. Золото манит и завораживает, но не только внешняя красота привлекает старателей и банкиров.

Драгоценный металл - это выгодное вложение денег. Котировки постоянно растут, а в условиях экономического кризиса стабильность золота привлекает многих.

Несомненно, отрасль развивается, а добыча Au становится выгодным делом. Металл ищут не только работники крупных компаний, но и путешественники, старатели и просто обычные люди, которые хотят решить финансовые проблемы или немного развлечься.

Но не стоит забывать о том, что поиск металла на профессиональном уровне требует материальных вложений. Необходимо приобрести оборудование, получить доступ к информации и найти время для того, чтобы посвятить его обнаружению золотых приисков. В среднем на поиск и разработку месторождения уходит не менее года.

Амальгамационный процесс и аппаратура для извлечения из морской воды золота в металлической форме были предложены еще в 1903 г.

Предварительно отфильтрованную морскую воду подавали насосом через трубку на дно конического воронкообразного сосуда, содержащего ртуть и разделенного перфорированными листами на множество секций (рис. 92). После приведения в контакт со ртутью, восходящий поток воды пропускали через сетку для улавливания тонкой пемзованной ртути, затем через перфорированные контактные листы и, наконец, через амальгамационный шлюз, расположенный в верхней части аппарата и предназначенный для полного улав-ливания амальгамированного золота из потока. Амальгаму обрабатывали общепринятыми методами (отжимка, отпарка и плавка).

Аналогичная аппаратура предложена Риттером1 и отличается тем, что тонкая ртуть и содержащееся в ней золото, миновавшие сетку, улавливаются в рифленом устройстве.

Ионная флотация

Как уже отмечалось выше (см. гл. IV), ионная флотация основана на способности некоторых гетерополярных соединений взаимодействовать с ионами тяжелых металлов, и в частности золота, с образованием флотируемого нерастворимого соединения. Наиболее известны в этом направлении работы, применительно к морской воде Себба (ЮАР) 189 J.

Сорбция

Одним из первых сорбентов для извлечения золота из морской воды были опробованы углеродсодержащие материалы. Так, в начале XX века Паркер установил, что вязкие углеродсодержащие материалы, такие как асфальт, битум, минеральная смола и другие имеют сродство к свободному золоту. На этом основании Паркер предложил улавливать тонкодисперсное (или, так называемое, плавучее) золото из морской воды путем избирательного его закрепления на твердых вязких углеродсодержащих постелях, нанесенных на бруски и планки, установленные в потоке. Обеспечение непрерывного контакта свежей воды с вязким материалом должно осуществляться действием приливов и отливов моря .

Однако большинство исследователей считает, что из числа углеродсодержащих сорбентов наиболее интересны для сорбции золота из морской воды активированные угли.

Пионеры этого направления - немецкие исследователи Нагель и Баур (1912-1913 гг.), предложили для сорбции золота из морской воды использовать кокс, древесный и животный уголь и некоторые другие адсорбенты. В проведенных экспериментах морскую воду после предварительного осветления с использованием песочного фильтра (для удаления суспензированного материала и желатинистых микроорганизмов) пропускали через фильтрующую постель кокса, угля или другого углеродсодержащего материала по методу свободной перколяции или восходящей фильтрации (рис. 93). Обогащенный адсорбент периодически удаляли и проплавляли.

Для снижения затрат на перекачку морской воды предложено использовать перфорированные контейнеры с постелью адсорбента на борту судна, или береговые чаны с ложным днищем и слоем адсорбента, покрытого проволочной или тканевой сеткой, заполняемые действием приливов.

Параллельно с использованием классического адсорбента (активных углей) проводили исследования с неорганическими сорбентами с сильно развитой поверхностью, типа свежеосажденных гидроокисей (алюминия, железа, силикагеля), коагулированной гидроцеллюлозы и др. В этом случае предложено использовать береговые чаны или специальные подставки, заполненные неорганическим сорбентом и покрытые полностью двойным слоем волокнистого текстильного материала. Подставки погружают в морскую воду на недели, а нередко и месяцы, после чего на них действуют цианистыми растворами для извлечения.адсорбированного золота. Обеззолоченные подставки используют многократно.

