Come ottenere l'oro dall'acqua. Estrarre minerali dall'acqua di mare Come ottenere l'oro dall'acqua di mare

Nonostante l’acqua di mare contenga oro in quantità microscopiche (4 mg/tonnellata), l’estrazione sarà presto redditizia. In effetti, se guardiamo a come cresce la quantità di rifiuti umani, diventa ovvio che la loro completa trasformazione in prodotti finiti è difficile. Allo stesso tempo, l’uso di prodotti per lo smaltimento dei rifiuti per l’estrazione dell’oro e di altri metalli sembra essere vantaggioso.

Il ricercatore americano Henry Ball più di 30 anni fa stabilì che l'acqua di mare contiene oro sotto forma di ioduro. Lo ioduro d'oro (AuI) è un solido giallo limone con una densità di 8,25 g/cm3. Si decompone in elementi se riscaldato a 177°C o sotto l'influenza dell'acqua. Ridotto dall'anidride solforosa o dal monossido di carbonio in oro. Aggiunge ammoniaca. Si ottiene direttamente da elementi a 100°C, mediante riduzione di Au2Cl6 o H con una soluzione di KI e mediante l'azione dell'acido iodidrico sull'ossido d'oro (III).

Come risultato della sua ricerca, Ball propose di estrarre l'oro dall'acqua di mare utilizzando la calce viva. Secondo i suoi calcoli, per 4,5 mila tonnellate di acqua è necessaria solo 1 tonnellata di calce. Il principio di funzionamento dell'impianto Balla era semplice. Durante l'alta marea, l'acqua di mare entra nella piscina, dove viene mescolata con latte di calce. Dopo un un certo periodo di tempo, essendo già “trascorso”, attraverso un tubo di scarico viene scaricato nuovamente in mare, mentre il sedimento rimasto sul fondo viene pompato in una vasca di decantazione, da dove viene trasportato al luogo di lavorazione per l'estrazione dell'oro.

Ingegnere Kirov russo V.I. propose un metodo ancora più economico e senza sprechi per estrarre l'oro. Per estrarre l'oro suggerisce di utilizzare le ceneri delle centrali termoelettriche al posto della calce viva. Le ceneri volanti delle centrali termoelettriche contengono almeno il 10% di calce viva, quindi il trattamento di 4,5 mila tonnellate di acqua di mare richiederà circa 10 tonnellate di ceneri, mentre attualmente i depositi di ceneri delle centrali termoelettriche ammontano a oltre 10 miliardi di tonnellate. La cenere volante viene utilizzata molto male.

Per attuare questo metodo sono necessari investimenti multimilionari nella costruzione di una diga in cemento, nonché nella posa di tubi per scaricare l'acqua trattata in mare.
Un semplice calcolo mostra che l'utilizzo di questo metodo è mille volte meno costoso rispetto ad altri metodi per estrarre l'oro dall'acqua. Inoltre, già oggi questo metodo si ripaga facilmente entro un anno. Anche ipotizzando un recupero del 20% dell'oro dall'acqua di mare. In caso di estrazione accidentale di metalli rari, nobili e in tracce dall'acqua di mare, il tempo di recupero dell'investimento sarà notevolmente ridotto.

La cosa più difficile di questo metodo è scegliere il luogo in cui costruire una piscina allagata.
La posizione ideale dovrebbe essere situata vicino a correnti d'acqua, con flussi e riflussi regolari, la riva dovrebbe essere di roccia dura (ad esempio granito, calcare, ecc.), lontano da centri abitati, vicino ai binari ferroviari.

Il rispetto di questi requisiti ridurrà i costi di costruzione di una piscina.

La quantità totale di oro nelle acque dell'Oceano Mondiale è stimata in 25-27 milioni di tonnellate. Questo è estremamente alto. Durante l'intero periodo di tempo, l'umanità ha prodotto circa 150mila tonnellate.

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Questa tecnologia può essere attribuita all'idrometallurgia dei metalli preziosi, in particolare ai metodi di estrazione dell'oro dall'acqua di mare altamente mineralizzata o dalle soluzioni di scarico mediante cementazione in forma metallica sulla superficie degli adsorbenti. Questa tecnologia si basa su un meccanismo di cementazione altamente efficiente.

L'oro nell'acqua non è un mito, ma una realtà che non necessita di conferma. Gli ioni dell'elemento 79 della tabella di D.I. Mendeleev sono presenti nel corpo umano, fanno parte delle piante e, ovviamente, dell'acqua. Il solito liquido è ricco di metalli nobili, trasporta l'oro, trasporta le sue particelle lungo il fondo del fiume, formando depositi. Questa qualità dell'acqua è ciò che interessa ai cercatori di tutto il mondo, che esplorano con entusiasmo fiumi e torrenti.

Trovare l'oro nell'acqua

Dove e come cercare Au?

L'oro viene estratto dall'acqua sia in inverno che in estate. Questo elemento può essere trovato utilizzando diversi metodi e il freddo non fermerà un cercatore esperto. Innanzitutto, dovresti studiare l'algoritmo delle azioni che ti aiuterà a estrarre il metallo prezioso dall'acqua.

