Всяка вода съдържа малко количество златни йони, които на теория могат да бъдат изолирани и събрани в повече или по-малко завършен блок. Това е много трудно да се направи. Бактерията, която канадските микробиолози изучават обаче, знае един природен трик, който й позволява буквално да живее върху парчета благороден метал.
Златните йони присъстват в морската вода, чешмяната вода, канализацията и минните отпадъци. Те са само няколко частици на трилион. Те лесно реагират с различни химикали, което ги прави доста трудни за превръщане в стабилната форма, характерна за слитъците, които светят с красива жълта светлина.
Въпреки това, бактерията Delftia acidovoransзнае как да превърне отделните йони в късчета. За тази цел микроорганизмът използва делфтибактин ( делфтибактин) - вещество, което кара златото да се утаи от разтвора. По този начин бактериите създават безопасни условия за живот за себе си (йоните вече не застрашават техните клетки) и приятен златен дом, за който мнозина могат само да мечтаят.
В статия, публикувана в списание Nature Chemical Biology, учени от университета Макмастър съобщават, че са успели да определят кои гени са отговорни за процесите на производство на злато и за първи път изолират т. нар. делфтибактин. Ако изследователите получат това вещество в достатъчни количества, те може да успеят да изпълнят мечтата на много древни алхимици - да превърнат водата в злато.
Тук обаче си струва да се отбележи, че ще ви трябва много вода. В допълнение, веществото, създадено от бактерии, не по-малко лесно извлича железни йони от водата. Това означава, че биолозите могат да получат късчета желязо, смесени със злато.
Както и да е, постижението на канадските учени може да се използва за пречистване на отпадъчни води, които, както е известно, съдържат почти цялата периодична таблица, и за изолиране на златото от минните отпадъци. Делфтибактин може също да бъде полезен при създаването на катализатори от златни частици, които са необходими за ускоряване на много химични реакции.
Нека добавим, че друг вид бактерии се подозират, че освобождават злато от водата, сега се изследват от микробиолози от университета в Аделаида. Представители на вида Cupriavidus metalliduransУчените откриха златни късове в биофилми, които бяха намерени на няколко хиляди километра един от друг. Тези микроорганизми натрупват инертни златни наночастици в клетките си, като също така се освобождават от опасното злато, разтворено в околната вода.
Процес на амалгамиране и оборудване за извличане от морска водазлато в метална форма е предложено още през 1903 г.
Предварително филтрираната морска вода се изпомпва през тръба до дъното на коничен съд с форма на фуния, съдържащ живак и разделен на много секции с перфорирани листове (фиг. 92). След като влезе в контакт с живака, възходящият поток от вода беше прекаран през сито, за да улови финия живак от пемза, след това през перфорирани контактни листове и накрая през шлюз за амалгамиране, разположен в горната част на апарата и предназначен да улови напълно амалгамирано злато от потока. Амалгамата се обработва по общоприети методи (изстискване, оголване и стапяне).
Подобно оборудване е предложено от Ritter1 и се различава по това, че тънкият живак и златото, което съдържа, преминавайки през мрежата, се улавят в гофрирано устройство.
Йонна флотация
Както е отбелязано по-горе (виж глава IV), йонната флотация се основава на способността на някои хетерополярни съединения да взаимодействат с йони на тежки метали и по-специално злато, за да образуват плаващо неразтворимо съединение. Най-известната работа в тази насока е във връзка с морската вода на Себа (Южна Африка) 189 Дж.
Сорбция
Въглеродсъдържащите материали бяха тествани като един от първите сорбенти за извличане на злато от морска вода. Така в началото на 20 век Паркър установява, че вискозните въглеродсъдържащи материали като асфалт, битум, минерална смола и други имат афинитет към свободното злато. На тази основа Паркър предлага улавяне на фино диспергирано (или така нареченото плаващо) злато от морска вода чрез селективно фиксиране върху твърди вискозни легла, съдържащи въглерод, отложени върху пръти и ленти, монтирани в потока. Осигуряването на непрекъснат контакт на прясна вода с вискозния материал трябва да се осъществява чрез действието на приливите и отливите на морето.
Повечето изследователи обаче смятат, че сред въглеродсъдържащите сорбенти активният въглен е най-интересен за сорбцията на злато от морска вода.
Пионерите в тази посока - немските изследователи Нагел и Баур (1912-1913), предложиха използването на кокс, дървени въглища и животински въглен и някои други адсорбенти за сорбция на злато от морска вода. В експериментите морската вода, след предварително избистряне с помощта на пясъчен филтър (за отстраняване на суспендирания материал и желатинови микроорганизми), преминава през филтърен слой от кокс, въглища или друг въглероден материал, като се използва методът на свободно просмукване или възходяща филтрация (фиг. 93). Обогатеният адсорбент периодично се отстранява и се стопява.
За да се намалят разходите за изпомпване на морска вода, се предлага да се използват перфорирани контейнери с адсорбиращо легло на борда на кораба или крайбрежни резервоари с фалшиво дъно и слой адсорбент, покрит с телена или тъканна мрежа, напълнен от действието на приливите .
Успоредно с използването на класически адсорбент (активен въглен) бяха проведени изследвания с неорганични сорбенти със силно развита повърхност, като прясно утаени хидроксиди (алуминий, желязо, силикагел), коагулирана хидроцелулоза и др. В този случай, беше предложено да се използват крайбрежни вани или специални стойки, пълни с неорганичен сорбент и изцяло покрити с двоен слой влакна текстилен материал. Стойките се потапят в морска вода в продължение на седмици, а често и месеци, след което се излагат на цианидни разтвори за извличане на адсорбираното злато. Позлатените стойки са използвани многократно.