При исследовании возможных сорбционных методов было установлено, что в этом процессе предпочтительнее извлекается коллоидное металлическое золото. Поэтому естественно стали искать такой сорбент, который одновременно бы восстанавливал галогенное золото до металлического состояния и создавал свежеобразованную активную поверхность. Исследуя обширный ряд подобных возможных сорбентов, Паркер пришел к выводу, что для наиболее полного извлечения золота из морской воды предпочтителен сульфат двухвалентного железа, оптимальный расход которого составляет 2 кг/т воды.

Впоследствии Паркер получил отдельный патент2 на аппаратурное оформление адсорбционного метода с использованием сульфита двухвалентного железа.

Совмещение процессов восстановления галоидного и адсорбции коллоидного золота наблюдается и в предложениях других исследователей. Так, Бардт рекомендовал обрабатывать морскую воду сульфитным щелоком (отходом производства целлюлозы) в качестве восстановителя с последующим перемешиванием ее со смесью тонко-размолотого угля и распыленного металла (например меди, железа и др.) 3. Осадок, содержащий благородные металлы, сначала сжигали (для удаления углерода), а затем плавили с коллектированием золота в сопутствующем металле.

Подобную же це,ль (восстановление галоидного и полное улавливание коллоидного золота) преследовал Глазунов с сотрудниками (Париж, 1928 г.), предлагая применять в качестве адсорбента для золота, растворенного в морской воде, сульфиды, и в частности, пириты .

Эта идея была практически реализована только в 1953 г. Валь-терсом и Стиллменом, пошедшими своим оригинальным путем. По их предложению, сульфидную руду укладывали в кучу за бетонной стенкой, построенной около нижней приливной линии и имеющей закругление к берегу. Во время прилива руда затапливалась водой, а при отливе вода перколировала через руду. Этот цикл повторялся многократно. Через определенное время шлам разложившихся сульфидов, содержащий адсорбированное золото, извлекали во время отлива и плавили. Изобретатели отметили, что осаждение золота сульфидами облегчается при воздействии на морскую воду радиоактивных элементов.

Позднее Стокс показал, что для осаждения золота из морской воды можно применять самые различные сульфидные природные и искусственные материалы, причем весьма эффективен сульфид сурьмы.

Для интенсификации процесса сорбции золота сульфидами, при одновременном устранении затрат на перекачку морской воды, Гер-ник и Стокс предложили специальный аппарат г, называемый в литературе «сурьмяно-сульфидной ловушкой» (так как он был задуман для использования в качестве адсорбента, сульфида сурьмы) или «приливно-энергетической системой». Аппарат этот выполнен в виде перевернутой U-образной трубы, в одном колене которой предусмотрено расширение, в которое между сетками помещают адсорбент (активированный уголь или сульфиды). Через эту трубку протекает морская вода под действием приливного течения или при движении судна, за которым закреплен описываемый аппарат.

На протяжении последних 10-15 лет появился целый ряд патентов, усовершенствующих сорбционное извлечение золота из морской воды с помощью сульфидов металлов 2. Наиболее оригинальная идея и аппаратура в этом направлении изложены американским исследователем Норрисом 3.

Его последнее изобретение основано на использовании свеже-осажденных коллоидов сульфидов металлов, адсорбированных на поверхности прочных органических, синтетических или натуральных волокон. Типичный пример синтезированных органических волокон- полимеризованные акрилнитриловые или винилцианидные волокна. Из натуральных волокон наиболее подходяще Волокно Рами (Китайская крапива). Такие волокна, если их погрузить в тонкую коллоидную суспензию (например, свежеосажденного сульфида цинка, приготовленного смешиванием разбавленных растворов хлористого цинка и сернистого натрия при значении pH приблизительно 6,0), будут активно адсорбировать, значительную часть коллоидных частиц сульфида и прочно удерживать на своей поверхности.