Quindi, cosa dovrebbero fare coloro che vogliono trovare Au:

• Esplora la zona, scegli un posto, chiacchiera un po' con la gente del posto. Ulteriori informazioni non saranno mai superflue, per questo motivo vale la pena studiare attentamente il territorio, guardare le mappe e raccogliere quante più informazioni possibili. Le conversazioni con i residenti locali aiuteranno a stabilire dove è stato trovato Au e quanto tempo fa.
• Il contenuto di oro nell’acqua può essere piacevolmente sorprendente e persino delizioso, ma non dovresti immergerti sott’acqua per trovarlo. Puoi semplicemente esaminare le rocce, studiare pietre di grandi dimensioni, prelevare un campione d'acqua.
• Utilizzando un vassoio, è necessario prelevare un campione di sabbia o esaminare la riva di un fiume o ruscello per verificare la presenza di ciottoli di quarzo. Il quarzo è il principale satellite dell'oro, ma non puoi cercarlo solo: pirite e argento possono "accompagnare" Au.

Come ottenere l'oro e quali dispositivi possono essere utilizzati durante l'estrazione di metalli preziosi:

• L'acqua contiene Au granelli di sabbia, ma non galleggiano con il flusso, ma strisciano lungo il fondo. Nel corso degli anni, i granelli di sabbia vengono compressi e possono trasformarsi in pepite e persino depositi. Una mini-draga ti aiuterà a trovare il metallo sul fondo. Questo è un dispositivo che funziona come un aspirapolvere. La mini draga aspira la sabbia e aiuta a localizzare Au. La macchina stessa filtra, lava e separa l'oro dalle impurità e dallo sporco.
• Un metal detector è un altro dispositivo che aiuta a rilevare i metalli preziosi in un fiume o ruscello. Il dispositivo è immerso nell'acqua, può reagire all'oro e rilevare un deposito a una profondità ridotta. Si sta esplorando anche la zona costiera utilizzando il metal detector.
• I nostri antenati usavano un vassoio Au durante il lavaggio. Inizialmente, i dispositivi erano realizzati con pelli di pecora, ma in seguito la tecnologia è cambiata. I moderni canali vengono utilizzati per lavorare sui fiumi di montagna e sui torrenti a corso veloce. Ma il progresso non si ferma e, nonostante i vassoi moderni siano più leggeri e convenienti, vengono utilizzati principalmente per prelevare campioni d'acqua.

La presenza di strumenti aiuterà ad accelerare la ricerca e ad aumentare le possibilità di successo. Ma questo non significa affatto che attrezzature costose siano una garanzia al 100% di rilevare una pepita nel terreno o nell'acqua.

Oro nella sabbia

Per ottenere Au dalla sabbia costiera si inizia con il prelevarlo per testarlo: semplicemente lavandolo in un vassoio, studiando se ci sono granelli del metallo giallo.

Puoi scavare più sabbia, immergerla in sacchetti e versarvi dell'acqua. Il fatto è che la sabbia è molto più leggera dell'oro. Il metallo nobile si depositerà subito sul fondo e sarà visibile, ma i granelli di sabbia continueranno a galleggiare nel sacco.

Diagramma della possibile collocazione dell'oro in un giacimento

Dovresti filtrare l'acqua con la sabbia, se non c'è nulla a portata di mano che possa essere utilizzato come filtro, il liquido viene semplicemente drenato. Se ne andrà insieme alla sabbia e Au rimarrà sul fondo del sacco.

Il metallo prezioso viene estratto dalla sabbia esclusivamente in estate, in inverno i cercatori cercano semplicemente la zona costiera, esaminano le pietre, ma non lavano la sabbia.

Molto spesso, la sabbia viene semplicemente prelevata per i test, viene sollevata dal fondo del fiume o scavata vicino alla riva. Il campione aiuta a determinare se è presente Au nella posizione selezionata e quanto ce n'è in quella posizione. Se riesci a trovare più di uno o due granelli d'oro, puoi continuare la ricerca. Se la quantità di metallo giallo è trascurabile, i ricercatori si recano in un altro luogo.

A che profondità si può trovare una pepita?

1. L'oro che pesa non più di un grammo si trova spesso sotto uno strato di sabbia di 10-13 cm e non è così difficile ottenerlo.
2. Se sollevi il terreno di 15–30 cm, c'è la possibilità di trovare una pepita che pesa più di 1,5 grammi.
3. Se si scava nel terreno immediatamente successivo alla sabbia, è possibile trovare un intero pezzo di metallo nobile del peso di oltre 100 grammi.

Tuttavia, l’estrazione dell’Au comporta alcune difficoltà e non vi sono garanzie che gli “scavi” abbiano successo. Per questo motivo si consiglia di studiare la zona e prelevare campioni di terreno, sabbia e acqua prima di iniziare la ricerca.

Trovare l'oro nell'acqua di mare

L'estrazione del metallo prezioso dall'acqua di mare presenta alcune difficoltà. Dicono che se estrai tutto l'oro dai mari e dagli oceani, il suo peso sarà piuttosto significativo. Ma oggi non esiste un unico metodo efficace che possa aiutare a estrarre Au dalle acque degli oceani e dei mari. Ma c'è speranza che gli scienziati riescano presto a risolvere questo problema.

I batteri aiuteranno a estrarre l'oro dall'acqua di mare. Recentemente è stato scoperto che i microrganismi sono in grado di rilevare le particelle metalliche, anche se ci sono solo pochi granelli di Au per trilione di metri cubi d'acqua.

I batteri fanno precipitare gli ioni metallici e li legano insieme; ciò richiede tempo ai microrganismi.

Poiché questo metodo di estrazione è ancora in fase di ricerca, nonostante tutte le prospettive, difficilmente può essere definito efficace.

In linea di principio, gli specialisti di molti paesi si stanno interrogando da tempo su come estrarre l'Au dall'acqua di mare. Esistono diversi metodi, ma sono tutti considerati troppo costosi e per questo motivo non vengono utilizzati nell'industria dell'estrazione dell'oro.

