Comment obtenir de l'or à partir de l'eau. Extraire des minéraux de l'eau de mer Comment obtenir de l'or de l'eau de mer

Même si l'eau de mer contient de l'or en quantités microscopiques (4 mg/tonne), son exploitation sera bientôt rentable. En fait, si l’on observe l’augmentation de la quantité de déchets humains, il devient évident que leur transformation complète en produits finis est difficile. Dans le même temps, l’utilisation de déchets pour l’extraction de l’or et d’autres métaux semble bénéfique.

Le chercheur américain Henry Ball a établi il y a plus de 30 ans que l’eau de mer contient de l’or sous forme d’iodure. L'iodure d'or (AuI) est un solide jaune citron d'une densité de 8,25 g/cm3. Se décompose en éléments lorsqu'il est chauffé à 177°C ou sous l'influence de l'eau. Réduit par le dioxyde de soufre ou le monoxyde de carbone en or. Ajoute de l'ammoniac. Il est obtenu directement à partir d'éléments à 100°C, par réduction de Au2Cl6 ou H avec une solution de KI, et par action de l'acide iodhydrique sur l'oxyde d'or (III).

À la suite de ses recherches, Ball a proposé d’extraire l’or de l’eau de mer à l’aide de chaux vive. Selon ses calculs, il faut seulement 1 tonne de chaux pour 4,5 mille tonnes d'eau. Le principe de fonctionnement de l'installation Balla était simple. À marée haute, l'eau de mer entre dans la piscine, où elle est mélangée au lait de chaux. Pendant un certain temps, ayant déjà été « dépensé », il est rejeté dans la mer par un tuyau de drainage. Les sédiments restants au fond sont pompés dans un bassin de décantation, d'où ils sont transportés vers le site de traitement pour l'extraction de l'or.

Ingénieur Kirov russe V.I. a proposé une méthode d'extraction de l'or encore moins chère et sans déchets. Pour extraire l’or, il suggère d’utiliser les cendres des centrales thermiques au lieu de la chaux vive. Les cendres volantes des centrales thermiques contiennent au moins 10 % de chaux vive, de sorte que le traitement de 4,5 mille tonnes d'eau de mer nécessitera environ 10 tonnes de cendres. Actuellement, les décharges de cendres des centrales thermiques s'élèvent à plus de 10 milliards de tonnes. Les cendres volantes sont très mal utilisées.

Pour mettre en œuvre cette méthode, des investissements de plusieurs millions de dollars sont nécessaires dans la construction d'un barrage en béton, ainsi que dans la pose de canalisations pour évacuer l'eau traitée dans la mer.
Un simple calcul montre que l’utilisation de cette méthode est mille fois moins coûteuse que les autres méthodes d’extraction de l’or de l’eau. De plus, déjà à l’heure actuelle, cette méthode sera facilement rentabilisée en un an. Même en supposant une récupération de 20 % de l’or de l’eau de mer. En cas d'extraction accidentelle de métaux rares, nobles et traces de l'eau de mer, le délai d'amortissement sera plusieurs fois réduit.

Le plus difficile dans cette méthode est de choisir l’emplacement de construction d’une piscine inondée.
L'emplacement idéal doit être situé à proximité de courants d'eau, avec des flux et reflux réguliers, la rive doit être en roche dure (par exemple granit, calcaire, etc.), à l'écart des zones peuplées, à proximité des voies ferrées.

Le respect de ces exigences réduira le coût de construction d'une piscine.

La quantité totale d'or dans les eaux de l'océan mondial est estimée entre 25 et 27 millions de tonnes. C’est extrêmement élevé. Sur toute cette période, l'humanité a produit environ 150 000 tonnes.

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Cette technologie peut être attribuée à l'hydrométallurgie des métaux précieux, en particulier aux méthodes d'extraction de l'or à partir d'eau de mer très minéralisée ou de solutions de déchets par cimentation sous forme métallique à la surface d'adsorbants. Cette technologie repose sur un mécanisme de cimentation très efficace.

L'or dans l'eau n'est pas un mythe, mais une réalité qui n'a pas besoin d'être confirmée. Les ions de l'élément 79 du tableau de D.I. Mendeleev sont présents dans le corps humain, ils font partie des plantes et, bien sûr, de l'eau. Le liquide habituel est riche en métal noble, il transporte l'or, transporte ses particules au fond de la rivière, formant des gisements. Cette qualité de l’eau intéresse les prospecteurs du monde entier, qui explorent avec enthousiasme les rivières et les ruisseaux.

Trouver de l'or dans l'eau

Où et comment chercher Au ?

L'or est extrait de l'eau aussi bien en hiver qu'en été. Cet élément peut être trouvé par plusieurs méthodes, et le froid n’arrêtera pas un prospecteur expérimenté. Tout d'abord, vous devez étudier l'algorithme d'actions qui vous aideront à extraire le métal précieux de l'eau.

Alors, que devraient faire ceux qui veulent trouver Au :

• Explorez la région, choisissez un lieu, discutez un peu avec les locaux. Des informations supplémentaires ne seront jamais superflues, c'est pourquoi il vaut la peine d'étudier attentivement la région, de consulter des cartes et de collecter autant d'informations que possible. Les conversations avec les résidents locaux aideront à déterminer où Au a été trouvé et depuis combien de temps.
• La teneur en or de l’eau peut être agréablement surprenante et même délicieuse, mais vous ne devriez pas plonger sous l’eau pour la trouver. Vous pouvez simplement examiner les roches, étudier les grosses pierres, prélever un échantillon d'eau.
• À l'aide d'un plateau, vous devez prélever un échantillon de sable ou examiner la berge d'une rivière ou d'un ruisseau pour détecter la présence de galets de quartz. Le quartz est le principal satellite de l'or, mais vous pouvez non seulement le rechercher : la pyrite et l'argent peuvent « accompagner » l'Au.