При контакте приготовленных таким образом сорбционных волокон с бедными золотосодержащими растворами (например, морской водой) ионы благородных металлов адсорбируются. Их можно снять с волокон обработкой нагретыми разбавленными растворами цианистого натрия с небольшой добавкой перекиси водорода или гипохлорита натрия с небольшой добавкой соляной кислоты. После элюации адсорбированных ионов волокна можно промыть и повторно неоднократно использовать после предварительной обработки суспензией сульфида цинка. Кроме сульфида цинка в этом процессе могут быть использованы сульфиды железа, марганца, меди, никеля и свинца.

Длительными исследованиями Норриса установлено, что некоторые окисляющие газы, которые часто растворены в большинстве морских вод, могут вредно влиять на применяемые коллекторы и адсорбционные волокна. К числу таких газов относятся кислород, азот и двуокись углерода. Поэтому для достижения наибольшего эффекта предлагаемая аппаратура должна иметь средства непрерывного удаления таких газов из текущей морской воды перед тем, как она войдет в контакт с коллектирующей структурой волокон- Кроме того, из-за сравнительно небольшого количества ионов металлов, которые коллектируются в одной нормальной операции, а также трудоемкости обработки и обращения массы волокна, желательно все операции выполнять непрерывно и автоматически. Все эти факторы были учтены в аппарате, предложенном Норрисом (рис. 94).

Особый интерес у исследователей вызывает использование естественных и искусственных ионообменников для извлечения золота и серебра из морской воды.

Приоритет в этом направлении принадлежит Бруку, который в 1953 г. предложил для извлечения серебра из морской воды применять цеолиты железа и марганца

Позднее, в 1964 г., Байер с сотрудниками (ФРГ) создал так называемые хелатные ионообменные смолы, способные извлекать из морской воды до 100% ценных металлов.

Из работ самого последнего времени, посвященных использованию твердых ионообменников для извлечения золота из морской воды, наиболее интересно исследование группы экспериментаторов Компании исследований и развития Гуффа (США).

Для коллектирования благородных металлов предложено использовать воднонерастворимый этиленовый полимер, содержащий висячие карбоксилатные или амидные группы. Один из лучших способов получения указанного полимера - омыление этиленоалкильного акрилатного сополимера или синтезирование сополимера этилена и эфира кислых групп, включающих малеиновую, фумаровую и таконовую кислоты. Детально получение таких сорбентов описано в патенте.

По достижении достаточной степени нагруженности полимерной пленки, сорбированное золото можно извлечь плавкой из золы после сожжения полимера или осадить из растворов от растворения полимеров в каустической соде (едком натре).

Пути использования естественных и искусственных ионообмен-ников в основном те же, что и рассмотренных выше сорбентов, а именно: установка в потоке морской воды, фильтрация через постель в чане, загрузка пористых контейнеров.

Мерро предложил совершенно новый путь использования искусственных ионитов - нанесение их на корпус судна, совершающего свой коммерческий рейс. По прибытии в порт назначения ионообменную смолу можно сдирать с судна и подвергать обработке. Обработка смолы заключается в промывке кислотами и специальными элементами с последующим электролизом элюата, содержащего благородные металлы. Регенерированные смолы можно использовать неоднократно.

Наиболее экономично предложение использовать специальные приспособления, находящиеся в трюме судна и заполненные ионообменными смолами . Здесь предусмотрено, что движение судна вперед заставляет непрерывно протекать морскую воду через сосуд с ионитом. Этот сосуд должен иметь площадь поперечного сечения около 9,5-10 м2, длину 3 м и содержать около 28 м3 смолы. Максимальная скорость протока морской воды при сорбции на смолу должна составлять -0,8 м3 через 1 м2 поверхности в минуту (0,8 м/мин).