Profitto e prospettiva

Indipendentemente da dove viene estratto l’Au, in acqua o sulla terra, l’industria dell’estrazione dell’oro oggi è considerata promettente.

I volumi di produzione sono in costante crescita, i geologi sono alla ricerca di nuovi giacimenti e il progresso tecnologico non si ferma. L'invenzione di attrezzature di vario tipo contribuisce a riavviare lo sviluppo di giacimenti precedentemente abbandonati e considerati poco promettenti.

Il metallo prezioso è nascosto agli occhi umani negli strati della roccia, una grande quantità si trova nelle profondità delle viscere della terra. L'oro viene in superficie solo in luoghi di attività vulcanica. Per questo motivo l'umanità da molti anni pensa non solo a come estrarlo dalle viscere della terra, ma anche a come estrarre il prezioso metallo dall'acqua del mare.

Allo stesso tempo, nel corso degli anni, l’amore delle persone per il metallo giallo non si è indebolito. L’oro attrae e affascina, ma non è solo la bellezza esteriore ad attrarre minatori e banchieri.

Il metallo prezioso è un investimento redditizio. Le quotazioni sono in costante crescita e, in tempi di crisi economica, la stabilità dell’oro attira molti.

Indubbiamente, l’industria si sta sviluppando e l’estrazione di Au sta diventando un’attività redditizia. Il metallo è ricercato non solo dai dipendenti di grandi aziende, ma anche da viaggiatori, cercatori e semplicemente da persone comuni che vogliono risolvere problemi finanziari o divertirsi un po'.

Ma non dimenticare che la ricerca dei metalli a livello professionale richiede investimenti materiali. È necessario acquistare attrezzature, avere accesso alle informazioni e trovare tempo da dedicare alla scoperta delle miniere d'oro. In media, ci vuole almeno un anno per trovare e sviluppare un deposito.

Il processo di fusione e le attrezzature per l'estrazione dell'oro in forma metallica dall'acqua di mare furono proposti già nel 1903.

L'acqua di mare prefiltrata veniva pompata attraverso un tubo sul fondo di un recipiente a forma di imbuto conico contenente mercurio e divisa in molte sezioni da fogli perforati (Fig. 92). Una volta portato a contatto con il mercurio, il flusso d'acqua ascendente veniva fatto passare attraverso uno schermo per catturare il mercurio fine della pomice, poi attraverso fogli di contatto perforati e infine attraverso una chiusa di amalgama situata nella parte superiore dell'apparecchio e progettata per catturare completamente il mercurio. oro amalgamato dal flusso. L'amalgama è stato lavorato utilizzando metodi generalmente accettati (spremitura, rimozione e fusione).

Un'apparecchiatura simile è stata proposta da Ritter1 e differisce in quanto il mercurio sottile e l'oro in esso contenuto, dopo aver attraversato la rete, vengono catturati in un dispositivo ondulato.

Flottazione ionica

Come notato sopra (vedi Capitolo IV), la flottazione ionica si basa sulla capacità di alcuni composti eteropolari di interagire con ioni di metalli pesanti, e in particolare oro, per formare un composto insolubile flottabile. L'opera più famosa in questa direzione è relativa all'acqua di mare di Sebba (Sudafrica) 189 J.

Assorbimento

I materiali contenenti carbonio sono stati testati come uno dei primi assorbenti per l'estrazione dell'oro dall'acqua di mare. Così, all'inizio del 20° secolo, Parker stabilì che i materiali viscosi contenenti carbonio come asfalto, bitume, resina minerale e altri hanno un'affinità con l'oro libero. Su questa base, Parker propose di catturare l'oro finemente disperso (o cosiddetto galleggiante) dall'acqua di mare fissandolo selettivamente su letti solidi contenenti carbonio viscoso depositati su barre e nastri installati nel flusso. Il contatto continuo dell'acqua dolce con il materiale viscoso deve essere assicurato dall'azione del flusso e riflusso del mare.

Tuttavia, la maggior parte dei ricercatori ritiene che tra gli assorbenti contenenti carbonio, i carboni attivi siano i più interessanti per l'assorbimento dell'oro dall'acqua di mare.

I pionieri di questa direzione - i ricercatori tedeschi Nagel e Baur (1912-1913), proposero l'uso di coke, carbone e carbone animale e alcuni altri adsorbenti per l'assorbimento dell'oro dall'acqua di mare. Negli esperimenti, l'acqua di mare, dopo una chiarificazione preliminare utilizzando un filtro a sabbia (per rimuovere il materiale sospeso e i microrganismi gelatinosi), è stata fatta passare attraverso un letto filtrante di coke, carbone o altro materiale contenente carbonio utilizzando il metodo della percolazione libera o della filtrazione ascendente (Fig. 93). L'adsorbente arricchito veniva periodicamente rimosso e fuso.

Per ridurre i costi di pompaggio dell'acqua di mare, si propone di utilizzare a bordo della nave contenitori forati con letto adsorbente, oppure vasche costiere con doppio fondo e uno strato di adsorbente ricoperto di rete metallica o di tessuto, riempite dall'azione delle maree .

Parallelamente all'utilizzo di un adsorbente classico (carboni attivi), sono stati condotti studi con adsorbenti inorganici con una superficie altamente sviluppata, come idrossidi appena precipitati (alluminio, ferro, gel di silice), idrocellulosa coagulata, ecc. In questo caso, è stato proposto l'utilizzo di vasche costiere o appositi supporti riempiti con assorbente inorganico e completamente ricoperti da un doppio strato di materiale tessile fibroso. I supporti vengono immersi nell'acqua di mare per settimane, e spesso mesi, dopodiché vengono esposti a soluzioni di cianuro per estrarre l'oro adsorbito. I supporti placcati in oro vengono utilizzati ripetutamente.

