Jak zdobyć złoto z wody. Wydobywanie minerałów z wody morskiej Jak zdobyć złoto z wody morskiej

Pomimo tego, że woda morska zawiera złoto w mikroskopijnych ilościach (4 mg/tonę), wydobycie go wkrótce będzie opłacalne. Tak naprawdę, jeśli przyjrzymy się, jak rośnie ilość odpadów ludzkich, staje się oczywiste, że ich pełne przetworzenie na gotowy produkt jest trudne. Jednocześnie korzystne wydaje się wykorzystanie produktów do usuwania odpadów do ekstrakcji złota i innych metali.

Amerykański badacz Henry Ball ponad 30 lat temu ustalił, że woda morska zawiera złoto w postaci jodku. Jodek złota (AuI) jest cytrynowożółtym ciałem stałym o gęstości 8,25 g/cm3. Rozkłada się na pierwiastki pod wpływem ogrzewania do 177°C lub pod wpływem wody. Redukowany dwutlenkiem siarki lub tlenkiem węgla do złota. Dodaje amoniak. Otrzymuje się go bezpośrednio z pierwiastków w temperaturze 100°C, poprzez redukcję Au2Cl6 lub H roztworem KI oraz działanie kwasu jodowodorowego na tlenek złota(III).

W wyniku swoich badań Ball zaproponował ekstrakcję złota z wody morskiej za pomocą wapna palonego. Według jego obliczeń na 4,5 tys. ton wody potrzeba zaledwie 1 tony wapna.Zasada działania instalacji Balla była prosta.W czasie przypływu woda morska przedostaje się do basenu, gdzie miesza się z mlekiem wapiennym.Po po pewnym czasie „zużyty” jest odprowadzany rurą spustową z powrotem do morza. Pozostały osad na dnie jest pompowany do osadnika, skąd transportowany jest do miejsca przerobu w celu wydobycia złota.

Inżynier Kirowa, rosyjski V.I. zaproponowali jeszcze tańszą i bezodpadową metodę wydobywania złota. Do wydobywania złota sugeruje użycie popiołu z elektrowni cieplnych zamiast wapna palonego. Popiół lotny z elektrowni cieplnych zawiera co najmniej 10% wapna palonego, więc do przetworzenia 4,5 tys. ton wody morskiej potrzeba będzie około 10 ton popiołów.Obecnie składowiska popiołów z elektrowni cieplnych wynoszą ponad 10 miliardów ton. Popiół lotny jest bardzo słabo wykorzystywany.

Aby wdrożyć tę metodę, wymagane są wielomilionowe inwestycje w budowę betonowej tamy, a także ułożenie rur odprowadzających oczyszczoną wodę do morza.
Z prostych obliczeń wynika, że ​​zastosowanie tej metody jest tysiąc razy tańsze niż inne metody wydobywania złota z wody. Ponadto już obecnie metoda ta z łatwością zwróci się w ciągu roku. Nawet przy założeniu 20% odzysku złota z wody morskiej. W przypadku przypadkowego wydobycia metali rzadkich, szlachetnych i śladowych z wody morskiej, czas zwrotu inwestycji ulegnie kilkukrotnemu skróceniu.

Najtrudniejszą rzeczą w tej metodzie jest wybór miejsca na budowę zalanego basenu.
Idealna lokalizacja powinna być zlokalizowana w pobliżu prądów wodnych, z regularnymi przypływami i odpływami, brzeg powinien być wykonany z twardej skały (np. granitu, wapienia itp.), z dala od obszarów zaludnionych, w pobliżu torów kolejowych.

Spełnienie tych wymagań obniży koszty budowy basenu.

Całkowita ilość złota w wodach Oceanu Światowego szacowana jest na 25-27 milionów ton. To jest niezwykle wysokie. Przez cały ten okres ludzkość wyprodukowała około 150 tysięcy ton.

http://au.ucoz.net

Technologię tę można przypisać hydrometalurgii metali szlachetnych, w szczególności metodom ekstrakcji złota z wysokozmineralizowanej wody morskiej lub roztworów odpadowych poprzez cementowanie w postaci metalicznej na powierzchni adsorbentów. Technologia ta opiera się na wysoce wydajnym mechanizmie cementującym.

Złoto w wodzie to nie mit, ale rzeczywistość, która nie wymaga potwierdzenia. Jony pierwiastka 79 z tabeli D.I. Mendelejewa są obecne w organizmie człowieka, są częścią roślin i oczywiście wody. Zwykła ciecz jest bogata w metal szlachetny, transportuje złoto, przenosi jego cząstki wzdłuż dna rzeki, tworząc osady. Ta jakość wody interesuje poszukiwaczy na całym świecie, którzy z entuzjazmem eksplorują rzeki i strumienie.

Znalezienie złota w wodzie

Gdzie i jak szukać Au?

Złoto wydobywa się z wody zarówno zimą, jak i latem. Pierwiastek ten można znaleźć na kilka sposobów, a mroźna pogoda nie powstrzyma doświadczonego poszukiwacza. Najpierw powinieneś przestudiować algorytm działań, który pomoże Ci wydobyć metal szlachetny z wody.

Co więc powinni zrobić ci, którzy chcą znaleźć Au:

• Poznaj okolicę, wybierz miejsce, porozmawiaj trochę z mieszkańcami. Dodatkowe informacje nigdy nie będą zbędne, dlatego warto dokładnie przestudiować okolicę, przeglądać mapy i zebrać jak najwięcej informacji. Rozmowy z lokalnymi mieszkańcami pomogą ustalić, gdzie i jak dawno temu znaleziono Au.
• Zawartość złota w wodzie może być przyjemnie zaskakująca, a nawet zachwycająca, ale nie należy nurkować pod wodą, aby je znaleźć. Możesz po prostu zbadać skały, zbadać duże kamienie, pobrać próbkę wody.
• Za pomocą tacy należy pobrać próbkę piasku lub zbadać brzeg rzeki lub strumienia pod kątem obecności kamyków kwarcowych. Kwarc jest głównym satelitą złota, ale można go szukać nie tylko; piryt i srebro mogą „towarzyszyć” Au.