При изследване на възможни методи за сорбция беше установено, че колоидното метално злато за предпочитане се възстановява в този процес. Следователно беше естествено да се търси сорбент, който едновременно да редуцира халогенното злато до метално състояние и да създаде прясно формирана активна повърхност. След като изследва широка гама от такива възможни сорбенти, Паркър стига до извода, че за най-пълно извличане на злато от морска вода е за предпочитане железен сулфат, чийто оптимален разход е 2 kg/t вода.
Впоследствие Parker получи отделен патент2 за хардуерния дизайн на адсорбционния метод, използващ железен сулфит.
Комбинацията от процесите на редукция на халид и адсорбция на колоидно злато се наблюдава и в предложенията на други изследователи. По този начин Бард препоръчва обработка на морска вода със сулфитна течност (отпадъчен продукт от производството на целулоза) като редуциращ агент, последвано от смесването й със смес от фино смлени въглища и пулверизиран метал (например мед, желязо и др.) 3. седимент, съдържащ благородни метали, първо е изгорен (за отстраняване на въглерод) и след това претопен, събирайки злато в съпътстващия метал.
Подобна цел (намаляване на халогенидното злато и пълно улавяне на колоидно злато) е преследвана от Глазунов и неговите сътрудници (Париж, 1928 г.), предлагайки използването на сулфиди, и по-специално пирити, като адсорбент за злато, разтворено в морска вода .
Тази идея е практически реализирана едва през 1953 г. от Уолтърс и Стилман, които поемат по свой оригинален път. Според тяхното предложение сулфидната руда е била натрупана зад бетонна стена, изградена близо до долната линия на прилива и извита към брега. При прилив рудата беше потопена от вода, а при отлив водата проникна през рудата. Този цикъл се повтаря много пъти. След известно време разложената сулфидна утайка, съдържаща адсорбирано злато, се отстранява при отлив и се стопява. Изобретателите отбелязват, че утаяването на злато от сулфиди се улеснява, когато морската вода е изложена на радиоактивни елементи.
Стоукс по-късно показа, че различни естествени и изкуствени сулфидни материали могат да бъдат използвани за утаяване на злато от морска вода, като антимоновият сулфид е много ефективен.
За да се интензифицира процесът на сорбция на злато от сулфиди, като същевременно се елиминират разходите за изпомпване на морска вода, Герник и Стоукс предложиха специален апарат, наречен в литературата „капан за антимон-сулфид“ (тъй като беше замислен за използване като адсорбент, антимонов сулфид ) или „система за приливна енергия“. Този апарат е направен под формата на обърната U-образна тръба, в едното коляно на която има разширение, в което между решетките е поставен адсорбент (активен въглен или сулфиди). Морската вода тече през тази тръба под въздействието на приливно течение или по време на движение на съд, към който е прикрепен описаният апарат.
През последните 10-15 години се появиха редица патенти, които подобряват сорбционното извличане на злато от морска вода с помощта на метални сулфиди 2. Най- оригинална идеяи оборудване в тази посока са очертани от американския изследовател Норис 3.
Последното му изобретение се основава на използването на прясно утаени колоиди от метален сулфид, адсорбирани върху повърхността на устойчиви органични, синтетични или естествени влакна. Типичен пример за синтезирани органични влакна са полимеризираните акрилонитрилни или винилцианидни влакна. От естествените влакна най-подходящи са влакната от рами (китайска коприва). Такива влакна, ако се потопят в рядка колоидна суспензия (например прясно утаен цинков сулфид, приготвен чрез смесване на разредени разтвори на цинков хлорид и натриев сулфид при стойност на рН приблизително 6,0), активно ще адсорбират значителна част от частиците на колоидния сулфид и здраво ги задържат на повърхността им.
Когато сорбционните влакна, приготвени по този начин, влязат в контакт с лоши златосъдържащи разтвори (например морска вода), йоните на благородните метали се адсорбират. Те могат да бъдат отстранени от влакната чрез третиране с нагрети разредени разтвори на натриев цианид с малко добавяне на водороден пероксид или натриев хипохлорит с малко добавяне на солна киселина. След като адсорбираните йони се елуират, влакната могат да бъдат измити и използвани многократно след предварителна обработка със суспензия от цинков сулфид. В допълнение към цинковия сулфид, в този процес могат да се използват железни, манганови, медни, никелови и оловни сулфиди.
Дългосрочните изследвания на Norris са установили, че някои окисляващи газове, които често са разтворени в повечето морски води, могат да повлияят неблагоприятно на използваните колектори и адсорбционни влакна. Тези газове включват кислород, азот и въглероден диоксид. Следователно, за да се постигне най-голям ефект, предложеното устройство трябва да има средство за непрекъснато отстраняване на такива газове от течащата морска вода, преди тя да влезе в контакт със събирателната структура на влакната.Освен това, поради сравнително малкия брой метални йони, които са събрани в една нормална операция, както и сложността на обработката и обработката на масата на влакната, препоръчително е всички операции да се извършват непрекъснато и автоматично. Всички тези фактори бяха взети предвид в апарата, предложен от Норис (фиг. 94).
От особен интерес за изследователите е използването на естествени и изкуствени йонообменници за извличане на злато и сребро от морска вода.