Dall'analisi dei possibili metodi di assorbimento si è constatato che in questo processo viene preferibilmente recuperato l'oro metallico colloidale. Pertanto, è stato naturale cercare un assorbente che riducesse contemporaneamente l'oro alogeno allo stato metallico e creasse una superficie attiva appena formata. Dopo aver esaminato un'ampia gamma di tali possibili assorbenti, Parker è giunto alla conclusione che per l'estrazione più completa dell'oro dall'acqua di mare è preferibile il solfato ferroso, il cui consumo ottimale è di 2 kg/t di acqua.

Successivamente, Parker ha ricevuto un brevetto separato2 per la progettazione hardware del metodo di adsorbimento utilizzando solfito ferroso.

La combinazione dei processi di riduzione degli alogenuri e di adsorbimento dell'oro colloidale si osserva anche nelle proposte di altri ricercatori. Pertanto, Bardt raccomandava di trattare l'acqua di mare con liquore al solfito (un prodotto di scarto della produzione di cellulosa) come agente riducente, seguito da una miscelazione con una miscela di carbone finemente macinato e metallo atomizzato (ad esempio rame, ferro, ecc.). il sedimento contenente metalli nobili veniva prima bruciato (per rimuovere il carbonio) e poi fuso, raccogliendo l'oro nel metallo che lo accompagnava.

Un obiettivo simile (riduzione dell'oro alogenuro e cattura completa dell'oro colloidale) fu perseguito da Glazunov e dai suoi collaboratori (Parigi, 1928), proponendo l'uso dei solfuri, e in particolare della pirite, come adsorbente per l'oro disciolto nell'acqua di mare. .

Questa idea fu praticamente realizzata solo nel 1953 da Walters e Stillman, che seguirono la loro strada originale. Secondo la loro proposta, il minerale di solfuro era ammucchiato dietro un muro di cemento costruito vicino alla linea di bassa marea e curvato verso la riva. Durante l'alta marea il minerale veniva sommerso dall'acqua, mentre con la bassa marea l'acqua filtrava attraverso il minerale. Questo ciclo è stato ripetuto molte volte. Dopo un certo tempo, i fanghi di solfuro decomposti contenenti oro adsorbito venivano rimossi con la bassa marea e fusi. Gli inventori hanno notato che la precipitazione dell'oro da parte dei solfuri è facilitata quando l'acqua di mare è esposta ad elementi radioattivi.

Stokes in seguito dimostrò che una varietà di materiali solforati naturali e artificiali possono essere utilizzati per far precipitare l'oro dall'acqua di mare, e il solfuro di antimonio è molto efficace.

Per intensificare il processo di assorbimento dell'oro da parte dei solfuri, eliminando contemporaneamente i costi di pompaggio dell'acqua di mare, Gernik e Stokes proposero uno speciale apparato chiamato in letteratura "trappola per solfuro di antimonio" (poiché concepito per essere utilizzato come adsorbente, il solfuro di antimonio ) o "sistema energetico delle maree". Questo apparecchio è realizzato sotto forma di un tubo a forma di U rovesciata, in un gomito del quale è presente un'espansione in cui viene posto tra le griglie un adsorbente (carbone attivo o solfuri). L'acqua di mare scorre attraverso questo tubo sotto l'influenza di una corrente di marea o durante il movimento di una nave alla quale è collegato l'apparecchio descritto.

Negli ultimi 10-15 anni sono apparsi numerosi brevetti che migliorano l'estrazione per assorbimento dell'oro dall'acqua di mare utilizzando solfuri metallici 2. L'idea e l'attrezzatura più originali in questa direzione sono state presentate dal ricercatore americano Norris 3.

La sua ultima invenzione si basa sull'uso di colloidi di solfuro metallico appena precipitati adsorbiti sulla superficie di fibre organiche, sintetiche o naturali durevoli. Un tipico esempio di fibre organiche sintetizzate sono le fibre di acrilonitrile o vinilcianuro polimerizzato. Tra le fibre naturali la più adatta è la fibra di Ramie (ortica cinese). Tali fibre, se immerse in una sottile sospensione colloidale (ad esempio, solfuro di zinco appena precipitato preparato mescolando soluzioni diluite di cloruro di zinco e solfuro di sodio ad un valore di pH di circa 6,0), adsorbiranno attivamente una porzione significativa delle particelle di solfuro colloidale e trattenerli saldamente sulla loro superficie.

Quando le fibre di assorbimento così preparate entrano in contatto con soluzioni povere contenenti oro (ad esempio acqua di mare), gli ioni di metalli nobili vengono adsorbiti. Possono essere rimossi dalle fibre trattando con soluzioni diluite riscaldate di cianuro di sodio con una piccola aggiunta di perossido di idrogeno o ipoclorito di sodio con una piccola aggiunta di acido cloridrico. Una volta eluiti gli ioni adsorbiti, le fibre possono essere lavate e riutilizzate ripetutamente dopo il pretrattamento con una sospensione di solfuro di zinco. Oltre al solfuro di zinco, in questo processo possono essere utilizzati solfuri di ferro, manganese, rame, nichel e piombo.