Jak zdobyć złoto i jakich urządzeń można używać podczas wydobywania metali szlachetnych:

• W wodzie znajdują się ziarna piasku Au, które jednak nie unoszą się z prądem, lecz pełzają po dnie. Z biegiem lat ziarna piasku ulegają sprasowaniu i mogą przekształcić się w bryłki, a nawet osady. Mini-pogłębiarka pomoże Ci znaleźć metal na dnie. To urządzenie, które działa jak odkurzacz. Mini pogłębiarka zasysa piasek i pomaga zlokalizować Au. Maszyna sama filtruje, myje i oddziela złoto od zanieczyszczeń i brudu.
• Wykrywacz metali to kolejne urządzenie, które pomaga wykryć metale szlachetne w rzece lub strumieniu. Urządzenie zanurzone w wodzie może reagować na złoto i wykrywać osady na małej głębokości. Obszar przybrzeżny jest również badany za pomocą wykrywacza metalu.
• Nasi przodkowie podczas prania używali tacy Au. Początkowo urządzenia wykonywano ze skór owczych, później jednak technologia uległa zmianie. Nowoczesne zsypy służą do pracy na rzekach górskich i wartko płynących potokach. Jednak postęp nie stoi w miejscu i pomimo tego, że nowoczesne tace są lżejsze i wygodniejsze, służą głównie do pobierania próbek wody.

Obecność instrumentów pomoże przyspieszyć poszukiwania i zwiększyć szanse na sukces. Nie oznacza to jednak wcale, że drogi sprzęt to 100% gwarancja wykrycia bryłki w ziemi lub wodzie.

Złoto w piasku

Pozyskiwanie Au z piasku przybrzeżnego rozpoczyna się od zabrania go do badań: wystarczy umyć go na tacy i sprawdzić, czy nie ma w nim ziarenek żółtego metalu.

Można wykopać więcej piasku, zanurzyć go w workach i wlać do nich wodę. Faktem jest, że piasek jest znacznie lżejszy od złota. Metal szlachetny natychmiast opadnie na dno i będzie widoczny, ale ziarenka piasku będą nadal unosić się w worku.

Schemat możliwej lokalizacji złota w zbiorniku

Wodę należy filtrować piaskiem, jeśli pod ręką nie ma nic, co mogłoby posłużyć jako filtr, ciecz jest po prostu spuszczana. Zniknie wraz z piaskiem, a Au pozostanie na dnie worka.

Metal szlachetny wydobywa się z piasku wyłącznie latem, zimą poszukiwacze po prostu przeszukują strefę przybrzeżną, badają kamienie, ale nie myją piasku.

Najczęściej piasek jest po prostu pobierany do testów, podnoszony z dna rzeki lub wykopywany w pobliżu brzegu. Próbka pomaga określić, czy w wybranej lokalizacji znajduje się Au i ile go w tej lokalizacji jest. Jeśli uda Ci się znaleźć więcej niż jedno lub dwa ziarenka złota, możesz kontynuować poszukiwania. Jeśli ilość żółtego metalu jest znikoma, poszukiwacze udają się w inne miejsce.

Na jakiej głębokości można znaleźć samorodek?

1. Złoto o masie nie większej niż jeden gram najczęściej znajduje się pod warstwą piasku o grubości 10–13 cm i nie jest tak trudno je zdobyć.
2. Jeśli podniesiesz ziemię na wysokość 15–30 cm, istnieje szansa, że ​​znajdziesz bryłkę ważącą ponad 1,5 grama.
3. Jeśli zagłębisz się w ziemię znajdującą się bezpośrednio za piaskiem, znajdziesz cały kawałek metalu szlachetnego o wadze ponad 100 gramów.

Wydobycie Au wiąże się jednak z pewnymi trudnościami i nie ma gwarancji, że „wykopaliska” zakończą się sukcesem. Z tego powodu zaleca się zbadanie terenu i pobranie próbek gleby, piasku i wody przed rozpoczęciem poszukiwań.

Znalezienie złota w wodzie morskiej

Wydobywanie metalu szlachetnego z wody morskiej wiąże się z pewnymi trudnościami. Mówią, że jeśli wydobędziemy całe złoto z mórz i oceanów, jego waga będzie dość znacząca. Ale dziś nie ma jednej skutecznej metody, która pomogłaby wydobyć Au z wód oceanów i mórz. Jest jednak nadzieja, że ​​naukowcom wkrótce uda się w tej kwestii.

Bakterie pomogą wydobyć złoto z wody morskiej. Niedawno odkryto, że mikroorganizmy są w stanie wykrywać cząsteczki metali, nawet jeśli w bilionie metrów sześciennych wody znajduje się tylko kilka ziaren Au.

Bakterie wytrącają jony metali i wiążą je ze sobą, co wymaga czasu dla mikroorganizmów.

Ponieważ ta metoda ekstrakcji jest wciąż w fazie badań, pomimo wszelkich perspektyw, trudno ją nazwać skuteczną.

W zasadzie specjaliści w wielu krajach od dawna zastanawiają się, jak wydobyć Au z wody morskiej. Metod jest kilka, jednak wszystkie uważane są za zbyt drogie i z tego powodu nie są stosowane w przemyśle wydobywczym złota.

Zysk i perspektywy

Niezależnie od tego, gdzie wydobywa się Au, w wodzie czy na lądzie, dzisiejszy przemysł wydobycia złota ocenia się jako obiecujący.