Приоритет в тази посока принадлежи на Брук, който през 1953 г. предлага използването на железни и манганови зеолити за извличане на сребро от морска вода
По-късно, през 1964 г., Байер и колегите му (Германия) създават така наречените хелатни йонообменни смоли, способни да извличат до 100% ценни метали от морската вода.
От най-новите разработки, посветени на използването на твърди йонообменници за извличане на злато от морска вода, най-интересно е изследването на група експериментатори от Guff Research and Development Company (САЩ).
За събиране на благородни метали се предлага да се използва водонеразтворим етиленов полимер, съдържащ висящи карбоксилатни или амидни групи. Един от най-добрите начиниполучаване на посочения полимер - осапунване на съполимер на етилен алкил акрилат или синтезиране на съполимер на етилен и естер на киселинни групи, включително малеинова, фумарова и таконова киселини. Производството на такива сорбенти е описано подробно в патента.
При достигане на достатъчна степен на натоварване на полимерния филм, сорбираното злато може да бъде извлечено чрез топене от пепел след изгаряне на полимера или утаено от разтвори от разтваряне на полимери в сода каустик (сода каустик).
Начините за използване на естествени и изкуствени йонообменници са основно същите като сорбентите, обсъдени по-горе, а именно: инсталиране в поток от морска вода, филтриране през легло във вана, зареждане на порести контейнери.
Меро предложи напълно нов начин за използване на изкуствени йонообменници - прилагането им върху корпуса на кораб, извършващ своето търговско пътуване. При пристигане в пристанището на местоназначението йонообменната смола може да бъде извадена от кораба и обработена. Обработката на смола се състои от промиване с киселини и специални елементи, последвано от електролиза на елуата, съдържащ скъпоценни метали. Регенерираните смоли могат да се използват многократно.
Най-икономичното предложение е използването на специални устройства, разположени в трюма на кораба и запълнени с йонообменни смоли. Тук се предвижда, че движението напред на съда кара морската вода да тече непрекъснато през съда с йонообменника. Този съд трябва да има площ на напречното сечение от около 9,5-10 m2, дължина 3 m и да съдържа около 28 m3 смола. Максималната скорост на потока на морската вода по време на сорбция върху смолата трябва да бъде -0,8 m3 през 1 m2 повърхност на минута (0,8 m/min).
При този дебит през сорбционното устройство ще преминават -12 500 тона морска вода на ден. Дори когато се държи във вода
1 mg!t злато на ден ще даде 12,5 g злато. За една година непрекъснато плаване могат да бъдат адсорбирани около 4,5 кг злато на стойност около 5000 долара.
Циментиране
Една от малкото информации за практическото приложение на метода за циментиране на злато от морска вода се отнася до патентования в САЩ метод на Паркър. Никеловият прах е предложен като циментов метал. Чрез редукция, заместване и адсорбция златото, присъстващо както в халогенна, така и в елементарна форма, може да бъде изолирано от морската вода.
При извършване на циментиране чрез смесване на никелов прах с морска вода е възможно да се постигне съдържание на злато от 15 до 20% от теглото. Зареденият никелов прах се изважда от ваната и се стопява.
За да се утаи злато от много бедни морски води, Сниминг предложи да се използва повишеният афинитет на златото към телур. Установено е, че най-целесъобразно е отлагането да се извършва с аморфен телур със силно развита реакционна повърхност. Такъв циментов агент се получава чрез третиране на разтворима телурова сол със серен диоксид. Морската вода се филтрира през фиксиран слой от аморфен телур. За да се извлече отложеното злато, обогатената маса се нагрява, за да се сублимира телур (с последващото му улавяне), а остатъкът се разтопява в злато.
Въпреки факта, че сега са известни най-малко 60 елемента, разтворени в морска вода, само четири се извличат в промишлен мащаб. Това са натрий, хлор (готварска сол), магнезий и някои негови съединения, както и бром. Като страничен продукт по време на производствения процес готварска солили при извличане на магнезий се извличат определени калциеви и калиеви съединения. Обикновено тези продукти се получават или чрез екстракция от морска вода, или чрез обработка на водорасли, които концентрират калций и калий. Трябва да се отбележи обаче, че промишленото извличане на изброените елементи директно от морска вода все още не е развито. Правени са многобройни опити за извличане на други минерални съединения от морска вода, но комерсиалното извличане е неуспешно. Също така са патентовани много методи за извличане на готварска сол, магнезий и неговите съединения, бром, йод, калий, калциев сулфат, злато и сребро от морска вода (Baudin, 1916; Cernik, 1926; Niccali, 1925; S. O. Petterson, 1928; Vienne , 1949).
Добив на готварска сол
Систематичното извличане на сол от морска вода започва в Китай много по-рано от 2200 г. пр.н.е. д. В продължение на векове много народи са зависими от морето като източник на сол (Armstrong, Miall, 1946). И сега солта, извлечена от морската вода чрез просто изпарение от слънчевите лъчи, заема значителен дял в общия баланс на потреблението на сол в страни като Китай, Индия, Япония, Турция и Филипините. Всяка година в света се произвеждат около 6 милиона тона сол. Обикновено производството на сол чрез изпаряване от морска вода изисква горещ климат със сухи ветрове. Въпреки това, в допълнение към близостта на морето и горещия климат, трябва да бъдат изпълнени редица други условия: ниска пропускливост на почвата на изпарителните басейни, наличието на обширни ниски площи, разположени под морското равнище или наводнени от морски приливи , ниски валежи през месеците на активно изпарение, липсата на разреждащо влияние на речните сладки води и накрая, поради ниската цена на добива на сол - наличието на евтини превозни средства или близостта на пазарите за продажба.