При такой скорости потока через сорбционное устройство в сутки пройдет -12 500 т морской воды. При содержании в воде даже

1 мг!т золота в сутки извлечется 12,5 г золота. В течение года непрерывного плавания может быть адсорбировано около 4,5 кг золота на сумму около 5000 долл.

Цементация

Одно из немногочисленных сведений о практическом применении способа цементации золота из морской воды относится к запатентованному в США методу Паркера. В качестве металла-цементатора предложена никелевая пыль. Восстановлением, замещением и адсорбцией можно выделить из морской воды золото, присутствующее как в галогенной, так и элементарной форме.

При проведении цементации перемешиванием никелевого порошка с морской водой можно достигнуть нагруженности его по золоту от 15 до 20% по массе. Нагруженный никелевый порошок удаляют из чана и плавят.

Для осаждения золота из весьма бедных морских вод, Снеминг предложил использовать повышенное сродство золота к теллуру. Установлено, что наиболее целесообразно проводить осаждение аморфным теллуром с весьма развитой реакционной поверхностью. Такой цементатор получается при обработке растворимой соли теллура двуокисью серы. Морская вода фильтруется через неподвижный слой аморфного теллура. Для извлечения высаженного золота обогащенную массу нагревают для возгонки теллура (с последующим его улавливанием), а остаток плавят на золото.

В Мировом океане растворено 10 10 тонн различных веществ, все , известные в земной коре. Только Гольфстрим переносит в секунду 3 миллиона тонн различных солей. В далеком прошлом получали из моря примерно так же, как и сегодня, - выпариванием . Применяя сложную технологию, извлекают натрий, калий, хлор, магний, кальций, бром, литий.

Получение золота

Давно человек мечтал добывать золото из морской воды. И это казалось настолько реальным, что Германия собралась оплатить репарации первой мировой войны «морским» золотом. Этим занялся лауреат Нобелевской премии Ф. Габер. Однако несмотря на то что судно было хорошо оснащено, а экспедиция прекрасно субсидирована и подготовлена, из этого ничего не получилось: все извлеченное из морской воды золото было оценено в 0,0001 доллара, то есть из 15 тонн воды получено всего лишь 0,09 миллиграмма .

Советский ученый А. Даванков на судне «Михаил Ломоносов» при помощи ионитовой колонны из 500 тонн воды получил миллиграмм золота. Это, конечно, мало, но кораблей много, так что дело за установкой сменных ловушек. Природные сорбенты - илы - уже проделали аналогичную работу. В донных осадках Красного моря ил содержит 5 граммов золота на тонну осадка. Судя по всему, в мировом океане растворено свыше 10 миллионов тонн золота. Это уже значительно. Однако это не все золото, поступившее с материков. Так, пресные воды некоторых рек содержат до 16 кларков золота. Где же оно? В илах прибрежных осадков? Если это так, то такие месторождения можно обнаружить.

Золотоносность океанической воды оценивают по-разному: по С. Арренису (1902 год) золота содержится 6 миллиграммов на тонну, по Г. Путнаму (1953 год) 0,03-44, а по данным 1974 года 0,04-3,4 микрограмма на литр. Установлено состояние металла в : суспензии микрочастиц, коллоиды, комплексные ионы AuCI 2 и AuCI 4 , золотоорганические соединения.