Comment obtenir de l'or et quels appareils peuvent être utilisés lors de l'extraction de métaux précieux :

• L'eau contient des grains de sable Au, mais ils ne flottent pas avec le courant, mais rampent le long du fond. Au fil des années, les grains de sable se compriment et peuvent se transformer en pépites voire en dépôts. Une mini-drague vous aidera à trouver du métal au fond. Il s'agit d'un appareil qui fonctionne comme un aspirateur. La mini drague aspire le sable et aide à localiser Au. La machine elle-même filtre, lave et sépare l'or des impuretés et de la saleté.
• Un détecteur de métaux est un autre appareil qui permet de détecter les métaux précieux dans une rivière ou un ruisseau. L'appareil est immergé dans l'eau, il peut réagir à l'or et détecter un gisement à faible profondeur. La zone côtière est également explorée à l'aide d'un détecteur de métaux.
• Nos ancêtres utilisaient un plateau Au pour se laver. Initialement, les appareils étaient fabriqués à partir de peaux de mouton, mais la technologie a ensuite changé. Les canaux modernes sont utilisés pour travailler sur les rivières de montagne et les ruisseaux à débit rapide. Mais les progrès ne s'arrêtent pas et, malgré le fait que les plateaux modernes soient plus légers et plus pratiques, ils sont principalement utilisés pour prélever des échantillons d'eau.

La présence d'instruments permettra d'accélérer la recherche et d'augmenter les chances de succès. Mais cela ne signifie pas du tout qu'un équipement coûteux garantit à 100 % la détection d'une pépite dans le sol ou l'eau.

De l'or dans le sable

L'obtention de l'or à partir du sable côtier commence par le tester : il suffit de le laver dans un bac et d'étudier s'il contient des grains de métal jaune.

Vous pouvez déterrer plus de sable, le plonger dans des sacs et y verser de l'eau. Le fait est que le sable est beaucoup plus léger que l’or. Le métal noble se déposera immédiatement au fond et sera visible, mais les grains de sable continueront à flotter dans le sac.

Schéma de la localisation possible de l'or dans un réservoir

Vous devez filtrer l'eau avec du sable, s'il n'y a rien à portée de main qui puisse servir de filtre, le liquide est simplement drainé. Il disparaîtra avec le sable et Au restera au fond du sac.

Les métaux précieux sont extraits du sable exclusivement en été ; en hiver, les prospecteurs fouillent simplement la zone côtière, examinent les pierres, mais ne lavent pas le sable.

Le plus souvent, le sable est simplement prélevé à des fins d'essai, il est soulevé du fond de la rivière ou creusé près du rivage. L'échantillon permet de déterminer s'il y a de l'Au à l'emplacement sélectionné et quelle quantité il y a à cet emplacement. Si vous parvenez à trouver plus d’un ou deux grains d’or, vous pouvez alors poursuivre votre recherche. Si la quantité de métal jaune est négligeable, les chercheurs se rendent ailleurs.

A quelle profondeur peut-on trouver une pépite ?

1. L'or ne pesant pas plus d'un gramme se trouve le plus souvent sous une couche de sable de 10 à 13 cm, et il n'est pas si difficile de l'obtenir.
2. Si vous soulevez le sol de 15 à 30 cm, vous avez une chance de trouver une pépite pesant plus de 1,5 gramme.
3. Si vous creusez jusqu'au sol qui suit immédiatement le sable, vous pouvez trouver un morceau entier de métal noble pesant plus de 100 grammes.

Cependant, l'extraction de l'or se heurte à certaines difficultés et rien ne garantit que les « fouilles » aboutiront. Pour cette raison, il est recommandé d’étudier la zone et de prélever des échantillons de sol, de sable et d’eau avant de commencer les recherches.

Trouver de l'or dans l'eau de mer

L’extraction du métal précieux de l’eau de mer présente certaines difficultés. On dit que si vous extrayez tout l'or des mers et des océans, son poids s'avérera assez important. Mais aujourd’hui, il n’existe pas une seule méthode efficace permettant d’extraire l’or des eaux des océans et des mers. Mais on espère que les scientifiques réussiront bientôt dans ce domaine.

Les bactéries aideront à extraire l’or de l’eau de mer. On a récemment découvert que les micro-organismes sont capables de détecter des particules métalliques, même s'il n'y a que quelques grains d'Au par billion de mètres cubes d'eau.

Les bactéries précipitent les ions métalliques et les lient ensemble, ce qui nécessite un certain temps pour les micro-organismes.

Étant donné que cette méthode d'extraction est encore en cours de recherche, malgré toutes les perspectives, elle peut difficilement être qualifiée d'efficace.

En principe, les spécialistes de nombreux pays se demandent depuis longtemps comment extraire l'or de l'eau de mer. Il existe plusieurs méthodes, mais elles sont toutes considérées comme trop coûteuses et pour cette raison elles ne sont pas utilisées dans l’industrie aurifère.

Bénéfice et perspectives

Quel que soit l’endroit où l’or est extrait, dans l’eau ou sur terre, l’industrie minière de l’or est aujourd’hui considérée comme prometteuse.