Около 5% от цялата консумирана сол в Съединените щати се произвежда чрез изпаряване, предимно в района на залива на Сан Франциско, където риболовът започва през 1852 г. Фигура 5 показва изкуствени изпарителни басейни близо до южния край на залива Сан Франциско. Тук с обща площ от около 80 кв. мили "Leslie Salt Company" произвежда годишно приблизително 1,2 милиона тона сол. Подобни солници се намират и в горните течения на заливите Нюпорт и Сан Диего в Южна Калифорния; годишната им производителност е 100 хиляди тона (Emery, 1960). Освобождаването на морска вода в изпарителните басейни близо до залива на Сан Франциско се извършва по време на периоди на висока вода през шлюзовете в язовира, който предпазва басейна от морето. Морската вода се задържа тук, докато значителна част от нея се изпари и съдържащите се в нея соли се утаят.
Ориз. 6. Механични стъргалки се използват за отстраняване на горния слой кристализирала сол. Докато настъпи жътвата на солта, дебелината на соления слой обикновено достига 4-6 инча.
Калциевият сулфат е един от първите, които кристализират от разтвор. След като солите на калциевия сулфат се утаят на дъното, останалият солен разтвор се прехвърля внимателно в басейна на клетката, където поради изпаряване разтворът се сгъстява допълнително, докато натриевият хлорид започне да се утаява. Изпаряването на солевия разтвор продължава, докато достигне специфично тегло от около 1,28, т.е. докато започне добавянето на магнезиеви соли. На този етап саламурата се нарича горчива саламура. Саламурата се отстранява от езерото с клетки и се транспортира до други инсталации, където от нея се получават различни магнезиеви съединения, бром и други соли. След отстраняване на саламура, прясна саламура отново се излива в басейна на клетката и целият цикъл на производство на натриев хлорид се повтаря. До 1 август на дъното на тези басейни се е натрупал слой натриев хлорид с дебелина 4-6 инча. Солта се взема с помощта на механични скрепери и товарачи (фиг. 6); след това солта се измива от различни примеси с морска вода и се съхранява под формата на големи конусовидни могили (фиг. 7). Солта, използвана за промишлени цели, в повечето случаи не се пречиства допълнително. Той обаче се пречиства допълнително, ако е предназначен за консумация от населението. Съдържанието на NaCl в рафинирания продукт надхвърля 99,9%. Цената на солта, получена чрез свободно изпаряване на морска вода под въздействието на слънцето, варира в САЩ от $10 за 1 тон суров продукт в близост до мястото на добив до $150 за тон пречистена и пакетирана готварска сол.
Процедурата за извличане на сол от морска вода е приблизително еднаква в целия свят, но в редица страни евтината работна ръка позволява да се промени този процес.
В страни с друг климат, като Швеция и Съветския съюз, солта се получава чрез замразяване на морска вода. Ледът от саламура, състоящ се от почти чиста вода, се филтрира от остатъчната саламура, която след това се подлага на серия от последователни операции, за да се замрази, преди концентрацията на остатъчните части да стане достатъчно висока, за да започне изпаряването до сухо под въздействието на изкуствени топлина (Armstrong, Miall, 1946).
Останалият след отделянето на натриевия хлорид концентриран солен разтвор се подлага на допълнителна специална обработка с цел извличане на съдържащите се в него съединения. По този начин добавянето на калциев хлорид към разтвор предизвиква утаяване на калциев сулфат (гипс), който след това се продава. При по-нататъшно концентриране на саламурата се утаяват магнезиеви, калиеви и други соли. В крайните етапи на процеса магнезиевият хлорид и бромът се извличат от остатъчния разтвор.
Извличане на бром от морска вода
Бромът може да се счита за почти морски елемент, тъй като океанът съдържа 99% от общото съдържание на бром в земната кора (виж Таблица 2). Бромът е открит през 1825 г. от френския изследовател A. J. Balard в концентрирани разтвори, получени след утаяване на сол от водата на солените блата близо до Монпелие. По-късно бромът е открит в находища на поташ в Страсфурт и в саламура от сондажни кладенци в Мичиган, Охайо и Западна Вирджиния. Бромът е изолиран за първи път от морска вода през 1926 г. в Калифорния по време на обработката на основни саламура, получени по време на извличането на сол в резервоари за изкуствено изпаряване. Индустриалното потребление на бром беше сравнително ограничено преди производството на двигатели с вътрешно горене с висока компресия, така че търсенето на пазара беше задоволено от количества, получени от солеви разтвори и солни находища. Но тогава ситуацията се промени драматично. Етилен дибромидът беше добавен към антидетонационния бензин, съдържащ добавка тетраетил олово, за да се предотврати отлагането на олово по стените на цилиндрите, клапаните, буталата и запалителните свещи. При такава повишена нужда от бром, саламурите, изпомпвани от сондажи, се оказаха недостатъчни. Производството на бром като страничен продукт при производството на сол също не задоволява търсенето. Имаше спешна нужда от друг източник на бром.