Как пытались извлекать золото? Способов много: буксировали за кораблем мешки с пиритом; семь граммов освинцованных цинковых стружек омывали 550 литрами воды и получили 0,6 миллиграмма золота и 1,1 миллиграмма серебра; использовали в качестве поглотителя цеолиты, пермутиты, кокс, шлак, цементный клинкер, древесный уголь, торф, древесную муку, сульфитную целлюлозу, стеклянный порошок, сульфид свинца, коллоидную серу, металлическую ртуть, гидроокись магния (В 1925 году в Одессе было извлечено 5 миллиграммов золота из 2 тонн воды), ионообменные смолы (А. Даванков, 1956 год). Однако золото продолжает интересовать человека. В морской воде на 11 главных ионов (СI — , SO 2\4 , НСО 3 — , СО 2\3- , Вг — , F — , Н 2 ВО 3- , Nа + , Са 2+ , К +) приходится 99,99 процента. Естественно эти сведения довольно приблизительные. На самом деле, морская вода представляет собой сложный комплекс ионных и коллоидных растворов, минеральных взвесей, газов, органических остатков, . Кроме того, на состав морской воды влияют отходы производства. Так, содержание свинца выросло в 10 раз за последние полвека. Появились особые районы - «оазисы металлов».

Добыча прочих металлов

В 1948 году шведское судно «Альбатрос» обнаружило в Красном море донные источники горячих металлоносных рассолов. Детальными работами, проводимыми на судне «Дискавери», в 1966 году установлены три крупные впадины глубиной более 2 километров, где встречены рассолы с температурой до 56°С и концентрацией солей 26 процентов.

В пласте мощностью 200 метров во впадинах Атлантис II, Чейн и Дискавери в десятки тысяч раз повышены содержания железа, марганца, цинка, свинца, меди, золота, серебра, индия, кобальта, кадмия, мышьяка, ртути. На дне впадин в осадках обнаружены высокие концентрации сульфидов. Эти осадки подстилаются безрудными карбонатными породами, под которыми залегают базальты. Начало отложения руд - 13 тысяч лет назад. Установлено, что с 1964 года рассолов повышается. Так, в 1973 году она достигла 62° С.

Рудоносные илы уже оценены в кубометрах, в тоннах и в долларах, но до практического использования месторождении необычного типа, видимо, далеко. В на площади свыше 2 миллионов квадратных километров также установлены металлоносные осадки, связанные с зонами разломов и подводными вулканами. Их практическое значение пока неясно.

По самым оптимистическим подсчетам запасов урана на суше около 5 миллионов тонн (без стран СНГ), а в Мировом океане содержится 4 миллиарда тонн этого элемента.

Поиски сорбентов некоторых металлов дали неожиданные результаты: гидроокись титана сорбирует хром (коэффициент накопления 1 миллион), ванадий (100 тысяч), марганец, железо, медь, никель (10-100 тысяч). На ионитах сорбируется медь, а в опытах А. Даванкова и серебро (2,5 миллиграмма на 200 граммов сорбента). Уже испытаны сорбенты молибдена, цезия, тория, радия, рутения.

Оказалось, что полиэтиленовый сорбент осаждает за 20 дней 9/10 исходного количества индия, а хитозан (компонент панциря ракообразных и покрова членистоногих) сорбирует цинк, медь, кадмий, свинец и другие металлы. Интересно, что сама природа подсказывает метод технологии: ламинарии концентрируют йод и алюминий; радиолярии – стронций; – никель; омары и мидии – кобальт; осьминоги – медь; медузы – цинк, олово и свинец; голотурии – ванадий; некоторые вида оболочечников — тантал и ниобий. В асцидиях (подстил оболочечников) концентрация ванадия составляет 10 10 (металл входит в состав пигментной ). Япония отказалась от импорта ванадия так как стала получать его из моря, используя, асцидий.

Специалисты химического факультета МГУ утверждают, что в последние десятилетия объемы добычи и переработки полезных ископаемых стали практически сопоставимы с их запасами в земной коре. Особенно пессимистичны прогнозы в отношении металлов, таких, как серебро, олово, кобальт, уран, ртуть. Их запасы могут истощиться уже в ближайшие полвека. Одним из наиболее приемлемых вариантов решения проблемы сырьевого дефицита уже сегодня могла бы стать разработка ресурсов Мирового океана. По мнению доктора химических наук, профессора Георгия Лисичкина, "современная наука знает, как получить целый спектр металлов из морской воды с помощью традиционных химических способов".