Wielkość wydobycia stale rośnie, geolodzy poszukują nowych złóż, a postęp technologiczny nie stoi w miejscu. Wynalezienie różnego rodzaju urządzeń pozwala na wznowienie zagospodarowania złóż, które wcześniej zostały porzucone i uznane za mało obiecujące.

Metal szlachetny ukryty jest przed ludzkimi oczami w warstwach skały, a jego duża ilość znajduje się głęboko w wnętrznościach ziemi. Złoto wypływa na powierzchnię tylko w miejscach aktywności wulkanicznej. Z tego powodu ludzkość od wielu lat myśli nie tylko o tym, jak wydobyć go z wnętrzności ziemi, ale także jak wydobyć ten szlachetny metal z wody morskiej.

Jednocześnie z biegiem lat miłość ludzi do żółtego metalu nie słabnie. Złoto przyciąga i fascynuje, ale nie tylko piękno zewnętrzne przyciąga górników i bankierów.

Metale szlachetne to opłacalna inwestycja. Notowania stale rosną, a w czasach kryzysu gospodarczego stabilność złota przyciąga wielu.

Niewątpliwie branża się rozwija, a wydobycie Au staje się dochodowym biznesem. Metalu poszukują nie tylko pracownicy dużych firm, ale także podróżnicy, poszukiwacze złota i po prostu zwykli ludzie, którzy chcą rozwiązać problemy finansowe lub trochę się zabawić.

Ale nie zapominaj, że wyszukiwanie metalu na profesjonalnym poziomie wymaga inwestycji materialnych. Trzeba zakupić sprzęt, zyskać dostęp do informacji i znaleźć czas, który można poświęcić na odkrywanie kopalni złota. Znalezienie i zagospodarowanie złoża zajmuje średnio co najmniej rok.

Proces łączenia i sprzęt do wydobywania złota w postaci metalicznej z wody morskiej zaproponowano już w 1903 roku.

Wstępnie przefiltrowaną wodę morską przepompowano rurką na dno stożkowego naczynia w kształcie lejka zawierającego rtęć i podzielono na wiele sekcji perforowanymi arkuszami (ryc. 92). Po zetknięciu się z rtęcią, przepływająca ku górze woda przepuszczana była przez sito wychwytujące drobną rtęć pumeksową, następnie przez perforowane arkusze kontaktowe, a na koniec przez śluzę amalgamacyjną umieszczoną w górnej części aparatu i zaprojektowaną tak, aby całkowicie wychwytywała rtęć. połączone złoto z przepływu. Amalgamat poddano obróbce ogólnie przyjętymi metodami (wyciskanie, odpędzanie i topienie).

Podobny sprzęt zaproponował Ritter1 i różnił się tym, że cienka rtęć i zawarte w niej złoto, przechodząc przez siatkę, są wychwytywane w urządzeniu z tektury falistej.

Flotacja jonowa

Jak zauważono powyżej (patrz rozdział IV), flotacja jonów opiera się na zdolności niektórych związków heteropolarnych do oddziaływania z jonami metali ciężkich, w szczególności złota, z wytworzeniem flotującego, nierozpuszczalnego związku. Najbardziej znana praca w tym kierunku dotyczy wody morskiej Sebba (RPA) 189 J.

Sorpcja

Jako jedne z pierwszych sorbentów do ekstrakcji złota z wody morskiej przetestowano materiały zawierające węgiel. W ten sposób na początku XX wieku Parker ustalił, że lepkie materiały zawierające węgiel, takie jak asfalt, bitum, żywica mineralna i inne, mają powinowactwo do wolnego złota. Na tej podstawie Parker zaproponował wychwytywanie drobno rozproszonego (tzw. pływającego) złota z wody morskiej poprzez selektywne osadzanie go na stałych, lepkich pokładach zawierających węgiel osadzonych na sztabach i taśmach zainstalowanych w strumieniu. Zapewnienie ciągłego kontaktu wody słodkiej z lepkim materiałem musi odbywać się poprzez działanie przypływów i odpływów morza.

Jednak większość badaczy uważa, że ​​spośród sorbentów zawierających węgiel, węgle aktywne są najbardziej interesujące dla sorpcji złota z wody morskiej.

Pionierzy tego kierunku – niemieccy badacze Nagel i Baur (1912-1913), zaproponowali do sorpcji złota z wody morskiej zastosowanie koksu, węgla drzewnego i węgla zwierzęcego oraz niektórych innych adsorbentów. W doświadczeniach woda morska, po wstępnym sklarowaniu na filtrze piaskowym (w celu usunięcia zawiesiny i mikroorganizmów galaretowatych), była przepuszczana przez złoże filtracyjne z koksu, węgla lub innego materiału zawierającego węgiel metodą swobodnej perkolacji lub filtracji wstępującej (rys. 93). Wzbogacony adsorbent okresowo usuwano i topiono.

Aby obniżyć koszty pompowania wody morskiej, proponuje się stosowanie na statku zbiorników perforowanych ze złożem adsorbentu lub zbiorników przybrzeżnych z fałszywym dnem i warstwą adsorbentu pokrytego siatką drucianą lub tkaninową, wypełnianą działaniem pływów .

Równolegle z zastosowaniem klasycznego adsorbentu (węgli aktywnych) prowadzono badania z sorbentami nieorganicznymi o silnie rozwiniętej powierzchni, takimi jak świeżo wytrącone wodorotlenki (aluminium, żelazo, żel krzemionkowy), skoagulowana hydroceluloza itp. W tym przypadku proponowano stosowanie kadzi przybrzeżnych lub specjalnych stojaków wypełnionych nieorganicznym sorbentem i całkowicie pokrytych podwójną warstwą włóknistego materiału tekstylnego. Stojaki zanurza się w wodzie morskiej na tygodnie, a często i miesiące, po czym poddaje się je działaniu roztworów cyjanku w celu wydobycia zaadsorbowanego złota. Stojaki pozłacane są wielokrotnie używane.