В обширно търсене на допълнителни източници на бром Ethyl Corporation разработи процес за директно утаяване на бром директно от морска вода, която не е била предварително концентрирана. Според тази схема бромът се утаява под формата на неразтворимо съединение - трибромоанилин - когато морската вода се третира с анилин и хлор. За да се избегне хидролизата на хлора, морската вода първо се подкислява със сярна киселина. По-късно този процес беше разширен до индустриален мащаб. Инсталацията е инсталирана на кораб, който след това е превърнат в инсталация за възстановяване на бром. Работейки 25 дни в месеца, такава плаваща инсталация произвежда около 75 хиляди паунда бром. През същия период заводът изразходва реагенти: 250 тона концентрирана сярна киселина, 25 тона анилин, 66 тона хлор, складирани между горната и долната палуба. Ефективността на извличане на бром от морска вода, която съдържа само 0,1 lb на тон, е приблизително 70%. На кораба са взети защитни мерки, за да се избегне разреждането на морската вода от отпадъчни води, изхвърлени след завършване на процеса. По-късно беше установено, че за предотвратяване на смесването могат успешно да се използват крайбрежните морски течения, които съществуват край много брегове. В момента се смята, че от техническа гледна точка процесът на извличане на бром на борда на плаваща инсталация е решен успешно, но работата в открито море със силно корозивни реагенти е много по-трудна, отколкото на сушата.
Изборът на място за изграждане на инсталация за екстракция на бром трябва да се направи с особено внимание. В този случай е необходимо предварително да се изключи възможността за разреждане на морската вода, консумирана от централата, с валежи, отпадъчни води, както и вода, от която вече е извлечен бром. Освен това морската вода трябва да има висока и постоянна соленост, относително висока температура и не трябва да бъде замърсена с органични отпадъци, които губят хлор. Такова място, което отговаря на всички горепосочени изисквания, е намерено близо до Cure Beach (Северна Каролина). Тук Ethyl Dow Chemical Company построи завод с капацитет 3 хиляди тона бром годишно. През 1938 г. капацитетът на това предприятие е увеличен до 20 хиляди тона бром годишно (Shigley, 1951).
Друг завод от този тип е построен близо до Фрийпорт, където условията за извличане на бром от морска вода отговарят на всички технологични изисквания в по-голяма степен, отколкото в района на Кюр Бийч. Проектният капацитет на този завод е 15 хиляди тона бром годишно. През 1943 г. там е построен друг завод със същия капацитет. Предприятието близо до Cure Beach е затворено в края на Втората световна война. По този начин заводите във Фрийпорт в момента произвеждат около 80% от количеството бром, консумирано годишно от Съединените щати. На фиг. Фигура 8 показва блок-схема на процеса на екстракция на бром на Ethyl Dow Chemical Company.
В завода на Cure Beach, съгласно предварително разработена технология, смес от морска вода с киселина и хлор беше излята в горната част на тухлена кула с дървени решетки, вградени в нея. Бромът, разтворен в морска вода, се редуцира от хлор до относително летлив елементарен бром и киселината, присъстваща в сместа, предотвратява хидролизата на хлора. Докато сместа от морска вода и бром се оттичаше от върха на кулата, въздухът се издухваше отдолу нагоре. Преминаващият въздух извежда свободния бром от морската вода и го пренася в абсорбционна кула, пълна с калцинирана сода, след което безбромната морска вода се изхвърля обратно в морето. Разтвор на калцинирана сода, наситен с бром, се третира със сярна киселина, за да се превърнат натриевите бромати и бромиди в свободен бром. След това сместа се изпомпва в изпарителна колона, където бромът се дестилира и отново се кондензира в стъклени или керамични съдове. По-нататъшното пречистване на брома чрез дестилация направи възможно в крайна сметка да се получи продукт със съдържание на бром до 99,7%.
През 1937 г. този процес е леко модифициран. По този начин, по време на първоначалната дестилация на бром, серен диоксид и въздух се използват като трансферни агенти. В резултат на това бромът се освобождава под формата на бромоводородна киселина, което позволява значително да се подобри последващото му пречистване. Въпреки че ефективността на възстановяване на брома и в двата процеса надвишава 90%, директното извличане на бром от морска вода с помощта на серен диоксид сега се използва почти изключително в Съединените щати (Shigley, 1951).
Извличане на магнезий от морска вода
Магнезият е най-лекият метал, използван в строителството. Неговото специфично тегло е 1,74, докато това на алуминия е 2,70, а това на желязото е 7,87. Този метал е най-широко използван в конструкцията на превозни средства. Освен това магнезият се използва като компонент на сплави с алуминий, в системи за анодни и катодни защитни покрития, в импулсни фотолампи и в много други области на техниката. До 1964 г. годишното световно производство на магнезий е около 150 хиляди тона.
Морската вода съдържа приблизително 0,13% магнезий. Въпреки че тази концентрация е само 1/300 от количеството, открито в магнезиевата руда, добивана на сушата, основният източник на този метал за Съединените щати е морската вода. За първи път магнезият е получен от морска вода в Англия (Armstrong, Miall, 1946), но първото голямо предприятие за извличане на магнезий от морска вода е построено близо до Фрийпорт в началото на 1941 г. от Ethyl Dow Chemical Company. До този момент магнезият в Съединените щати се получаваше от солеви разтвори и от залежи на магнезит.
Изборът на място за изграждане на завода в близост до Фрийпорт е продиктуван от следните много благоприятни обстоятелства. Наличието на евтин природен газ позволява той да се използва ефективно за производство на топлинна и електрическа енергия. Географското местоположение на централата позволява отпадните води да се изхвърлят обратно в Мексиканския залив, с изключително малка възможност за разреждане на консумираната морска вода. Много евтина вар може да се получи от варовикови черупки, добити от дъното на Мексиканския залив, само на няколко мили от завода за магнезий. На фиг. Фигура 9 показва блок-схема за екстракция на магнезий в завод близо до Фрийпорт, а една от секциите на този завод е показана на Фиг. 10.