Les volumes de production ne cessent de croître, les géologues recherchent de nouveaux gisements et les progrès technologiques ne s'arrêtent pas. L’invention de divers types d’équipements contribue à relancer le développement de gisements jusqu’alors abandonnés et jugés peu prometteurs.

Le métal précieux est caché aux yeux de l'homme dans les strates de la roche ; une grande partie se trouve au plus profond des entrailles de la terre. L'or ne remonte à la surface que dans les lieux d'activité volcanique. Pour cette raison, l’humanité réfléchit depuis de nombreuses années non seulement à la manière de l’extraire des entrailles de la terre, mais également à la manière d’extraire le métal précieux de l’eau de mer.

Dans le même temps, au fil des années, l’amour des gens pour le métal jaune ne s’est pas affaibli. L’or attire et fascine, mais ce n’est pas seulement la beauté extérieure qui attire les mineurs et les banquiers.

Le métal précieux est un investissement rentable. Les cotations ne cessent de croître et, en période de crise économique, la stabilité de l’or en attire beaucoup.

Il ne fait aucun doute que l’industrie se développe et que l’exploitation minière de l’or devient une activité rentable. Le métal est recherché non seulement par les employés des grandes entreprises, mais aussi par les voyageurs, les prospecteurs et tout simplement les gens ordinaires qui souhaitent résoudre des problèmes financiers ou s'amuser un peu.

Mais n'oubliez pas que la recherche de métaux au niveau professionnel nécessite des investissements matériels. Il faut acheter du matériel, accéder à l’information et trouver du temps à consacrer à la découverte des mines d’or. En moyenne, il faut au moins un an pour trouver et développer un gisement.

Le processus d'amalgamation et l'équipement pour extraire l'or sous forme métallique de l'eau de mer ont été proposés dès 1903.

L'eau de mer préfiltrée était pompée à travers un tube jusqu'au fond d'un récipient conique en forme d'entonnoir contenant du mercure et divisée en plusieurs sections par des feuilles perforées (Fig. 92). Une fois mis en contact avec le mercure, le flux d'eau ascendant passait à travers un tamis pour capter le mercure de la pierre ponce fine, puis à travers des feuilles de contact perforées, et enfin à travers une écluse d'amalgamation située au sommet de l'appareil et conçue pour capter complètement le mercure. l'or amalgamé du flux. L'amalgame a été traité selon des méthodes généralement acceptées (pressage, décapage et fusion).

Un équipement similaire a été proposé par Ritter1 et diffère en ce que le mercure fin et l'or qu'il contient, ayant traversé le maillage, sont capturés dans un dispositif ondulé.

Flottation ionique

Comme indiqué ci-dessus (voir chapitre IV), la flottation ionique repose sur la capacité de certains composés hétéropolaires à interagir avec des ions de métaux lourds, et en particulier de l'or, pour former un composé insoluble flottable. L'ouvrage le plus célèbre dans ce sens concerne l'eau de mer de Sebba (Afrique du Sud) 189 J.

Absorption

Les matériaux contenant du carbone ont été testés comme l’un des premiers absorbants pour extraire l’or de l’eau de mer. Ainsi, au début du 20ème siècle, Parker a établi que les matériaux visqueux contenant du carbone tels que l'asphalte, le bitume, la résine minérale et autres avaient une affinité pour l'or libre. Sur cette base, Parker a proposé de capturer l'or finement dispersé (ou dit flottant) de l'eau de mer en le fixant sélectivement sur des lits solides visqueux contenant du carbone déposés sur des barres et des bandes installées dans l'écoulement. Assurer le contact continu de l'eau douce avec la matière visqueuse doit être réalisé par l'action du flux et du reflux de la mer.

Cependant, la plupart des chercheurs estiment que parmi les absorbants carbonés, les charbons actifs sont les plus intéressants pour la sorption de l'or de l'eau de mer.

Les pionniers de cette direction - les chercheurs allemands Nagel et Baur (1912-1913), ont proposé d'utiliser du coke, du charbon de bois et du charbon animal ainsi que quelques autres adsorbants pour la sorption de l'or de l'eau de mer. Dans les expériences, l'eau de mer, après clarification préliminaire à l'aide d'un filtre à sable (pour éliminer les matières en suspension et les micro-organismes gélatineux), a été passée à travers un lit filtrant de coke, de charbon ou d'autres matériaux contenant du carbone en utilisant la méthode de percolation libre ou de filtration ascendante (Fig. .93). L'adsorbant enrichi a été périodiquement retiré et fondu.

Pour réduire le coût du pompage de l'eau de mer, il est proposé d'utiliser à bord du navire des conteneurs perforés avec un lit adsorbant, ou des réservoirs côtiers avec un faux fond et une couche d'adsorbant recouvert de grillage ou de tissu, remplis par l'action des marées. .

Parallèlement à l'utilisation d'un adsorbant classique (charbons actifs), des études ont été réalisées avec des absorbants inorganiques à surface très développée, tels que les hydroxydes fraîchement précipités (aluminium, fer, gel de silice), l'hydrocellulose coagulée, etc. il a été proposé d'utiliser des cuves côtières ou des supports spéciaux remplis d'absorbant inorganique et entièrement recouverts d'une double couche de matière textile fibreuse. Les peuplements sont immergés dans l'eau de mer pendant des semaines, voire des mois, après quoi ils sont exposés à des solutions de cyanure pour extraire l'or adsorbé. Les supports plaqués or sont utilisés à plusieurs reprises.