Badając możliwe metody sorpcji, stwierdzono, że w tym procesie korzystnie odzyskuje się koloidalne złoto metaliczne. Dlatego naturalnym było poszukiwanie sorbentu, który jednocześnie zredukuje halogenowe złoto do stanu metalicznego i wytworzy świeżo uformowaną powierzchnię aktywną. Po zbadaniu szerokiej gamy możliwych sorbentów Parker doszedł do wniosku, że w celu najpełniejszej ekstrakcji złota z wody morskiej preferowany jest siarczan żelazawy, którego optymalne zużycie wynosi 2 kg/t wody.

Następnie firma Parker otrzymała odrębny patent2 na projekt sprzętu do metody adsorpcji z wykorzystaniem siarczynu żelazawego.

Połączenie procesów redukcji halogenków i adsorpcji złota koloidalnego obserwuje się także w propozycjach innych badaczy. Dlatego Bardt zalecił obróbkę wody morskiej roztworem siarczynowym (produkt odpadowy z produkcji celulozy) jako środkiem redukującym, a następnie zmieszanie jej z mieszaniną drobno zmielonego węgla i rozpylonego metalu (na przykład miedzi, żelaza itp.) 3. osad zawierający metale szlachetne był najpierw spalany (w celu usunięcia węgla), a następnie wytapiany, zbierając złoto w towarzyszącym mu metalu.

Podobny cel (redukcja złota halogenkowego i całkowite wychwytywanie złota koloidalnego) przyświecał Głazunowowi i jego współpracownikom (Paryż 1928), proponując zastosowanie siarczków, a zwłaszcza pirytów, jako adsorbentu złota rozpuszczonego w wodzie morskiej .

Pomysł ten został praktycznie zrealizowany dopiero w 1953 roku przez Waltersa i Stillmana, którzy poszli własną, oryginalną drogą. Zgodnie z ich propozycją rudę siarczkową składowano za betonową ścianą zbudowaną w pobliżu dolnej linii przypływu i zakrzywioną w kierunku brzegu. Podczas przypływu ruda była zanurzana w wodzie, podczas odpływu woda przenikała przez rudę. Cykl ten powtarzał się wielokrotnie. Po pewnym czasie rozłożona zawiesina siarczkowa zawierająca zaadsorbowane złoto została usunięta podczas odpływu i przetopiona. Twórcy zauważyli, że wytrącanie złota przez siarczki jest ułatwione, gdy woda morska jest wystawiona na działanie pierwiastków radioaktywnych.

Stokes wykazał później, że do wytrącenia złota z wody morskiej można zastosować różnorodne naturalne i sztuczne materiały siarczkowe, przy czym bardzo skuteczny jest siarczek antymonu.

Aby zintensyfikować proces sorpcji złota przez siarczki, jednocześnie eliminując koszty pompowania wody morskiej, Gernik i Stokes zaproponowali specjalne urządzenie zwane w literaturze „pułapką antymonowo-siarczkową” (ponieważ zostało ono zaprojektowane do stosowania jako adsorbent, siarczek antymonu ) lub „system energii pływów”. Urządzenie to wykonane jest w postaci rury w kształcie odwróconej litery U, w której jednym kolanie znajduje się rozwidlenie, w którym pomiędzy kratkami umieszcza się adsorbent (węgiel aktywny lub siarczki). Woda morska przepływa przez tę rurę pod wpływem prądu pływowego lub podczas ruchu statku, do którego przymocowane jest opisywane urządzenie.

W ciągu ostatnich 10-15 lat pojawiło się wiele patentów usprawniających ekstrakcję sorpcyjną złota z wody morskiej za pomocą siarczków metali 2. Najbardziej oryginalny pomysł i sprzęt w tym kierunku przedstawił amerykański badacz Norris 3.

Jego najnowszy wynalazek opiera się na zastosowaniu świeżo wytrąconych koloidów siarczków metali zaadsorbowanych na powierzchni trwałych włókien organicznych, syntetycznych lub naturalnych. Typowym przykładem syntetyzowanych włókien organicznych są polimeryzowane włókna akrylonitrylowe lub cyjanku winylu. Spośród włókien naturalnych najbardziej odpowiednie jest włókno ramie (pokrzywa chińska). Włókna takie zanurzone w cienkiej zawiesinie koloidalnej (na przykład świeżo wytrącony siarczek cynku przygotowany przez zmieszanie rozcieńczonych roztworów chlorku cynku i siarczku sodu o wartości pH około 6,0) będą aktywnie adsorbować znaczną część cząstek koloidalnego siarczku i mocno przytrzymują je na powierzchni.

Gdy tak przygotowane włókna sorpcyjne wejdą w kontakt z roztworami ubogimi w złoto (np. wodą morską), wówczas ulegają adsorbcji jony metali szlachetnych. Można je usunąć z włókien działając podgrzanymi rozcieńczonymi roztworami cyjanku sodu z niewielkim dodatkiem nadtlenku wodoru lub podchlorynu sodu z niewielkim dodatkiem kwasu solnego. Po wyeluowaniu zaadsorbowanych jonów włókna można wielokrotnie myć i ponownie wykorzystywać po wstępnej obróbce zawiesiną siarczku cynku. Oprócz siarczku cynku w procesie tym można stosować siarczki żelaza, manganu, miedzi, niklu i ołowiu.