Una ricerca a lungo termine condotta da Norris ha stabilito che alcuni gas ossidanti, che spesso sono disciolti nella maggior parte delle acque marine, possono influenzare negativamente i collettori e le fibre di adsorbimento utilizzate. Questi gas includono ossigeno, azoto e anidride carbonica. Pertanto, per ottenere il massimo effetto, l'apparato proposto deve avere un mezzo per rimuovere continuamente tali gas dal flusso dell'acqua di mare prima che entri in contatto con la struttura collettrice delle fibre. Inoltre, a causa del numero relativamente piccolo di ioni metallici che sono raccolte in una normale operazione, oltre alla complessità della lavorazione e della manipolazione della massa fibrosa, è consigliabile eseguire tutte le operazioni in modo continuo e automatico. Tutti questi fattori sono stati presi in considerazione nell'apparato proposto da Norris (Fig. 94).

Di particolare interesse per i ricercatori è l’uso di scambiatori ionici naturali e artificiali per estrarre oro e argento dall’acqua di mare.

La priorità in questa direzione spetta a Brook, che nel 1953 propose di utilizzare zeoliti di ferro e manganese per estrarre l'argento dall'acqua di mare

Successivamente, nel 1964, Bayer e i suoi colleghi (Germania) crearono le cosiddette resine a scambio ionico chelato, in grado di estrarre fino al 100% dei metalli preziosi dall'acqua di mare.

Tra i lavori più recenti dedicati all'utilizzo di scambiatori ionici solidi per l'estrazione dell'oro dall'acqua di mare, il più interessante è lo studio di un gruppo di sperimentatori della Guff Research and Development Company (USA).

Per raccogliere metalli preziosi, si propone di utilizzare un polimero etilenico insolubile in acqua contenente gruppi carbossilato o ammidici pendenti. Uno dei modi migliori per ottenere questo polimero è la saponificazione di un copolimero di etilene alchil acrilato o la sintesi di un copolimero di etilene e un estere di gruppi acidi, inclusi acido maleico, fumarico e taconico. La produzione di tali assorbenti è descritta in dettaglio nel brevetto.

Dopo aver raggiunto un grado sufficiente di carico del film polimerico, l'oro assorbito può essere estratto mediante fusione dalle ceneri dopo aver bruciato il polimero o precipitato da soluzioni di polimeri disciolti in soda caustica (soda caustica).

Le modalità di utilizzo degli scambiatori ionici naturali e artificiali sono sostanzialmente le stesse degli assorbenti discussi sopra, vale a dire: installazione in un flusso di acqua di mare, filtrazione attraverso un letto in una vasca, caricamento di contenitori porosi.

Merro ha proposto un modo completamente nuovo di utilizzare gli scambiatori di ioni artificiali, applicandoli allo scafo di una nave in viaggio commerciale. All'arrivo al porto di destinazione, la resina a scambio ionico può essere rimossa dalla nave e lavorata. La lavorazione della resina consiste nel lavaggio con acidi ed elementi speciali, seguito dall'elettrolisi dell'eluato contenente metalli nobili. Le resine rigenerate possono essere utilizzate ripetutamente.

La proposta più economica è quella di utilizzare dispositivi speciali posizionati nella stiva della nave e riempiti con resine a scambio ionico. In questo caso è previsto che il movimento in avanti della nave faccia sì che l'acqua di mare fluisca continuamente attraverso la nave con lo scambiatore di ioni. Questa nave dovrebbe avere una sezione trasversale di circa 9,5-10 m2, una lunghezza di 3 me contenere circa 28 m3 di resina. La portata massima dell'acqua di mare durante l'assorbimento sulla resina deve essere compresa tra -0,8 m3 e 1 m2 di superficie al minuto (0,8 m/min).

Con questa portata, attraverso il dispositivo di assorbimento passeranno -12.500 tonnellate di acqua di mare al giorno. Anche se tenuto in acqua

1 mg!t di oro al giorno produrrà 12,5 g di oro. Durante un anno di viaggio continuo possono essere assorbiti circa 4,5 kg di oro, per un valore di circa 5.000 dollari.

Cementazione

Una delle poche informazioni sull'applicazione pratica del metodo per cementare l'oro dall'acqua di mare si riferisce al metodo Parker brevettato negli Stati Uniti. La polvere di nichel è stata proposta come metallo cementizio. Mediante riduzione, sostituzione e adsorbimento, l'oro, presente sia in forma alogena che elementare, può essere isolato dall'acqua di mare.

Effettuando la cementazione mescolando polvere di nichel con acqua di mare è possibile ottenere un carico d'oro dal 15 al 20% in peso. La polvere di nichel caricata viene rimossa dalla vasca e fusa.

Per far precipitare l'oro dalle acque marine molto povere, Sneeming propose di utilizzare la maggiore affinità dell'oro per il tellurio. È stato stabilito che è più consigliabile effettuare la deposizione con tellurio amorfo con una superficie di reazione molto sviluppata. Tale agente cementizio si ottiene trattando il sale solubile di tellurio con anidride solforosa. L'acqua di mare viene filtrata attraverso uno strato fisso di tellurio amorfo. Per estrarre l'oro depositato, la massa arricchita viene riscaldata per sublimare il tellurio (con successiva cattura), e la parte rimanente viene fusa in oro.

Ci sono 10 10 tonnellate di varie sostanze disciolte negli oceani, tutte conosciute nella crosta terrestre. La sola Corrente del Golfo trasporta 3 milioni di tonnellate di vari sali al secondo. In un lontano passato, ricevevano dal mare più o meno allo stesso modo di oggi: per evaporazione. Utilizzando una tecnologia sofisticata vengono estratti sodio, potassio, cloro, magnesio, calcio, bromo e litio.