Lors de l'étude des méthodes de sorption possibles, il a été constaté que l'or métallique colloïdal est récupéré de préférence dans ce processus. Par conséquent, il était naturel de rechercher un sorbant qui réduirait simultanément l’or halogène à un état métallique et créerait une surface active fraîchement formée. Après avoir examiné une large gamme de ces sorbants possibles, Parker est arrivé à la conclusion que pour l'extraction la plus complète de l'or de l'eau de mer, il est préférable d'utiliser du sulfate ferreux, dont la consommation optimale est de 2 kg/t d'eau.

Par la suite, Parker a obtenu un brevet distinct2 pour la conception matérielle de la méthode d'adsorption utilisant du sulfite ferreux.

La combinaison des processus de réduction des halogénures et d'adsorption de l'or colloïdal est également observée dans les propositions d'autres chercheurs. Ainsi, Bardt a recommandé de traiter l'eau de mer avec de la liqueur de sulfite (un déchet de la production de cellulose) comme agent réducteur, puis de la mélanger avec un mélange de charbon finement broyé et de métal atomisé (par exemple, cuivre, fer, etc.) 3. Le Les sédiments contenant des métaux nobles étaient d'abord brûlés (pour éliminer le carbone), puis fondus, collectant l'or dans le métal qui les accompagnait.

Un objectif similaire (réduction de l'or halogénure et capture complète de l'or colloïdal) a été poursuivi par Glazunov et ses collaborateurs (Paris, 1928), proposant l'utilisation de sulfures, et en particulier de pyrites, comme adsorbant pour l'or dissous dans l'eau de mer. .

Cette idée n'a été pratiquement réalisée qu'en 1953 par Walters et Stillman, qui ont suivi leur propre voie originale. Selon leur proposition, le minerai sulfuré était empilé derrière un mur de béton construit près de la ligne de marée inférieure et courbé vers le rivage. À marée haute, le minerai était submergé par l'eau et à marée basse, l'eau s'infiltrait à travers le minerai. Ce cycle s'est répété plusieurs fois. Après un certain temps, les boues de sulfures décomposées contenant de l'or adsorbé étaient éliminées à marée basse et fondues. Les inventeurs ont constaté que la précipitation de l'or par les sulfures est facilitée lorsque l'eau de mer est exposée à des éléments radioactifs.

Stokes a montré plus tard qu'une variété de sulfures naturels et artificiels peuvent être utilisés pour précipiter l'or de l'eau de mer, le sulfure d'antimoine étant très efficace.

Pour intensifier le processus de sorption de l'or par les sulfures, tout en éliminant simultanément le coût du pompage de l'eau de mer, Gernik et Stokes ont proposé un appareil spécial appelé dans la littérature « piège à sulfure d'antimoine » (puisqu'il a été conçu pour être utilisé comme adsorbant, le sulfure d'antimoine ) ou « système d'énergie marémotrice ». Cet appareil est réalisé sous la forme d'un tuyau en forme de U inversé, dans un coude duquel se trouve une expansion dans laquelle un adsorbant (charbon actif ou sulfures) est placé entre les grilles. L'eau de mer s'écoule à travers ce tube sous l'influence d'un courant de marée ou lors du mouvement d'un navire auquel est fixé l'appareil décrit.

Au cours des 10 à 15 dernières années, un certain nombre de brevets sont apparus qui améliorent l'extraction par sorption de l'or de l'eau de mer à l'aide de sulfures métalliques 2. L'idée et l'équipement les plus originaux dans ce sens ont été présentés par le chercheur américain Norris 3.

Sa dernière invention repose sur l’utilisation de colloïdes de sulfures métalliques fraîchement précipités et adsorbés à la surface de fibres organiques, synthétiques ou naturelles durables. Un exemple typique de fibres organiques synthétisées sont les fibres d'acrylonitrile ou de cyanure de vinyle polymérisées. Parmi les fibres naturelles, la plus adaptée est la fibre de Ramie (ortie chinoise). De telles fibres, si elles sont immergées dans une fine suspension colloïdale (par exemple, du sulfure de zinc fraîchement précipité préparé en mélangeant des solutions diluées de chlorure de zinc et de sulfure de sodium à un pH d'environ 6,0), adsorberont activement une partie importante des particules de sulfure colloïdal et les retenir fermement à leur surface.

Lorsque les fibres de sorption ainsi préparées entrent en contact avec des solutions pauvres en or (par exemple l'eau de mer), les ions de métaux nobles sont adsorbés. Ils peuvent être éliminés des fibres en traitant avec des solutions diluées chauffées de cyanure de sodium avec une petite addition de peroxyde d'hydrogène ou d'hypochlorite de sodium avec une petite addition d'acide chlorhydrique. Une fois les ions adsorbés élués, les fibres peuvent être lavées et réutilisées à plusieurs reprises après un prétraitement avec une suspension de sulfure de zinc. En plus du sulfure de zinc, des sulfures de fer, de manganèse, de cuivre, de nickel et de plomb peuvent être utilisés dans ce procédé.

Des recherches à long terme menées par Norris ont établi que certains gaz oxydants, souvent dissous dans la plupart des eaux de mer, peuvent nuire aux collecteurs et aux fibres d'adsorption utilisées. Ces gaz comprennent l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone. Par conséquent, pour obtenir le plus grand effet, l'appareil proposé doit disposer d'un moyen d'éliminer continuellement ces gaz de l'eau de mer qui s'écoule avant qu'elle n'entre en contact avec la structure collectrice des fibres. De plus, en raison du nombre relativement faible d'ions métalliques qui sont collectées en une seule opération normale, ainsi que la complexité du traitement et de la manipulation de la masse fibreuse, il est conseillé d'effectuer toutes les opérations de manière continue et automatique. Tous ces facteurs ont été pris en compte dans l'appareil proposé par Norris (Fig. 94).