Długoterminowe badania Norrisa wykazały, że niektóre gazy utleniające, które często są rozpuszczone w większości wód morskich, mogą niekorzystnie wpływać na stosowane kolektory i włókna adsorpcyjne. Gazy te obejmują tlen, azot i dwutlenek węgla. Dlatego, aby osiągnąć jak największy efekt, proponowane urządzenie musi posiadać możliwość ciągłego usuwania takich gazów z przepływającej wody morskiej, zanim wejdzie ona w kontakt ze strukturą zbiorczą włókien.Co więcej, ze względu na stosunkowo małą liczbę jonów metali znajdujących się w zebranych w jednej normalnej operacji, a także ze względu na złożoność przetwarzania i manipulowania masą włóknistą, wskazane jest, aby wszystkie operacje wykonywać w sposób ciągły i automatyczny. Wszystkie te czynniki zostały uwzględnione w aparacie zaproponowanym przez Norrisa (ryc. 94).

Szczególnie interesujące dla badaczy jest wykorzystanie naturalnych i sztucznych wymieniaczy jonowych do ekstrakcji złota i srebra z wody morskiej.

Priorytet w tym kierunku należy do Brooka, który w 1953 roku zaproponował zastosowanie zeolitów żelaza i manganu do ekstrakcji srebra z wody morskiej

Później, w 1964 roku, Bayer i jego współpracownicy (Niemcy) stworzyli tzw. chelatowe żywice jonowymienne, zdolne do ekstrakcji do 100% cennych metali z wody morskiej.

Z najnowszych prac poświęconych zastosowaniu stałych wymienników jonowych do ekstrakcji złota z wody morskiej najciekawsze są badania grupy eksperymentatorów z firmy Guff Research and Development Company (USA).

Do zbierania metali szlachetnych proponuje się stosowanie nierozpuszczalnego w wodzie polimeru etylenu zawierającego boczne grupy karboksylanowe lub amidowe. Jednym z najlepszych sposobów otrzymania tego polimeru jest zmydlanie kopolimeru etylenu i akrylanu alkilu lub synteza kopolimeru etylenu i estru grup kwasowych, m.in. kwasu maleinowego, fumarowego i takonowego. Produkcja takich sorbentów jest szczegółowo opisana w patencie.

Po osiągnięciu wystarczającego stopnia obciążenia folii polimerowej, zasorbowane złoto można ekstrahować poprzez wytapianie z popiołu po spaleniu polimeru lub wytrącać z roztworów rozpuszczania polimerów w sodzie kaustycznej (soda kaustyczna).

Sposoby wykorzystania naturalnych i sztucznych wymieniaczy jonowych są w zasadzie takie same jak w przypadku omawianych powyżej sorbentów, a mianowicie: instalacja w strumieniu wody morskiej, filtracja przez złoże w kadzi, załadunek porowatych pojemników.

Merro zaproponowało zupełnie nowy sposób wykorzystania sztucznych wymienników jonowych – zastosowanie ich na kadłubie statku odbywającego rejs handlowy. Po przybyciu do portu docelowego żywicę jonowymienną można usunąć ze zbiornika i poddać obróbce. Obróbka żywicy polega na przemywaniu kwasami i specjalnymi pierwiastkami, a następnie elektrolizie eluatu zawierającego metale szlachetne. Żywice regenerowane można stosować wielokrotnie.

Najbardziej ekonomiczną propozycją jest zastosowanie specjalnych urządzeń znajdujących się w ładowni statku i wypełnionych żywicami jonowymiennymi. W tym przypadku przewidziano, że ruch statku do przodu powoduje ciągły przepływ wody morskiej przez statek z wymiennikiem jonowym. Naczynie to powinno mieć powierzchnię przekroju poprzecznego około 9,5-10 m2, długość 3 m i zawierać około 28 m3 żywicy. Maksymalne natężenie przepływu wody morskiej podczas sorpcji na żywicę powinno wynosić -0,8 m3 przez 1 m2 powierzchni na minutę (0,8 m/min).

Przy tym natężeniu przepływu przez urządzenie sorpcyjne będzie przepływać -12 500 ton wody morskiej dziennie. Nawet gdy jest trzymany w wodzie

1 mg!t złota dziennie daje 12,5 g złota. W ciągu roku nieprzerwanej podróży można zaadsorbować około 4,5 kg złota o wartości około 5000 dolarów.

Cementowanie

Jedna z nielicznych informacji na temat praktycznego zastosowania metody cementowania złota z wody morskiej dotyczy opatentowanej w USA metody Parkera. Jako metal cementowy zaproponowano pył niklowy. Poprzez redukcję, podstawienie i adsorpcję złoto, obecne zarówno w postaci halogenowej, jak i pierwiastkowej, można wyizolować z wody morskiej.

Podczas cementowania poprzez zmieszanie proszku niklowego z wodą morską możliwe jest osiągnięcie zawartości złota na poziomie 15 do 20% wagowych. Załadowany proszek niklowy usuwa się z kadzi i topi.

Aby wytrącić złoto z bardzo ubogich wód morskich, Sneeming zaproponował wykorzystanie zwiększonego powinowactwa złota do telluru. Ustalono, że najbardziej wskazane jest osadzanie za pomocą telluru amorficznego o silnie rozwiniętej powierzchni reakcji. Taki środek cementujący otrzymuje się przez działanie rozpuszczalnej soli tellurowej dwutlenkiem siarki. Woda morska jest filtrowana przez stałą warstwę amorficznego telluru. Aby wydobyć osadzone złoto, wzbogaconą masę podgrzewa się do sublimacji telluru (z późniejszym wychwytem), a pozostałą część przetapia się w złoto.

W Oceanie Światowym rozpuszczonych jest 10 10 ton różnych substancji, z których wszystkie są znane w skorupie ziemskiej. Sam Prąd Zatokowy transportuje 3 miliony ton różnych soli na sekundę. W odległej przeszłości otrzymywali z morza mniej więcej w taki sam sposób jak dzisiaj - przez odparowanie. Przy użyciu zaawansowanej technologii ekstrahuje się sód, potas, chlor, magnez, wapń, brom i lit.