Ottenere l'oro

Per molto tempo l'uomo ha sognato di estrarre l'oro dall'acqua del mare. E sembrava così reale che la Germania avrebbe pagato i risarcimenti per la prima guerra mondiale con l’oro “marino”. Ciò è stato fatto dal premio Nobel F. Haber. Tuttavia, nonostante la nave fosse ben equipaggiata e la spedizione fosse ben sovvenzionata e preparata, non se ne fece nulla: tutto l'oro estratto dall'acqua di mare valeva 0,0001 dollari, cioè da 15 tonnellate di oro sono stati ottenuti solo 0,09 milligrammi acqua .

Lo scienziato sovietico A. Davankov sulla nave "Mikhail Lomonosov" ottenne un milligrammo d'oro utilizzando una colonna a scambio ionico da 500 tonnellate di acqua. Questo, ovviamente, non è sufficiente, ma le navi sono molte, quindi è necessario installare trappole sostituibili. Gli assorbenti naturali - i fanghi - hanno già svolto un lavoro simile. Nei sedimenti del fondo del Mar Rosso, il limo contiene 5 grammi di oro per tonnellata di sedimento. Apparentemente, oltre 10 milioni di tonnellate di oro si dissolvono negli oceani del mondo. Questo è già significativo. Tuttavia, questo non è tutto oro proveniente dai continenti. Pertanto, le acque dolci di alcuni fiumi contengono fino a 16 clarke d'oro. Dove si trova? Nei limi dei sedimenti costieri? Se è così, allora tali depositi possono essere scoperti.

Il contenuto di oro nell'acqua dell'oceano è stimato diversamente: secondo S. Arrenis (1902), l'oro contiene 6 milligrammi per tonnellata, secondo G. Putnam (1953) 0,03-44 e secondo i dati del 1974 0,04-3,4 microgrammi per litro Lo stato del metallo è stato stabilito in: sospensioni di microparticelle, colloidi, ioni complessi AuCI 2 e AuCI 4, composti organo-oro.

Come hanno cercato di estrarre l'oro? Ci sono molti modi: i sacchi di pirite venivano rimorchiati dietro la nave; sette grammi di limatura di zinco e piombo furono lavati con 550 litri di acqua e si ottennero 0,6 milligrammi di oro e 1,1 milligrammi di argento; come assorbenti venivano usate zeoliti, permutiti, coke, scorie, clinker di cemento, carbone, torba, farina di legno, solfito di cellulosa, polvere di vetro, solfuro di piombo, zolfo colloidale, mercurio metallico, idrossido di magnesio (nel 1925, 5 milligrammi d'oro da 2 tonnellate di acqua), resine a scambio ionico (A. Davankov, 1956). Tuttavia, l’oro continua a interessare le persone. Nell'acqua di mare, per 11 ioni principali (CI -, SO 2\4, HCO 3 -, CO 2\3-, Br -, F -, H 2 BO 3-, Na +, Ca 2+, K +) ci sono sono il 99,99%. Naturalmente, queste informazioni sono abbastanza approssimative. L'acqua di mare, infatti, è un complesso complesso di soluzioni ioniche e colloidali, sospensioni minerali, gas, residui organici, ecc. Inoltre, la composizione dell'acqua di mare è influenzata dai rifiuti industriali. Pertanto, il contenuto di piombo è aumentato di 10 volte nell’ultimo mezzo secolo. Apparvero aree speciali: "oasi di metalli".

Estrazione di altri metalli

Nel 1948, la nave svedese Albatross scoprì fonti di acqua salata calda contenente metalli nel Mar Rosso. Un lavoro dettagliato effettuato sulla nave Discovery nel 1966 ha identificato tre grandi depressioni profonde più di 2 chilometri, dove si sono incontrate soluzioni saline con temperature fino a 56 ° C e una concentrazione di sale del 26%.

In uno strato spesso 200 metri nelle depressioni di Atlantide II, Catena e Scoperta, il contenuto di ferro, manganese, zinco, piombo, rame, oro, argento, indio, cobalto, cadmio, arsenico e mercurio è di decine di migliaia di volte superiore. Nei sedimenti sul fondo delle depressioni sono state rinvenute elevate concentrazioni di solfuri. Questi sedimenti sono ricoperti da sterili rocce carbonatiche, sotto le quali si trovano i basalti. La deposizione dei minerali è iniziata 13mila anni fa. È stato accertato che dal 1964 i livelli di salamoia sono aumentati. Così nel 1973 si raggiunsero i 62°C.

I limi minerari sono già stati stimati in metri cubi, in tonnellate e in dollari, ma l'utilizzo pratico di questo insolito tipo di giacimento sembra essere ancora lontano. In un'area di oltre 2 milioni di chilometri quadrati sono stati stabiliti anche sedimenti contenenti metalli associati a zone di faglia e vulcani sottomarini. Il loro significato pratico non è ancora chiaro.

Secondo le stime più ottimistiche, le riserve di uranio sulla terraferma ammontano a circa 5 milioni di tonnellate (esclusi i paesi della CSI) e gli oceani contengono 4 miliardi di tonnellate di questo elemento.

La ricerca di assorbenti per alcuni metalli ha dato risultati inaspettati: l'idrossido di titanio assorbe cromo (coefficiente di accumulo 1 milione), vanadio (100mila), manganese, ferro, rame, nichel (10-100mila). Il rame viene assorbito sugli scambiatori di ioni e negli esperimenti di A. Davankov viene assorbito l'argento (2,5 milligrammi per 200 grammi di assorbente). Sono già stati testati sorbenti di molibdeno, cesio, torio, radio e rutenio.