Les chercheurs s’intéressent particulièrement à l’utilisation d’échangeurs d’ions naturels et artificiels pour extraire l’or et l’argent de l’eau de mer.

La priorité dans cette direction appartient à Brook, qui a proposé en 1953 d'utiliser des zéolites de fer et de manganèse pour extraire l'argent de l'eau de mer.

Plus tard, en 1964, Bayer et ses collègues (Allemagne) ont créé des résines échangeuses d'ions chélates, capables d'extraire jusqu'à 100 % des métaux précieux de l'eau de mer.

Parmi les travaux les plus récents consacrés à l'utilisation d'échangeurs d'ions solides pour l'extraction de l'or de l'eau de mer, le plus intéressant est l'étude d'un groupe d'expérimentateurs de la Guff Research and Development Company (USA).

Pour collecter les métaux précieux, il est proposé d'utiliser un polymère d'éthylène insoluble dans l'eau contenant des groupes pendants carboxylate ou amide. L'une des meilleures façons d'obtenir ce polymère est la saponification d'un copolymère d'éthylène acrylate d'alkyle ou la synthèse d'un copolymère d'éthylène et d'un ester de groupes acides, notamment les acides maléique, fumarique et taconique. La production de tels absorbants est décrite en détail dans le brevet.

Lorsqu'un degré de charge suffisant du film polymère est atteint, l'or sorbé peut être extrait par fusion des cendres après avoir brûlé le polymère ou précipité à partir de solutions de polymères dissolvants dans la soude caustique (soude caustique).

Les modalités d'utilisation des échangeurs d'ions naturels et artificiels sont fondamentalement les mêmes que les absorbants évoqués ci-dessus, à savoir : mise en place dans un courant d'eau de mer, filtration sur lit dans une cuve, chargement de récipients poreux.

Merro a proposé une toute nouvelle façon d'utiliser les échangeurs d'ions artificiels : les appliquer à la coque d'un navire effectuant son voyage commercial. À son arrivée au port de destination, la résine échangeuse d'ions peut être retirée du navire et traitée. Le traitement des résines consiste en un lavage avec des acides et des éléments spéciaux, suivi d'une électrolyse de l'éluat contenant des métaux nobles. Les résines régénérées peuvent être utilisées à plusieurs reprises.

La proposition la plus économique consiste à utiliser des dispositifs spéciaux situés dans la cale du navire et remplis de résines échangeuses d'ions. Ici, il est prévu que le mouvement vers l'avant du navire amène l'eau de mer à s'écouler en continu à travers le navire avec l'échangeur d'ions. Ce récipient doit avoir une section transversale d'environ 9,5 à 10 m2, une longueur de 3 m et contenir environ 28 m3 de résine. Le débit maximum d'eau de mer lors de la sorption sur la résine doit être de -0,8 m3 sur 1 m2 de surface par minute (0,8 m/min).

A ce débit, -12 500 tonnes d'eau de mer traverseront le dispositif de sorption par jour. Même lorsqu'il est conservé dans l'eau

1 mg/t d'or par jour produira 12,5 g d'or. Au cours d'une année de voyage continu, environ 4,5 kg d'or, d'une valeur d'environ 5 000 dollars, peuvent être adsorbés.

Cimentation

L'une des rares informations sur l'application pratique de la méthode de cimentation de l'or à partir de l'eau de mer concerne la méthode Parker brevetée aux États-Unis. La poussière de nickel a été proposée comme métal cimentaire. Par réduction, substitution et adsorption, l’or, présent sous forme halogène et élémentaire, peut être isolé de l’eau de mer.

En réalisant une cémentation en mélangeant de la poudre de nickel avec de l'eau de mer, il est possible d'atteindre une charge en or de 15 à 20 % en poids. La poudre de nickel chargée est retirée de la cuve et fondue.

Pour précipiter l'or des eaux marines très pauvres, Sneeming a proposé d'utiliser l'affinité accrue de l'or pour le tellure. Il a été établi qu'il est plus judicieux d'effectuer un dépôt avec du tellure amorphe présentant une surface de réaction très développée. Un tel agent cimentaire est obtenu en traitant du sel de tellure soluble avec du dioxyde de soufre. L'eau de mer est filtrée à travers une couche fixe de tellure amorphe. Pour extraire l'or déposé, la masse enrichie est chauffée pour sublimer le tellure (avec sa capture ultérieure), et le reste est fondu en or.

Il y a 10 à 10 tonnes de substances diverses dissoutes dans l’océan mondial, toutes connues dans la croûte terrestre. Le Gulf Stream transporte à lui seul 3 millions de tonnes de sels divers par seconde. Dans un passé lointain, ils recevaient de la mer à peu près de la même manière qu'aujourd'hui - par évaporation. Grâce à une technologie sophistiquée, le sodium, le potassium, le chlore, le magnésium, le calcium, le brome et le lithium sont extraits.

Obtenir de l'or

Pendant longtemps, l’homme a rêvé d’extraire l’or de l’eau de mer. Et il semblait si réel que l’Allemagne allait payer les réparations de la Première Guerre mondiale avec de l’or « marin ». Cela a été fait par le lauréat du prix Nobel F. Haber. Cependant, malgré le fait que le navire était bien équipé et que l'expédition était bien subventionnée et préparée, rien n'en sortit : tout l'or extrait de l'eau de mer était évalué à 0,0001 $, c'est-à-dire que seulement 0,09 milligrammes ont été obtenus à partir de 15 tonnes d'or. eau .