Дары моря

Мировой океан занимает почти 71 процент поверхности нашей планеты. На этой громадной территории имеются все известные на земле минералы - либо растворенные в воде, либо покоящиеся на дне в виде отложений. Ученые подсчитали, что каждый литр морской воды содержит 35 граммов минеральных веществ. "При этом ресурсы океана постоянно возрастают за счет того, что реки и атмосферные осадки несут в моря огромное количество обломочного материала, - рассказывает Георгий Лисичкин. - В результате только эрозии земной поверхности в океан ежегодно попадает 3,3 миллиарда тонн твердого вещества. Еще около четырех миллионов тонн в год составляют осадки космогенного происхождения. Достоверно подсчитано, что ежегодное прибавление минералов в морской воде превышает объем добычи ресурсов на земной поверхности, и их использование поможет покрыть любые разумные потребности человечества в ресурсах на сотни лет вперед".

К тому же несомненным преимуществом эксплуатации Мирового океана является постоянство состава морской воды, которое позволяет применять одну и ту же технологию добычи ресурсов в различных районах планеты. Большим плюсом является и доступность морских "месторождений". Благодаря огромной протяженности береговой линии отпадает необходимость в дорогостоящих и трудоемких поисковых и геологоразведочных работах. Наконец, морское сырье уже подготовлено для гидрометаллургической переработки - не требуется сложная и экологически опасная операция вскрытия руды.

Ученые давно ищут способы, как воспользоваться таким богатством, и кое-что уже удалось осуществить. Например, во времена СССР военно-промышленный комплекс финансировал научные разработки по добыче из морской воды урана. Сегодня это уже хорошо отлаженная технология. Только если в годы холодной войны большая часть урана (не обязательно добытого из морской воды) шла на производство ядерного оружия, то сегодня его добыча актуальна для обеспечения работы атомных электростанций.

Благодаря научным разработкам Мировой океан сегодня щедро обеспечивает человечество магнием. В общей сложности из морской воды добывают около 200 тысяч тонн этого металла в год - почти половину мировой добычи.

Не будет преувеличением сказать, что ученые разных стран готовы именно сейчас начать наступление на богатства Мирового океана. Например, российские химики и геологи уверены, что помимо урана и магния вполне реально в ближайшем будущем добывать из морской воды медь, хром, ванадий, молибден, кобальт, серебро и даже золото. В России одновременно специалисты нескольких исследовательских учреждений - МГУ, Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, Кольского научного центра РАН - изучают такую возможность. И некоторые из разработанных ими проектов представляются весьма перспективными.

Например, в Институте геохимии и аналитической химии создана автоматизированная демонстрационная установка по комплексной безотходной переработке морской воды. Основные стадии технологии прошли пилотные испытания на установках, смонтированных в Охотском и Японском морях, на Сахалинской ГРЭС и одной из ТЭЦ Владивостока. Результатом испытаний стало экспериментальное подтверждение возможности добычи из морской воды чистых солей магния, калия, натрия, брома, лития и ценных микрокомпонентов. Суть метода в переработке морской воды дешевыми безреагентными сорбентами - веществами, способными "вытягивать" полезные минералы.

В принципе в этом направлении сегодня работают ученые многих стран, особенно тех, которые не могут похвастаться богатством своих недр. Например, в Японии реализуется следующий проект. В акватории Японского моря в форме труб заложены "капсулы", заряженные гранулами сорбента, успешно вытягивающие металлы. Схожая технология с успехом применяется и у нас - на опытной Кольской приливной электростанции.

К настоящему времени разработано несколько десятков проектов заводов по переработке морской воды. Некоторые из них поражают воображение масштабностью и оригинальностью. Шведские ученые, например, предложили проект подводного комплекса в шельфовой зоне, основу которого составляет построенная на глубине 200 метров подводная плотина, перегораживающая океанское течение. В Италии выдвигался проект подводных установок с рабочими элементами в виде сетей, изготовленных из полимеров, поглощающих микроэлементы. Если такие сети установить в проливах с достаточно интенсивным течением, то, по мнению авторов проекта, проблема извлечения металлов принципиально была бы решена.

