Пока угольщики терпят убытки от транспортных трудностей и колебаний внешнего рынка, в узких кругах идет дискуссия по самому животрепещущему вопросу: есть золото в угле или нет? В принципе, о том, что в угле содержится и золото, и другие драгоценные и редкоземельные металлы, знали давно. Но прежние исследования показывали, что золота в угле — миллиграммы на тонну, так что добывать его невыгодно.
Но в последние годы стали появляться данные, что золота в углях порядочно, что и ставит вопрос о том, что уголь может стать не только и даже не столько топливом, сколько полиметаллической рудой.
Методы
Новые оценки были сделаны, как ни странно, на основе традиционнейшего для золотопромышленности пробирного метода, по преданию восходящего еще к Аристотелю. О методах оценки стоит сказать особо, потому что в них заключается корень всего вопроса.
Пробирный анализ — это сравнение черты образца, содержащего золото, с чертой эталонного образца на пробирном или лидийском камне. По современной методике из пробы изготовляется шихта с содержанием свинца, которая затем плавится. Получается свинцовый слиток, в который перешло золото из пробы. На следующем этапе в специальном тигле свинец отделяют от благородных металлов и образуется серебряный королек с содержанием золота. Наконец, этот серебряный королек разваривают, то есть растворяют в азотной кислоте при нагреве, разделяя золото и серебро. Золотую крупинку, или корточку, взвешивают на высокоточных весах, проводят пробу и по ее итогам вычисляют отношение золота к весу пробы.
Вот таким методом анализ содержания золота в различных породах и углях проводил Амурский научный центр ДВО РАН.
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева использовал совершенно другие методы: инструментальный нейтронный активационный анализ и рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения. Первый из них состоит в облучении образца нейтронами и измерения гамма-излучения образовавшихся в образце радиоактивных изотопов. Метод работает на очень малых весах и не разрушает образец. Второй метод — это разновидность рентгеновской спектроскопии. Этот метод может определять самые разные элементы, работает на очень малых весах, до 0,5 мг, и может определять концентрацию 1 частица на 1.000.000. Правда, образец должен быть очень тонким, не более 1 мм.
Ну так что: метод Аристотеля против новейших физических методов? Что получилось в итоге.
С научной точки зрения все методы должны были дать почти одинаковые данные. Но на деле, как показано в статье к.т.н. В.М. Кузьминых, результаты резко разнились.
По углю метод нейтронного облучения — 0,11 грамм на тонну, метод рентгеновской спектроскопии — 29,2 миллиграмм на тонну, пробирный метод — 5,3 грамм на тонну.
Кузьминых отмечает, что столь значительная разница, скорее всего, связана с тем, что применяемые методы не учитывают или слабо учитывают свойства углерода, который поглощает как нейтронное изучение, так и рентгеновское. Вообще-то графит использовался в реакторах в качестве поглотителя. Соответственно, в образце угля, углерод будет поглощать и ослаблять инициирующее нейтронное излучение, и будет поглощать и ослаблять гамма-излучение образовавшихся радиоактивных изотопов, в том числе и золота, которое имеет 37 изотопов, из которых только один стабильный. При таких условиях результат будет сильно занижен.
Что касается метода рентгеновской спектроскопии, то, помимо поглощения углеродом рентгеновского излучения, нужен очень тонкий образец, который вряд ли выражает все содержание золота в угле, распределенного крайне неравномерно.
То есть, эти методы не годятся.
Золото можно извлечь
В ходе исследования также было выявлено, что в угле, по крайней мере, буром, золото образует с органическими молекулами, в частности, с гуминовыми кислотами, золотоорганические соединения. Иными словами, золото сначала растворяется в гуминовых кислотах, которые могут образовывать прочные соединения с ионами металлов, а затем превращается в водорастворимую форму.
Было выявлено поразительное явление, что золото может попросту испариться из образца угля. Всего за семь суток при исходном содержании 2,7 граммов на тонну, в образце осталось лишь 0,012 граммов на тонну. Золотоорганические соединения весьма летучие и могут испаряться даже из водных растворов.
Амурский научный центр ДВО РАН разработал свой метод извлечения золота из угля путем обработки его перегретым паром, который затем передается в сосуд с охлаждаемой водой, в который добавлен активированный уголь, абсорбирующий золотоорганические соединения.
Все это физико-химическое введение требуется вот для какой мысли. Если золото может из угля переходить в водорастворимую форму, то оно содержится в воде, имеющейся в угольном пласте, шахте или отходящей после обогащения угля, например, углемойки.
Скажем, если ведется добыча объемом в 2,5 млн тонн угля в год, то при содержании 2,7 граммов на тонну в этом объеме угля содержится 6750 кг золота. Паровой экстракцией удавалось извлечь 40%, то есть можно извлечь порядка 2680 кг золота. Однако, в силу того, что в карьерах и шахтах есть вода, которая длительно контактировала с углем, следовало бы обратить внимание на ее. При длительном контакте даже холодная вода растворяет в себе вещества ничуть не хуже, чем кипяток. Следовательно, в шахтных, карьерных или шламовых водах может быть много растворенного золота, которое можно извлечь.
При том, что проведенные Амурским научным центром ДВО РАН пробы показывают весьма высокое содержание золота в угле, 2-5 грамм на тонну, бывали пробы даже на 10-20 и даже до 40 грамм на тонну, извлечение золота из угля становится экономически интересным предприятием. Это обстоятельство может оказать существенное влияние на экономическое развитие целого ряда угольных месторождений и даже целых угольных бассейнов. Например, повышенное содержание золота было установлено для углей Минусинского угольного бассейна.
Если получится научиться добывать золото из угля, то пусть хоть уголь совсем прекратят покупать — все равно прожить можно.