Le scientifique soviétique A. Davankov à bord du navire « Mikhaïl Lomonossov » a obtenu un milligramme d'or à l'aide d'une colonne échangeuse d'ions à partir de 500 tonnes d'eau. Bien sûr, cela ne suffit pas, mais il y a beaucoup de navires, il s'agit donc d'installer des pièges remplaçables. Les absorbants naturels - les boues - ont déjà fait un travail similaire. Dans les sédiments du fond de la mer Rouge, le limon contient 5 grammes d'or par tonne de sédiments. Il semblerait que plus de 10 millions de tonnes d’or soient dissoutes dans les océans du monde. C’est déjà significatif. Cependant, il ne s’agit pas uniquement d’or provenant des continents. Ainsi, les eaux douces de certaines rivières contiennent jusqu'à 16 clarkes d'or. Où est-il? Dans les limons des sédiments côtiers ? Si tel est le cas, de tels gisements peuvent être découverts.

La teneur en or de l'eau des océans est estimée différemment : selon S. Arrenis (1902), l'or contient 6 milligrammes par tonne, selon G. Putnam (1953) 0,03-44, et selon les données de 1974 0,04-3,4 microgrammes par litre. L'état du métal a été établi dans : suspensions de microparticules, colloïdes, ions complexes AuCI 2 et AuCI 4, composés organo-or.

Comment ont-ils essayé d’extraire l’or ? Il existe de nombreuses manières : des sacs de pyrite étaient remorqués derrière le navire ; sept grammes de limaille de zinc au plomb ont été lavés avec 550 litres d'eau et ont obtenu 0,6 milligramme d'or et 1,1 milligramme d'argent ; utilisés comme absorbants étaient les zéolites, les permutites, le coke, les scories, le clinker de ciment, le charbon de bois, la tourbe, la farine de bois, le sulfite de cellulose, la poudre de verre, le sulfure de plomb, le soufre colloïdal, le mercure métallique, l'hydroxyde de magnésium (en 1925, 5 milligrammes d'or de 2 tonnes d'eau), résines échangeuses d'ions (A. Davankov, 1956). Pourtant, l’or continue d’intéresser les gens. Dans l'eau de mer, pour 11 ions principaux (CI -, SO 2\4, HCO 3 -, CO 2\3-, Br -, F -, H 2 BO 3-, Na +, Ca 2+, K +) là sont 99,99 pour cent. Naturellement, ces informations sont assez approximatives. En effet, l'eau de mer est un complexe complexe de solutions ioniques et colloïdales, de suspensions minérales, de gaz, de résidus organiques, etc. De plus, la composition de l’eau de mer est affectée par les déchets industriels. Ainsi, la teneur en plomb a été multipliée par 10 au cours du dernier demi-siècle. Des zones spéciales sont apparues - des « oasis de métaux ».

Extraction d'autres métaux

En 1948, le navire suédois Albatross a découvert des sources de fond de saumures contenant des métaux chauds dans la mer Rouge. Des travaux détaillés effectués sur le navire Discovery en 1966 ont identifié trois grandes dépressions de plus de 2 kilomètres de profondeur, où ont été rencontrées des saumures avec des températures allant jusqu'à 56°C et une concentration en sel de 26 pour cent.

Dans une couche de 200 mètres d'épaisseur dans les dépressions d'Atlantis II, Chain et Discovery, la teneur en fer, manganèse, zinc, plomb, cuivre, or, argent, indium, cobalt, cadmium, arsenic et mercure s'élève à des dizaines de milliers. fois plus élevé. De fortes concentrations de sulfures ont été trouvées dans les sédiments au fond des dépressions. Ces sédiments reposent sur des roches carbonatées stériles, sous lesquelles se trouvent des basaltes. Le dépôt de minerais a commencé il y a 13 000 ans. Il a été établi que depuis 1964, les niveaux de saumure ont augmenté. Ainsi, en 1973, elle atteignait 62°C.

Les limons minéralisés ont déjà été estimés en mètres cubes, en tonnes et en dollars, mais l'utilisation pratique de ce type de gisement inhabituel est apparemment encore loin. Sur une superficie de plus de 2 millions de kilomètres carrés, des sédiments métallifères associés à des zones de failles et des volcans sous-marins ont également été établis. Leur signification pratique est encore floue.

Selon les estimations les plus optimistes, les réserves terrestres d'uranium sont d'environ 5 millions de tonnes (hors pays de la CEI) et l'océan mondial contient 4 milliards de tonnes de cet élément.

La recherche de sorbants pour certains métaux a donné des résultats inattendus : l'hydroxyde de titane sorbe le chrome (coefficient d'accumulation 1 million), le vanadium (100 000), le manganèse, le fer, le cuivre, le nickel (10 à 100 000). Le cuivre est sorbé sur les échangeurs d'ions et dans les expériences de A. Davankov, l'argent est sorbé (2,5 milligrammes pour 200 grammes de sorbant). Des absorbants à base de molybdène, de césium, de thorium, de radium et de ruthénium ont déjà été testés.