Ориз. 10. Общ изглед на завода за преработка на магнезий в завода на Ethyl Dow Chemical Company, Freeport (Texac). На преден план се виждат уплътнители Dorr, в които се изпомпва смес от морска вода и вар, за да се ускори утаяването на магнезиев хлорид.
Морската вода навлиза в съоръжението със скорост от около 1 милион галона на час през подводните шлюзове на канал, свързан с Мексиканския залив. Предимството на тази система за захранване е, че долните слоеве вода имат значително по-висока соленост от повърхностните води в района на завода. В изкуствения басейн водата непрекъснато се обработва с варно мляко (по-горе беше споменато, че варът се получава чрез калциниране на черупки от стриди). В резултат на реакцията на варното мляко с магнезиевите съединения се образува течна утайка от неразтворим магнезиев хидроксид, подобна на утайка, която след това се изпомпва в утаителни резервоари. Утайката съставлява приблизително 2% от общия обем морска вода, изразходвана в това производство, с други думи, още на първия етап от технологичния процес се извършва 100-кратна концентрация на полезния компонент. Отпадъчните води се заустват в река Брасос, която се влива в Мексиканския залив на значително разстояние от завода.
Филтриран магнезиев хидроксид се разтваря в солна киселина. Полученият разтвор на магнезиев хлорид се концентрира чрез изпаряване, за да се отстранят частично солите, уловени от морската вода. Калцият се утаява като неразтворим сулфат или гипс чрез добавяне на магнезиев сулфат към разтвора, след което разтворът се филтрува отново за отделяне на гипса и другите соли и след това се концентрира чрез изпаряване. Когато концентрацията на магнезиев хлорид достигне приблизително 50% и температурата на разтвора се повиши до приблизително 170°, той се напръсква върху предварително изсушения твърд MgCl2. Разтворителят незабавно се превръща в пара и магнезиевият хлорид се утаява. След това изсушеният твърд остатък се поставя в електролитна камера, където се разлага на метален магнезий и хлорен газ. Хлорът се превръща в солна киселина, която се използва успешно в следващите цикли на процеса. Металният магнезий се изважда от електролитната камера и се оформя на слитъци. Металното им съдържание надхвърля 99,8% (Shigley, 1951).
Цялостното търсене на суров, първичен магнезиев метал в САЩ е задоволено от производството от морска вода от края на Втората световна война. По време на войната правителството на САЩ построява редица фабрики, които използват магнезит, доломит, саламура, изпомпвана от кладенци и морска вода като суровини за производството на магнезий. Въпреки това, до края на войната нито един от тези заводи не може да издържи на конкуренцията с предприятия, извличащи магнезий от морска вода, и това въпреки факта, че правителството гарантира пълни продажби на продуктите на първите заводи, докато предприятията, работещи с морска вода, не имат такива гаранции.
Изборът на място за изграждане на завод за магнезий се определя от по-малко строги изисквания, отколкото за завод, произвеждащ бром от морска вода. Изключение обаче е случаят, когато бромът и магнезият се екстрахират заедно. По този начин, в процеса на извличане на магнезий, температурата на морската вода не е от сериозно значение, а консумацията на суровини е по-малко важна: за производството на 1 фунт елементарен магнезий, само 5% от количествата морска вода, използвани в бром екстракция се консумират. Най-важните фактори, определящи възможността за избор на място за завод, са близостта на източници на евтина вар, гориво и електричество. Ефективността на процеса на извличане на магнезий от морска вода е 85-90%. И въпреки че съвременните технологични възможности позволяват извличането на магнезий от морската вода много по-пълно, това не е икономически изгодно, тъй като се изчислява, че увеличаването на степента на извличане с повече от 90% е придружено от рязко увеличение на капиталовите разходи за всеки процентно увеличение.
Едно от присъщите предимства на този процес е, че ниската цена на суровините може да бъде допълнително намалена, ако тези материали се подават директно в производствената линия чрез изпомпване. Това механизирано захранване позволява да се направи производственият процес до голяма степен непрекъснат и да се инсталират устройства за автоматично управление. Освен това положителна черта на този вид растения е изключителната еднородност на суровините, които консумира.
Магнезиеви съединения
Магнезият под формата на MgO, Mg(OH) 2 и MgCl 2 се използва широко в голямо разнообразие от индустрии. Използва се като огнеупорен материал за вътрешни покрития в пещи за топене, като суровина за фармацевтично производство, изолатори, торове, коприна и хартия и много други. Много компании по света получават магнезиеви съединения от морска вода; По-специално това е характерно за Англия и САЩ. Първото промишлено извличане на магнезиеви съединения от морска вода е извършено като страничен процес от остатъчни саламура при производството на готварска сол (Seaton, 1931; Manning 1936, 1938).
Ориз. 11. Последователност на процеса в завода за магнезий на компанията Kaiser Aluminium Aid Chemical близо до Moss Landing (Калифорния).
Диаграма на процеса за извличане на магнезиеви съединения от морска вода е показана на фиг. 11. Тази технологична схема се използва в своите предприятия от Kaiser Aluminium and Chemical Corporation близо до Moss Landing (Калифорния). Морската вода се смесва с калциниран доломит. Получава се утаяване на магнезиев хидроксид, който след това се утаява в големи концентрационни резервоари. След утаяване магнезиевият хидроксид се възстановява, промива се, за да се отстранят разтворимите примеси, и се филтрува, за да се намали водното съдържание до приблизително 50%. Част от получения по този начин магнезиев хидроксид се продава под формата на хомогенизирана филтърна утайка, оформена като брикети. Тези продукти се използват в производството на хартия и магнезиева изолация. Частта от утайката, останала върху филтъра, след това се калцинира отново, за да се образуват различни степени на MgO, който може да се използва в производството на изкуствена коприна, каучук, изолационни покрития и огнеупорни тухли. На фиг. Фигура 12 показва завода Kaiser за производство на магнезиеви съединения.