Zdobycie złota

Od dawna człowiek marzył o wydobyciu złota z wody morskiej. I wydawało się takie realne, że Niemcy zamierzają zapłacić za reparacje za I wojnę światową „morskim” złotem. Dokonał tego laureat Nagrody Nobla F. Haber. Jednak pomimo tego, że statek był dobrze wyposażony, a wyprawa dobrze dofinansowana i przygotowana, nic z tego nie wyszło: całe złoto wydobyte z wody morskiej wyceniono na 0,0001 dolara, czyli z 15 ton złota uzyskano zaledwie 0,09 miligrama woda .

Radziecki naukowiec A. Davankov na statku „Michaił Łomonosow” uzyskał miligram złota za pomocą kolumny jonowymiennej z 500 ton wody. To oczywiście nie wystarczy, ale statków jest sporo, więc pozostaje kwestia zainstalowania wymiennych pułapek. Podobną pracę wykonały już naturalne sorbenty – osady. W osadach dennych Morza Czerwonego muł zawiera 5 gramów złota na tonę osadu. Podobno w oceanach świata rozpuszczono ponad 10 milionów ton złota. To już jest znaczące. Jednak to nie całe złoto, które przybyło z kontynentów. Zatem słodkie wody niektórych rzek zawierają do 16 Clarke złota. Gdzie to jest? W mułach osadów przybrzeżnych? Jeśli tak, to takie złoża można odkryć.

Zawartość złota w wodzie oceanicznej szacuje się różnie: według S. Arrenisa (1902) złoto zawiera 6 miligramów na tonę, według G. Putnama (1953) 0,03-44, a według danych z 1974 r. 0,04-3,4 mikrogramów na litr Stan metalu określono w: zawiesinach mikrocząstek, koloidach, jonach kompleksowych AuCI 2 i AuCI 4, związkach złota organicznego.

Jak próbowali wydobyć złoto? Sposobów jest wiele: za statkiem holowano worki z pirytem; siedem gramów opiłek cynku ołowiowego przemyto 550 litrami wody i otrzymano 0,6 miligrama złota i 1,1 miligrama srebra; jako absorbenty stosowano zeolity, permutyty, koks, żużel, klinkier cementowy, węgiel drzewny, torf, mączkę drzewną, celulozę posiarczynową, mączkę szklaną, siarczek ołowiu, siarkę koloidalną, rtęć metaliczną, wodorotlenek magnezu (w 1925 r. 5 miligramów złota z 2 ton wody), żywice jonowymienne (A. Davankov, 1956). Jednak złoto nadal budzi zainteresowanie ludzi. W wodzie morskiej dla 11 głównych jonów (CI -, SO 2\4, HCO 3 -, CO 2\3-, Br -, F -, H 2 BO 3-, Na +, Ca 2+, K +) tam wynosi 99,99%. Oczywiście informacje te są dość przybliżone. W rzeczywistości woda morska jest złożonym kompleksem roztworów jonowych i koloidalnych, zawiesin mineralnych, gazów, pozostałości organicznych itp. Ponadto na skład wody morskiej wpływają odpady przemysłowe. Zatem w ciągu ostatniego półwiecza zawartość ołowiu wzrosła 10-krotnie. Pojawiły się specjalne obszary - „oazy metali”.

Wydobywanie innych metali

W 1948 roku szwedzki statek Albatross odkrył w Morzu Czerwonym denne źródła gorących solanek zawierających metale. Szczegółowe prace przeprowadzone na statku Discovery w 1966 roku pozwoliły zidentyfikować trzy duże zagłębienia o głębokości ponad 2 km, w których natrafiono na solanki o temperaturze dochodzącej do 56°C i stężeniu soli wynoszącym 26 proc.

W warstwie o grubości 200 metrów w zagłębieniach Atlantydy II, Chain i Discovery zawartość żelaza, manganu, cynku, ołowiu, miedzi, złota, srebra, indu, kobaltu, kadmu, arsenu i rtęci wynosi dziesiątki tysięcy razy wyższe. W osadach na dnie zagłębień stwierdzono wysokie stężenia siarczków. Osady te podścielone są jałowymi skałami węglanowymi, pod którymi występują bazalty. Osadzanie rud rozpoczęło się 13 tysięcy lat temu. Stwierdzono, że od 1964 roku poziom solanki wzrasta. Tak więc w 1973 roku osiągnęła ona 62°C.

Ilość mułów rudonośnych oszacowano już w metrach sześciennych, tonach i dolarach, ale praktyczne wykorzystanie tego niezwykłego rodzaju złóż najwyraźniej jest odległe. Na obszarze ponad 2 milionów kilometrów kwadratowych powstały także osady metalonośne, związane ze strefami uskoków i podwodnymi wulkanami. Ich praktyczne znaczenie jest nadal niejasne.

Według najbardziej optymistycznych szacunków zasoby uranu na lądzie wynoszą około 5 mln ton (z wyłączeniem krajów WNP), a Ocean Światowy zawiera 4 miliardy ton tego pierwiastka.

Poszukiwania sorbentów dla niektórych metali przyniosły nieoczekiwane rezultaty: wodorotlenek tytanu sorbuje chrom (współczynnik akumulacji 1 milion), wanad (100 tys.), mangan, żelazo, miedź, nikiel (10-100 tys.). Miedź jest sorbowana na wymiennikach jonowych, a w doświadczeniach A. Davankowa sorbowane jest srebro (2,5 miligrama na 200 gramów sorbentu). Przebadano już sorbenty molibdenu, cezu, toru, radu i rutenu.