Il s'est avéré que le sorbant en polyéthylène précipite 9/10 de la quantité initiale d'indium en 20 jours et que le chitosane (un composant de la coquille des crustacés et de la couverture des arthropodes) absorbe le zinc, le cuivre, le cadmium, le plomb et d'autres métaux. Il est intéressant de noter que la nature elle-même suggère la méthode technologique : le varech concentre l'iode et l'aluminium ; radiolaires – strontium ; – du nickel ; homards et moules – cobalt ; poulpes – cuivre; méduses – zinc, étain et plomb ; holothuries – vanadium ; certains types de tuniciers - tantale et niobium. Dans les ascidies (litière de tuniciers), la concentration en vanadium est de 10 10 (le métal fait partie du pigment). Le Japon a refusé d’importer du vanadium car il a commencé à l’obtenir de la mer, à l’aide d’ascidies.

Les experts de la Faculté de chimie de l’Université d’État de Moscou affirment qu’au cours des dernières décennies, les volumes d’extraction et de traitement des minéraux sont devenus presque comparables à leurs réserves dans la croûte terrestre. Les prévisions sont particulièrement pessimistes pour les métaux comme l’argent, l’étain, le cobalt, l’uranium et le mercure. Leurs réserves pourraient être épuisées au cours du prochain demi-siècle. L'une des options les plus acceptables pour résoudre aujourd'hui le problème de la pénurie de matières premières serait le développement des ressources de l'océan mondial. Selon le professeur Georgy Lisichkin, docteur en sciences chimiques, « la science moderne sait comment extraire toute une gamme de métaux de l'eau de mer en utilisant des méthodes chimiques traditionnelles ».

Fruit de mer

Les océans du monde couvrent près de 71 pour cent de la surface de notre planète. Ce vaste territoire contient tous les minéraux connus sur terre, soit dissous dans l'eau, soit reposant au fond sous forme de sédiments. Les scientifiques ont calculé que chaque litre d’eau de mer contient 35 grammes de minéraux. "Dans le même temps, les ressources océaniques augmentent constamment en raison du fait que les rivières et les précipitations transportent d'énormes quantités de débris dans la mer", explique Georgy Lisichkin. "En raison de la seule érosion de la surface de la Terre, 3,3 milliards de tonnes de matière solide pénètrent dans l'océan chaque année. Environ plus de "quatre millions de tonnes par an sont des sédiments d'origine cosmogénique. On estime de manière fiable que l'ajout annuel de minéraux à l'eau de mer dépasse la quantité de ressources extraites de la surface de la Terre, et leur utilisation contribuer à répondre aux besoins raisonnables en ressources de l’humanité pour les centaines d’années à venir. »

De plus, l'avantage incontestable de l'exploitation de l'océan mondial est la constance de la composition de l'eau de mer, qui permet d'utiliser la même technologie d'extraction des ressources dans différentes zones de la planète. Un gros avantage est la disponibilité de « dépôts » offshore. Grâce à l'énorme longueur du littoral, il n'est pas nécessaire de procéder à des travaux de prospection et d'exploration géologique coûteux et exigeants en main-d'œuvre. Enfin, les matières premières marines sont déjà préparées pour le traitement hydrométallurgique - aucune opération complexe et dangereuse pour l'environnement d'ouverture du minerai n'est requise.

Les scientifiques recherchent depuis longtemps des moyens de tirer parti de cette richesse, et certains ont déjà été réalisés. Par exemple, à l’époque soviétique, le complexe militaro-industriel a financé des développements scientifiques pour l’extraction de l’uranium de l’eau de mer. Aujourd’hui, c’est déjà une technologie bien établie. Seulement si pendant la guerre froide la majeure partie de l'uranium (pas nécessairement extrait de l'eau de mer) était utilisée pour la production d'armes nucléaires, son extraction est aujourd'hui pertinente pour assurer le fonctionnement des centrales nucléaires.

Grâce aux progrès scientifiques, les océans fournissent aujourd’hui généreusement du magnésium à l’humanité. Au total, environ 200 000 tonnes de ce métal sont extraites chaque année de l'eau de mer, soit près de la moitié de la production mondiale.

Il ne serait pas exagéré de dire que les scientifiques de différents pays sont désormais prêts à s’attaquer aux richesses de l’océan mondial. Par exemple, les chimistes et géologues russes sont convaincus qu'en plus de l'uranium et du magnésium, il est tout à fait possible dans un avenir proche d'extraire du cuivre, du chrome, du vanadium, du molybdène, du cobalt, de l'argent et même de l'or de l'eau de mer. En Russie, simultanément, des spécialistes de plusieurs instituts de recherche - l'Université d'État de Moscou, l'Institut de géochimie et de chimie analytique du nom. V.I. Vernadsky RAS, Kola Scientific Center RAS - étudient cette possibilité. Et certains des projets qu’ils ont développés semblent très prometteurs.

Par exemple, l'Institut de géochimie et de chimie analytique a créé une installation de démonstration automatisée pour le traitement intégré et sans déchets de l'eau de mer. Les principales étapes de la technologie ont passé avec succès des tests pilotes dans des installations installées dans la mer d'Okhotsk et la mer du Japon, à la centrale électrique du district d'État de Sakhaline et dans l'une des centrales thermiques de Vladivostok. Le résultat des tests a été une confirmation expérimentale de la possibilité d'extraire des sels purs de magnésium, potassium, sodium, brome, lithium et des microcomposants précieux de l'eau de mer. L'essence de la méthode est le traitement de l'eau de mer avec des absorbants bon marché et sans réactifs - des substances qui peuvent « extraire » les minéraux utiles.