Si è scoperto che l'assorbente in polietilene precipita 9/10 della quantità iniziale di indio in 20 giorni e il chitosano (un componente del guscio dei crostacei e della copertura degli artropodi) assorbe zinco, rame, cadmio, piombo e altri metalli. È interessante notare che la natura stessa suggerisce il metodo della tecnologia: le alghe concentrano iodio e alluminio; radiolari – stronzio; – nichel; aragoste e cozze – cobalto; polpi – rame; meduse – zinco, stagno e piombo; oloturi – vanadio; alcuni tipi di tunicati: tantalio e niobio. Nelle ascidie (tunicati) la concentrazione di vanadio è 10 10 (il metallo fa parte del pigmento). Il Giappone rifiutò di importare il vanadio poiché iniziò a ricavarlo dal mare, utilizzando gli ascidi.

Gli esperti della Facoltà di Chimica dell’Università Statale di Mosca affermano che negli ultimi decenni i volumi di estrazione e lavorazione dei minerali sono diventati quasi paragonabili alle loro riserve nella crosta terrestre. Le previsioni sono particolarmente pessimistiche per metalli come argento, stagno, cobalto, uranio e mercurio. Le loro riserve potrebbero esaurirsi nel prossimo mezzo secolo. Una delle opzioni più accettabili per risolvere il problema della carenza di materie prime oggi sarebbe lo sviluppo delle risorse dell’Oceano Mondiale. Secondo il professore Georgy Lisichkin, dottore in scienze chimiche, "la scienza moderna sa come ottenere un'intera gamma di metalli dall'acqua di mare utilizzando metodi chimici tradizionali".

Frutti di mare

Gli oceani del mondo coprono quasi il 71% della superficie del nostro pianeta. Questo vasto territorio contiene tutti i minerali conosciuti sulla terra, disciolti nell'acqua o depositati sul fondo sotto forma di sedimenti. Gli scienziati hanno calcolato che ogni litro di acqua di mare contiene 35 grammi di minerali. "Allo stesso tempo, le risorse oceaniche sono in costante aumento a causa del fatto che i fiumi e le precipitazioni trasportano un'enorme quantità di detriti nei mari", afferma Georgy Lisichkin. "Solo come risultato dell'erosione della superficie terrestre, 3,3 miliardi di tonnellate di materia solida entrano ogni anno nell'oceano. Circa quattro milioni di tonnellate all'anno sono sedimenti di origine cosmogenica. Si stima attendibilmente che l'aggiunta annuale di minerali all'acqua di mare superi la quantità di risorse estratte dalla superficie terrestre e il loro utilizzo sarà contribuire a soddisfare qualsiasi ragionevole fabbisogno di risorse dell’umanità per centinaia di anni a venire”.

Inoltre, l'indubbio vantaggio dello sfruttamento dell'Oceano Mondiale è la costanza della composizione dell'acqua di mare, che consente l'utilizzo della stessa tecnologia di estrazione delle risorse in diverse aree del pianeta. Un grande vantaggio è la disponibilità di “depositi” offshore. Grazie all'enorme lunghezza della costa, non sono necessari lavori di prospezione ed esplorazione geologica costosi e ad alta intensità di manodopera. Infine, le materie prime marine sono già pronte per la lavorazione idrometallurgica: non è richiesta alcuna operazione complessa e pericolosa per l'ambiente per l'apertura del minerale.

Gli scienziati sono da tempo alla ricerca di modi per trarre vantaggio da tale ricchezza, e alcuni sono già stati raggiunti. Ad esempio, durante l’era sovietica, il complesso militare-industriale finanziò gli sviluppi scientifici per l’estrazione dell’uranio dall’acqua di mare. Oggi è già una tecnologia consolidata. Solo se durante la Guerra Fredda la maggior parte dell'uranio (non necessariamente estratto dall'acqua di mare) veniva utilizzato per la produzione di armi nucleari, oggi la sua estrazione è rilevante per garantire il funzionamento delle centrali nucleari.

Grazie agli sviluppi scientifici, gli oceani oggi forniscono generosamente magnesio all'umanità. In totale, dall'acqua di mare vengono estratte circa 200mila tonnellate di questo metallo all'anno, quasi la metà della produzione mondiale.

Non sarebbe un'esagerazione affermare che scienziati di diversi paesi sono pronti adesso a lanciare un attacco alle ricchezze dell'Oceano Mondiale. Ad esempio, chimici e geologi russi sono fiduciosi che oltre all'uranio e al magnesio, nel prossimo futuro sarà del tutto possibile estrarre rame, cromo, vanadio, molibdeno, cobalto, argento e persino oro dall'acqua di mare. In Russia, contemporaneamente, specialisti di diversi istituti di ricerca: l'Università statale di Mosca, l'Istituto di geochimica e chimica analitica da cui prende il nome. V.I. Vernadsky RAS, Kola Scientific Center RAS - stanno studiando questa possibilità. E alcuni dei progetti che hanno sviluppato sembrano molto promettenti.

Ad esempio, l’Istituto di geochimica e chimica analitica ha creato un impianto dimostrativo automatizzato per il trattamento integrato e senza rifiuti dell’acqua di mare. Le fasi principali della tecnologia hanno superato test pilota presso installazioni installate nel Mar di Okhotsk e nel Mar del Giappone, presso la centrale elettrica del distretto statale di Sakhalin e una delle centrali termoelettriche di Vladivostok. Il risultato dei test è stata la conferma sperimentale della possibilità di estrarre sali puri di magnesio, potassio, sodio, bromo, litio e preziosi microcomponenti dall'acqua di mare. L'essenza del metodo è il trattamento dell'acqua di mare con assorbenti economici e privi di reagenti, sostanze che possono "estrarre" minerali utili.