Понятно, что интерес к теме высок. Однако сегодня необходима объективная оценка актуальности подобных проектов.

Золото чистой воды

В начале ХХ века лауреат Нобелевской премии немец Фриц Габер, получивший награду за синтез аммиака, предпринимал попытку добыть из морской воды золото. Когда Германия проиграла Первую мировую войну, на нее были наложены репарации. Ученый, получив одобрение правительства, организовал экспедицию, чтобы покрыть долги золотом, извлеченным из океанской воды. Миссия потерпела фиаско. В 20-е годы прошлого столетия ученые ошибочно предполагали, что концентрация золота в морской воде в десять раз больше, чем есть на самом деле. Именно от этой цифры отталкивался Габер, когда начинал свои исследования. В итоге он получил несколько граммов металла за несколько месяцев дорогостоящих работ. Тогда был сделан вывод, что гораздо выгоднее добывать золото из отработанных на приисках пород.

Современные исследования показывают, что концентрация золота в донных осадках океанов (Атлантический, Северный Ледовитый) местами превышает так называемую минимально промышленную (для континентальных россыпей), и они, следовательно, представляют в перспективе интерес. А по подсчетам, сделанным специалистами из МГУ, если полностью извлечь содержащееся в морской воде золото, то на каждого жителя нашей планеты придется по 1,2 килограмма "презренного металла"!

Так может ли океан так же хорошо поставлять человечеству наряду с другими металлами и золото? "В 90-х годах на нескольких научно-исследовательских судах проводился специальный отбор проб в акватории северо-западного шельфа Черного моря, обеспечивавший полное улавливание золотых частиц, включая пылевидные, - рассказывает Владислав Резник, доктор геологических наук, сотрудник геолого-географического факультета Одесского национального университета. - Золото было обнаружено в большинстве проб, а на участке палеолимана реки Днепр в среднем на тонну воды приходилось около 0,436 грамма. Таким образом, можно говорить о существовании азово-черноморской золоторассыпной провинции, охватывающей шельф и прилегающую сушу. Размеры зерен извлекаемого там золота достигают 0,5 мм, а форма разнообразна. Среди них, по-видимому, есть как частички, вынесенные реками, так и самородные золотинки". Сегодня российские и украинские ученые были бы не прочь реанимировать подобные исследования, однако их сдерживает крайне скудная экспедиционная база.

Впрочем, дело может быть не только в финансах. Георгий Лисичкин, к примеру, полагает, что, несмотря на всю свою привлекательность, добыча золота из морской воды сегодня не стоит у исследователей на первом плане. Гораздо интереснее, по его мнению, было бы обратить взор на загадочные железомарганцевые поля в Мировом океане, запасы которых оцениваются сотнями миллиардов тонн. Трудностей на пути разработки этих полей немало. В первую очередь - большая глубина залегания. Предстоит изыскать новые инженерные решения, так как современная технология подъема сырья на поверхность океана с помощью лебедок и драг очень трудоемка и непроизводительна.

Российские исследовательские суда в ближайшее время могут отправиться в Атлантику на изучение железомарганцевых полей, а ряд отечественных НИИ приступает к разработке проектов надводных добывающих комплексов, а также подводных робототехнических систем, которые могли бы без участия человека производить поиск, добычу и транспортировку металла на плавучие базы.

Человечество пока делает лишь первые шаги в освоении океана и его ресурсов. Размышляя о промышленном вторжении в Мировой океан, ученые напоминают, что все океанические процессы, начиная от молекулярного уровня и кончая планетарными, такими, как течения и циклоны, связаны единой иерархической системой. В соответствии с законами экологии любое вмешательство в природную систему на низшем молекулярном уровне может обернуться экологической катастрофой. Увы, полностью исключить возможность негативных последствий ученые не могут.