En principe, des scientifiques de nombreux pays travaillent aujourd'hui dans cette direction, en particulier ceux qui ne peuvent pas se vanter de la richesse de leurs ressources minérales. Par exemple, le projet suivant est mis en œuvre au Japon. Dans les eaux de la mer du Japon, des « capsules » chargées de granulés absorbants sont placées sous forme de tuyaux, permettant d'extraire avec succès les métaux. Une technologie similaire est utilisée avec succès ici, dans la centrale marémotrice expérimentale de Kola.

À ce jour, plusieurs dizaines de modèles d’usines de traitement de l’eau de mer ont été développés. Certains d'entre eux étonnent par leur ampleur et leur originalité. Des scientifiques suédois, par exemple, ont proposé un projet de complexe sous-marin dans la zone du plateau continental, dont la base est un barrage sous-marin construit à une profondeur de 200 mètres, bloquant le courant océanique. En Italie, un projet a été proposé pour des installations sous-marines avec des éléments de travail sous forme de réseaux constitués de polymères absorbant les microéléments. Si de tels réseaux étaient installés dans des détroits avec des courants suffisamment intenses, alors, selon les auteurs du projet, le problème de l'extraction des métaux serait fondamentalement résolu.

Il est clair que l’intérêt pour le sujet est élevé. Mais aujourd’hui, une évaluation objective de la pertinence de tels projets est nécessaire.

Or pur

Au début du XXe siècle, le prix Nobel allemand Fritz Haber, récompensé pour la synthèse de l'ammoniac, a tenté d'extraire l'or de l'eau de mer. Lorsque l’Allemagne a perdu la Première Guerre mondiale, des réparations ont été imposées. Le scientifique, ayant reçu l'approbation du gouvernement, a organisé une expédition pour couvrir ses dettes avec de l'or extrait de l'eau des océans. La mission fut un fiasco. Dans les années 1920, les scientifiques pensaient à tort que la concentration d’or dans l’eau de mer était dix fois supérieure à ce qu’elle était réellement. C’est de ce chiffre que Haber est parti lorsqu’il a commencé ses recherches. En conséquence, il a reçu plusieurs grammes de métal après plusieurs mois de travail coûteux. On a alors conclu qu'il était beaucoup plus rentable d'extraire l'or des roches exploitées dans les mines.

Des études modernes montrent que la concentration d'or dans les sédiments du fond des océans (Atlantique, Arctique) dépasse à certains endroits la valeur industrielle dite minimale (pour les placers continentaux), et elles présentent donc un intérêt pour l'avenir. Et selon les calculs effectués par des spécialistes de l'Université d'État de Moscou, si l'or contenu dans l'eau de mer est entièrement extrait, alors pour chaque habitant de notre planète, il y aura 1,2 kilogramme de « métal méprisable » !

L’océan peut-il donc également fournir à l’humanité de l’or ainsi que d’autres métaux ? "Dans les années 90, plusieurs navires de recherche ont effectué un échantillonnage spécial dans les eaux du plateau nord-ouest de la mer Noire, ce qui a assuré la capture complète des particules d'or, y compris celles ressemblant à de la poussière", explique Vladislav Reznik, docteur en sciences géologiques, employé de la Faculté de Géologie et de Géographie de l'Université Nationale d'Odessa. - De l'or a été découvert dans la plupart des échantillons, et dans la section paléolimanique du fleuve Dniepr, en moyenne, environ 0,436 gramme par tonne d'eau. Ainsi, nous pouvons parler de l'existence de la province des placers d'or d'Azov-mer Noire, couvrant le plateau et les terres adjacentes. La granulométrie de l'or extrait là-bas "atteint 0,5 mm et la forme est variée. Parmi eux, apparemment, il y a à la fois des particules transportées par les rivières et des flocons d'or natifs. " Aujourd’hui, les scientifiques russes et ukrainiens n’hésiteraient pas à relancer de telles recherches, mais ils sont freinés par une base expéditionnaire extrêmement maigre.

Mais ce n’est peut-être pas seulement une question de finances. Georgy Lisichkin, par exemple, estime que, malgré tout son attrait, l'extraction de l'or de l'eau de mer n'est pas aujourd'hui au premier plan parmi les chercheurs. Beaucoup plus intéressant, à son avis, serait de s'intéresser aux mystérieux gisements de ferromanganèse de l'océan mondial, dont les réserves sont estimées à des centaines de milliards de tonnes. Le développement de ces domaines se heurte à de nombreuses difficultés. Tout d’abord, il existe une grande profondeur d’occurrence. Il est nécessaire de trouver de nouvelles solutions techniques, car la technologie moderne consistant à soulever les matières premières à la surface de l'océan à l'aide de treuils et de dragues demande beaucoup de main d'œuvre et est improductive.

Des navires de recherche russes pourraient bientôt se rendre dans l'Atlantique pour étudier les gisements de ferromanganèse, et un certain nombre d'instituts de recherche nationaux commencent à développer des projets de complexes miniers à ciel ouvert, ainsi que des systèmes robotiques sous-marins capables de rechercher, d'extraire et de transporter le métal vers des bases flottantes sans intervention humaine. intervention.

L’humanité n’en est encore qu’aux premiers pas dans la mise en valeur de l’océan et de ses ressources. En réfléchissant à l'invasion industrielle de l'océan mondial, les scientifiques rappellent que tous les processus océaniques, du niveau moléculaire au niveau planétaire, comme les courants et les cyclones, sont reliés par un seul système hiérarchique. Conformément aux lois de l’écologie, toute intervention dans le système naturel au niveau moléculaire le plus bas peut entraîner un désastre environnemental. Hélas, les scientifiques ne peuvent pas exclure complètement la possibilité de conséquences négatives.