In linea di principio, oggi lavorano in questa direzione scienziati di molti paesi, soprattutto quelli che non possono vantarsi della ricchezza delle loro risorse minerarie. Ad esempio, il seguente progetto viene implementato in Giappone. Nelle acque del Mar del Giappone, sotto forma di tubi, vengono posizionate "capsule" caricate con granuli assorbenti, che estraggono con successo i metalli. Una tecnologia simile viene utilizzata con successo qui, nella centrale sperimentale mareomotrice di Kola.

Ad oggi sono state sviluppate diverse dozzine di progetti per impianti di trattamento dell'acqua di mare. Alcuni di loro stupiscono per la loro scala e originalità. Gli scienziati svedesi, ad esempio, hanno proposto un progetto per un complesso sottomarino nella zona della piattaforma, la cui base è una diga sottomarina costruita a una profondità di 200 metri, che blocca la corrente oceanica. In Italia è stato presentato un progetto per installazioni subacquee con elementi funzionanti sotto forma di reti costituite da polimeri che assorbono microelementi. Se tali reti fossero installate in stretti con correnti sufficientemente intense, secondo gli autori del progetto, il problema dell'estrazione dei metalli sarebbe fondamentalmente risolto.

È chiaro che l’interesse per l’argomento è alto. Tuttavia, oggi è necessaria una valutazione obiettiva della rilevanza di tali progetti.

Oro zecchino

All'inizio del XX secolo, il premio Nobel tedesco Fritz Haber, che ricevette un premio per la sintesi dell'ammoniaca, tentò di estrarre l'oro dall'acqua di mare. Quando la Germania perse la prima guerra mondiale, furono imposte delle riparazioni. Lo scienziato, dopo aver ricevuto l'approvazione del governo, organizzò una spedizione per coprire i debiti con l'oro estratto dall'acqua dell'oceano. La missione è stata un fiasco. Negli anni '20 gli scienziati presumevano erroneamente che la concentrazione di oro nell'acqua di mare fosse dieci volte maggiore di quanto non fosse in realtà. Fu da questa figura che Haber partì quando iniziò la sua ricerca. Di conseguenza, dopo diversi mesi di lavoro costoso, ha ricevuto diversi grammi di metallo. Quindi si concluse che era molto più redditizio estrarre l'oro dalle rocce lavorate nelle miniere.

Studi moderni mostrano che la concentrazione di oro nei sedimenti del fondo degli oceani (Atlantico, Artico) in alcuni luoghi supera il cosiddetto valore industriale minimo (per i giacimenti continentali), e sono quindi di interesse per il futuro. E secondo i calcoli degli specialisti dell'Università statale di Mosca, se l'oro contenuto nell'acqua di mare viene estratto completamente, per ogni abitante del nostro pianeta ci saranno 1,2 chilogrammi di “metallo spregevole”!

Può quindi l’oceano fornire all’umanità anche oro insieme ad altri metalli? "Negli anni '90, diverse navi da ricerca hanno effettuato campionamenti speciali nelle acque della piattaforma nordoccidentale del Mar Nero, che hanno assicurato la cattura completa di particelle d'oro, comprese quelle simili a polvere", afferma Vladislav Reznik, dottore in scienze geologiche, dipendente della Facoltà di Geologia e Geografia dell'Università Nazionale di Odessa. - L'oro è stato scoperto nella maggior parte dei campioni, e nella sezione paleolimana del fiume Dnepr, in media, circa 0,436 grammi per tonnellata d'acqua. Quindi, possiamo parlare dell'esistenza di la provincia di giacimento d'oro di Azov-Mar Nero, che copre la piattaforma e il territorio adiacente. Le dimensioni dei grani dell'oro estratto lì "raggiungono 0,5 mm e la forma è varia. Tra questi, a quanto pare, ci sono sia particelle trasportate dai fiumi che scaglie d'oro native. " Oggi gli scienziati russi e ucraini non sarebbero contrari a rilanciare tali ricerche, ma sono frenati da una base di spedizione estremamente scarsa.

Tuttavia, potrebbe non essere solo una questione finanziaria. Georgy Lisichkin, ad esempio, ritiene che, nonostante tutta la sua attrattiva, l'estrazione dell'oro dall'acqua di mare non sia oggi in primo piano tra i ricercatori. Molto più interessante, a suo avviso, sarebbe osservare i misteriosi giacimenti di ferromanganese nell'Oceano Mondiale, le cui riserve sono stimate in centinaia di miliardi di tonnellate. Ci sono molte difficoltà nello sviluppo di questi campi. Innanzitutto c’è una grande profondità di accadimento. È necessario trovare nuove soluzioni ingegneristiche, poiché la moderna tecnologia di sollevamento delle materie prime sulla superficie dell'oceano utilizzando argani e draghe è molto laboriosa e improduttiva.

Le navi da ricerca russe potrebbero presto recarsi nell'Atlantico per studiare i giacimenti di ferromanganese, e un certo numero di istituti di ricerca nazionali stanno iniziando a sviluppare progetti per complessi minerari di superficie, nonché sistemi robotici sottomarini in grado di cercare, estrarre e trasportare il metallo su basi galleggianti senza intervento umano. intervento.

L’umanità sta ancora muovendo solo i primi passi nello sviluppo dell’oceano e delle sue risorse. Riflettendo sull'invasione industriale dell'Oceano Mondiale, gli scienziati ricordano che tutti i processi oceanici, dal livello molecolare a quello planetario, come le correnti e i cicloni, sono collegati da un unico sistema gerarchico. Secondo le leggi dell'ecologia, qualsiasi intervento nel sistema naturale al livello molecolare più basso può provocare un disastro ambientale. Purtroppo, gli scienziati non possono escludere completamente la possibilità di conseguenze negative.