Ориз. 12. Завод за извличане на магнезий от морска вода на компанията Kaiser Aluminium and Chemical близо до Мос Лейдинг (Калифорния) (снимка от самолет).
В Съединените щати около 90% от общия обем калциниран магнезиев оксид с каустик и около 50% от огнеупорния магнезий се получава от морска вода или от солен разтвор, изпомпван от кладенци.
Злато от морска вода
Толкова много усилия и разходи са вложени в разработването на методи за извличане на злато от морска вода, че е трудно да се сравни всеки друг елемент в това отношение. Издадени са много патенти по въпроси, свързани с извличането на злато от морска вода, обхващащи както методите, така и оборудването (Bardt, 1927; Baudin, 1916; Bauer, 1912; Cernik, 1926; Bitter, 1938; Stoces, 1925). През 1866 г. член на Френската академия на науките открива наличието на малки количества злато в морската вода. А по-късно, през 1886 г., се съобщава, че съдържанието на злато във водите на Ламанша е до 65 mg на 1 тон вода.
В началото на този век Сванте Арениус посочи, че предишните определения на съдържанието на злато в морската вода са били преувеличени най-малко 10 пъти. Но въпреки това собствените изчисления на Арениус показаха, че минималното съдържание на злато в морската вода не е по-ниско от 6 mg на 1 т. Според тези изчисления около 8 милиарда тона злато се съдържат в Световния океан. Това количество злато е достатъчно, за да направи всеки човек на земята милионер. Но въпреки многобройните патенти и проекти все още не са получени практически осезаеми количества от този метал от морската вода.
В края на Първата световна война брилянтният немски химик и носител на Нобелова награда д-р Фриц Хабер твърди, че военният дълг на Германия може да бъде платен със злато, извлечено от морето. Вярвайки, че концентрацията на злато е 5-10 mg на 1 тон морска вода, Хабер оборудва изследователски кораб с подходящ персонал и оборудване, за да изследва най-високото съдържание на злато в океаните. Въпреки това, за голямо негово огорчение, Хабер установи, че концентрациите на злато рядко надвишават 0,001 mg на тон вода (Haber, 1927). Най-високото съдържание на злато се наблюдава в Южния Атлантик и възлиза на 0,044 mg на 1 т. Дори в залива на Сан Франциско, където текат реките, отводняващи златоносните райони, концентрацията на злато не е много по-висока от средното съдържание на този елемент в откритият океан. След 10 години работа по този проблем Хабер заключава, че извличането на злато от морска вода не е рентабилно. Вече е установено, че оценките на Хабер за съдържанието на злато в морската вода са донякъде неточни, тъй като той очевидно не е взел предвид наличието на злато в химикалите и в реакционните съдове, които е използвал по време на анализите.
Методите за извличане на злато от морска вода се основават на използването на сулфидни частици, които имат висок афинитет към златото. Когато морската вода преминава през тези частици, се смята, че златото се придържа към повърхността на сулфидите. В допълнение, живакът също е предложен като материал за извличане на злато от морска вода.
Въпреки многото опити за извличане на злато от морска вода, има само един известен случай, в който са получени значителни количества от този метал. Във връзка с обширната работа в завода за екстракция на бром в Северна Каролина, Ethyl Dow Chemical Company проучваше извличането на други метали, включително злато. В резултат на обработката на 15 тона морска вода беше възможно да се възстановят 0,09 mg злато, чиято стойност е приблизително $0,0001.Днес това незначително количество представлява цялото злато, което е извлечено от морска вода (Terry, 1964).
Други вещества, извлечени от морска вода
В допълнение към обикновената сол, бром, магнезий и неговите съединения, редица други вещества понякога се извличат от морската вода. Те обикновено са странични продукти от производството на сол или се получават чрез междинно посредничество на определени растения или риби.
Йодът е открит за първи път в пепелта от водорасли през 1811 г. от французина Бернар Куртоа, собственик на фабрика за селитра. В търсене на подходящи суровини за производство на алкали, той решава да използва водорасли за тази цел. Докато почиства реакционните съдове, съдържащи гореща, концентрирана сярна киселина, той забелязва отделянето на лилави пари от пепелта от водорасли. Парите се кондензират по стените на по-хладната част на съда под формата на тъмни металоподобни кристали (Armstrong, Miall, 1946). Установено е, че съдържанието на йод в някои водорасли, по-специално Laminaria, е приблизително 0,5% на въздушно-суха основа. Концентрацията на йод в морската вода е приблизително 0,05 mg/l или около 0,000005%. По този начин в тези видове водорасли има 100 000-кратна концентрация на йод в сравнение със съдържанието му в морската вода.
Скоро след откритието на Куртоа е установено значението на йода за медицината. Започва да се развива интензивна индустрия, главно в Северна Англия, за извличане на йод от водорасли. През 1846 г. в Глазгоу има повече от 12 фабрики, извличащи йод от водорасли. Откриването на йод в чилийски нитратни находища обаче доведе до намаляване на извличането на йод от морските водорасли.