Okazało się, że sorbent polietylenowy wytrąca w ciągu 20 dni 9/10 początkowej ilości indu, a chitozan (składnik skorupy skorupiaków i osłony stawonogów) sorbuje cynk, miedź, kadm, ołów i inne metale. Ciekawe, że sama natura sugeruje metodę technologiczną: wodorosty koncentrują jod i aluminium; radiolarowie – stront; – nikiel; homary i małże – kobalt; ośmiornice – miedź; meduza – cynk, cyna i ołów; holothuriany – wanad; niektóre rodzaje osłonic - tantal i niob. W ascidianach (osłonicach) stężenie wanadu wynosi 10 10 (metal jest częścią pigmentu). Japonia odmówiła importu wanadu, ponieważ zaczęła go pozyskiwać z morza za pomocą tryskaczy morskich.

Eksperci z Wydziału Chemii Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego twierdzą, że w ostatnich dziesięcioleciach wielkość wydobycia i przetwarzania minerałów stała się niemal porównywalna z ich zasobami w skorupie ziemskiej. Prognozy są szczególnie pesymistyczne w przypadku metali takich jak srebro, cyna, kobalt, uran i rtęć. Ich zasoby mogą się wyczerpać w ciągu najbliższego półwiecza. Jedną z najbardziej akceptowalnych obecnie opcji rozwiązania problemu niedoborów surowców byłby rozwój zasobów Oceanu Światowego. Według doktora nauk chemicznych, profesora Georgy’ego Lisichkina, „współczesna nauka wie, jak uzyskać całą gamę metali z wody morskiej tradycyjnymi metodami chemicznymi”.

owoce morza

Oceany na świecie zajmują prawie 71 procent powierzchni naszej planety. Na tym rozległym terytorium znajdują się wszystkie minerały znane na Ziemi – albo rozpuszczone w wodzie, albo spoczywające na dnie w postaci osadów. Naukowcy obliczyli, że każdy litr wody morskiej zawiera 35 gramów minerałów. „Jednocześnie zasoby oceanów stale rosną, ponieważ rzeki i opady niosą do mórz ogromne ilości śmieci” – mówi Georgy Lisichkin. „W wyniku samej erozji powierzchni ziemi 3,3 miliarda ton substancji stałych trafia do oceanu rocznie. Około ponad „Cztery miliony ton rocznie to osady pochodzenia kosmogenicznego. Wiarygodnie szacuje się, że roczny dodatek minerałów do wody morskiej przekracza ilość zasobów wydobywanych z powierzchni ziemi, a ich wykorzystanie będzie pomóc zaspokoić wszelkie rozsądne potrzeby ludzkości w zakresie zasobów przez setki lat.”

Ponadto niewątpliwą zaletą eksploatacji Oceanu Światowego jest stałość składu wody morskiej, co pozwala na stosowanie tej samej technologii wydobycia zasobów w różnych obszarach planety. Dużym plusem jest dostępność morskich „złóż”. Dzięki ogromnej długości linii brzegowej nie ma potrzeby prowadzenia kosztownych i pracochłonnych prac poszukiwawczo-badawczych. Wreszcie surowce morskie są już przygotowane do obróbki hydrometalurgicznej - nie jest wymagana żadna skomplikowana i niebezpieczna dla środowiska operacja otwierania rudy.

Naukowcy od dawna poszukiwali sposobów wykorzystania takiego bogactwa i niektóre już udało się osiągnąć. Na przykład w czasach sowieckich kompleks wojskowo-przemysłowy finansował rozwój naukowy w zakresie wydobywania uranu z wody morskiej. Dziś jest to już technologia o ugruntowanej pozycji. Tylko jeśli w czasie zimnej wojny większość uranu (niekoniecznie wydobywanego z wody morskiej) została wykorzystana do produkcji broni nuklearnej, dziś jego wydobycie ma znaczenie dla zapewnienia funkcjonowania elektrowni jądrowych.

Dzięki rozwojowi nauki oceany hojnie dostarczają dziś ludzkości magnezu. W sumie z wody morskiej wydobywa się około 200 tysięcy ton tego metalu rocznie – to prawie połowa światowej produkcji.

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że naukowcy z różnych krajów są już gotowi rozpocząć atak na bogactwa Oceanu Światowego. Na przykład rosyjscy chemicy i geolodzy są przekonani, że oprócz uranu i magnezu w najbliższej przyszłości całkiem możliwe będzie wydobycie z wody morskiej miedzi, chromu, wanadu, molibdenu, kobaltu, srebra, a nawet złota. Jednocześnie w Rosji specjaliści z kilku instytucji badawczych - Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, Instytutu Geochemii i Chemii Analitycznej im. V.I. Vernadsky RAS, Centrum Naukowe Kola RAS - badają tę możliwość. Niektóre z opracowanych przez nich projektów wydają się bardzo obiecujące.

Przykładowo Instytut Geochemii i Chemii Analitycznej stworzył zautomatyzowaną instalację demonstracyjną do zintegrowanego, bezodpadowego przetwarzania wody morskiej. Główne etapy technologii przeszły testy pilotażowe na instalacjach zainstalowanych na Morzu Ochockim i Morzu Japońskim, w Państwowej Elektrowni Rejonowej Sachalin i jednej z elektrociepłowni we Władywostoku. Wynikiem badań było eksperymentalne potwierdzenie możliwości ekstrakcji z wody morskiej czystych soli magnezu, potasu, sodu, bromu, litu oraz cennych mikroskładników. Istotą tej metody jest przetwarzanie wody morskiej za pomocą tanich, wolnych od odczynników sorbentów – substancji, które potrafią „wyciągnąć” przydatne minerały.

W zasadzie w tym kierunku pracują dziś naukowcy z wielu krajów, zwłaszcza tych, którzy nie mogą pochwalić się bogactwem swoich zasobów mineralnych. Przykładowo w Japonii realizowany jest następujący projekt. W wodach Morza Japońskiego „kapsułki” naładowane granulatem sorbentu umieszczane są w formie rurek, skutecznie wyciągających metale. Podobną technologię z powodzeniem stosuje się tutaj - w eksperymentalnej elektrowni pływowej Kola.

Do chwili obecnej opracowano kilkadziesiąt projektów zakładów uzdatniania wody morskiej. Niektóre z nich zadziwiają rozmachem i oryginalnością. Szwedzcy naukowcy zaproponowali na przykład projekt podwodnego kompleksu w strefie szelfowej, którego podstawą jest zbudowana na głębokości 200 metrów podwodna tama, blokująca prąd oceaniczny. We Włoszech zaproponowano projekt instalacji podwodnych z elementami roboczymi w postaci sieci wykonanych z polimerów pochłaniających mikroelementy. Jeżeli takie sieci zostaną zainstalowane w cieśninach o dostatecznie intensywnym prądzie, to zdaniem autorów projektu problem wydobycia metalu zostałby zasadniczo rozwiązany.

Widać, że zainteresowanie tematem jest duże. Jednak dziś konieczna jest obiektywna ocena zasadności takich projektów.

Czyste złoto

Na początku XX wieku niemiecki laureat Nagrody Nobla Fritz Haber, nagrodzony za syntezę amoniaku, podjął próbę wydobycia złota z wody morskiej. Kiedy Niemcy przegrały I wojnę światową, nałożono reparacje. Naukowiec, po uzyskaniu zgody rządu, zorganizował wyprawę mającą na celu pokrycie długów złotem wydobywanym z wód oceanu. Misja zakończyła się fiaskiem. W latach dwudziestych XX wieku naukowcy błędnie zakładali, że stężenie złota w wodzie morskiej jest dziesięciokrotnie większe niż w rzeczywistości. To właśnie od tej liczby Haber zaczął swoje badania. W rezultacie po kilku miesiącach kosztownej pracy otrzymał kilka gramów metalu. Stwierdzono wówczas, że znacznie bardziej opłacalne jest wydobywanie złota ze skał wydobywanych w kopalniach.

Współczesne badania pokazują, że stężenie złota w osadach dennych oceanów (Atlantyku, Arktyki) w niektórych miejscach przekracza tzw. minimalną wartość przemysłową (dla lokatorów kontynentalnych), dlatego stanowi przedmiot zainteresowania w przyszłości. A według obliczeń specjalistów z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, jeśli całkowicie wydobędzie się złoto zawarte w wodzie morskiej, na każdego mieszkańca naszej planety przypada 1,2 kilograma „nikczemnego metalu”!

Czy ocean może zatem dostarczać ludzkości złoto wraz z innymi metalami? „W latach 90. kilka statków badawczych przeprowadziło specjalne pobieranie próbek z wód północno-zachodniego szelfu Morza Czarnego, co zapewniło całkowite wychwytywanie cząstek złota, w tym pyłopodobnych” – mówi Vladislav Reznik, doktor nauk geologicznych, pracownik Wydziału Geologiczno-Geograficznego Odeskiego Uniwersytetu Narodowego - W większości próbek wykryto złoto, a w paleolimanowym odcinku Dniepru było go średnio około 0,436 grama na tonę wody. Można więc mówić o istnienie prowincji złota Azowsko-Morze Czarne, obejmującej szelf i przyległe tereny. Wielkość ziaren wydobywanego tam złota „dochodzi do 0,5 mm, a kształt jest zróżnicowany. Wśród nich najwyraźniej znajdują się zarówno cząstki niesione przez rzeki, jak i złoto rodzime płatki.” Dziś rosyjscy i ukraińscy naukowcy nie mieliby nic przeciwko reanimowaniu takich badań, ale powstrzymuje ich niezwykle skromna baza ekspedycyjna.

Jednak nie może to być tylko kwestia finansów. Na przykład Georgy Lisichkin uważa, że ​​pomimo całej swojej atrakcyjności, wydobycie złota z wody morskiej nie jest dziś na pierwszym planie wśród badaczy. O wiele ciekawsze, jego zdaniem, byłoby przyjrzenie się tajemniczym złożom żelazomanganu na Oceanie Światowym, których zasoby szacuje się na setki miliardów ton. Rozwój tych dziedzin wiąże się z wieloma trudnościami. Przede wszystkim istnieje duża głębokość występowania. Konieczne jest poszukiwanie nowych rozwiązań inżynieryjnych, gdyż nowoczesna technologia wydobywania surowców na powierzchnię oceanu za pomocą wciągarek i pogłębiarek jest bardzo pracochłonna i nieproduktywna.

Rosyjskie statki badawcze mogą wkrótce wyruszyć na Atlantyk w celu zbadania złóż żelazomanganu, a szereg krajowych instytutów badawczych zaczyna opracowywać projekty kompleksów górnictwa odkrywkowego, a także podwodnych systemów robotycznych, które mogłyby bez udziału człowieka przeszukiwać, wydobywać i transportować metal do pływających baz. interwencja.

Ludzkość wciąż stawia dopiero pierwsze kroki w rozwoju oceanu i jego zasobów. Zastanawiając się nad inwazją przemysłową na Ocean Światowy, naukowcy przypominają, że wszystkie procesy oceaniczne, od poziomu molekularnego po planetarne, takie jak prądy i cyklony, są połączone jednym, hierarchicznym systemem. Zgodnie z prawami ekologii każda ingerencja w system przyrodniczy na najniższym poziomie molekularnym może skutkować katastrofą ekologiczną. Niestety, naukowcy nie mogą całkowicie wykluczyć możliwości negatywnych konsekwencji.