Приблизително по същото време значителни количества калиеви и натриеви соли са извлечени от водорасли. Технологията за този процес по същество не е разработена. Обикновено се извършва просто излугване на водорасли с вода и последващо изпаряване на получения разтвор. Друг много разпространен метод за получаване на соли е изгарянето на морски водорасли и излужването на пепелта с вода. В резултат на тези примитивни процеси йодът се получава под формата на съединения - калиеви или натриеви йодиди, които при смесване със сярна киселина и манганов диоксид се редуцират до елементарен йод.
В историята на използването на водораслите се разграничават три различни периода: а) първият - когато водораслите са били използвани като суровина за производството на алкали, б) вторият - когато са били използвани за извличане на йод и в) третият - когато поташът е бил извлечен от водорасли. Всеки период обаче завършва със създаването на по-модерни методи за получаване на тези продукти от по-евтини суровини, добивани на сушата. В момента водораслите се използват като суровина за производството на натриев алгинат, органично съединение, използвано като желатинообразуващ и емулсиообразуващ агент в производството на храни. По крайбрежието на Южна Калифорния са разположени големи предприятия, които преработват водорасли като суровина за производството на въпросните химични съединения. В много части на света, особено на изток, морските водорасли се използват широко като храна. В някои крайбрежни страни се използват като торове.
Извличане на минерални съединения при обезсоляване на морска вода
През последните години се обръща внимание на Специално вниманиепроблемът с обезсоляването на морската вода. По правило концентрацията на соли в отпадъчните води в този случай е многократно по-висока от съдържанието на тези соли в изходната морска вода. В хода на работата по извличането на минерални съединения от такива саламура бяха получени много обнадеждаващи резултати. Това се отнася до намаляване на разходите за изпомпване на водата, постъпваща в преработвателното предприятие с относително висока температурасаламура и приблизително 4 пъти по-висока концентрация.
Ако процесът на обезсоляване на морската вода се окаже рентабилен, количеството минерални съединения, които могат да бъдат извлечени от отпадъчните води, ще бъде в пъти по-голямо от очакваните изисквания. Да приемем например, че през следващите няколко десетилетия населението на крайбрежните региони ще достигне приблизително 100 милиона души, които ще използват средно 100 хиляди галона вода на глава от населението годишно за битови и промишлени цели. Тази норма на потребление може в крайна сметка да достигне приблизително 1013 галона, или 10 кубични метра. мили, вода на година. Ако този обем вода идва от океана и ефективността на извличане на прясна вода е 25%, 6,4 милиарда тона натриев хлорид, 240 милиона тона магнезий, 160 милиона тона сяра, 800 хиляди тона бор, 2 хиляди тона алуминий, 400 тона манган, 560 тона мед, 560 тона уран, 2 хиляди тона молибден, 40 тона сребро и около 1 тон злато. Ще приемем, че е икономически изгодно да се добиват само 10% от тези количества и че населението, за което е извършено обезсоляването на морската вода, е в състояние да консумира тези минерални компоненти. Тогава, въз основа на статистическите данни, представени в табл. 3, можем да заключим, че скоростта на извличане на молибден, бор и бром ще съответства на тяхното потребление, докато производството на други минерални съединения значително ще надвиши необходимостта от тези вещества. Разбира се, не е необходимо да се извличат всички соли. Препоръчително е да се набавят само тези соли, които се продават. Във всеки случай, поради технически трудности, е малко вероятно в момента да се извършва промишлено извличане на елемент, чиято концентрация в морската вода е по-ниска от бора. Следните съображения обаче заслужават внимание. Ако беше възможно да се извлекат уран и торий от морска вода, тогава използването на тези елементи в реактори от размножителен тип би осигурило топлинната енергия, необходима за работата на инсталации за преобразуване за производство на прясна вода.
| елемент | Годишен продукти, т |
Производство на глава от населението население с общ числото му е 108 души, т/год |
Модерен консумация в САЩ на глава от населението население, т/година |
Поведение производство за консумация |
| NaCl | 64*10 8 | 64 | 0,145 | 440 |
| Магнезий | 2,4*10 8 | 2,4 | 25*10 -4 | 10000 |
| Сяра | 1,6*10 8 | 1,6 | 0,033 | 50 |
| калий | 68*10 6 | 0,68 | 0,010 | 68 |
| Бром | 1,2*10 6 | 0,012 | 4,7*10 -4 | 25 |
| Бор | 0,8*10 6 | 0,008 | 5,5*10 -4 | 15 |
| Алуминий | 2000 | 2*10 -5 | 0,013 | 0,001 |
| Манган | 400 | 4*10 -6 | 0,0033 | 0,001 |
| Мед | 560 | 7*10 -6 | 0,0067 | 0,001 |
| Уран | 560 | 5*10 -6 | 1,4*10 -4 | 0,04 |
| Молибден | 2000 | 2*10 -5 | 8,3*10 -5 | 24 |
| Сребро | 40 | 6*10 -7 | 3,0*10 -5 | 0,02 |
| никел | 400 | 4*10 -6 | 0,001 | 0,004 |
| злато | 1 | 2*10 -9 | 5,0*10 -6 | 0,0004 |
Понастоящем са конструирани големи ядрени реактори, които могат да осигурят топлинна и електрическа енергия за инсталации за преобразуване на обезсолени води (Hammond, 1962 г.) Изчислено е, че цената на производството на прясна вода е приблизително $0,15 на 1000 галона, което се сравнява благоприятно с цената на консумираната вода в градското земеделие или за напояване в някои райони. Една голяма реакторна инсталация може да произвежда около 109 галона прясна вода дневно; това количество трябва да е достатъчно за задоволяване на битовите и икономическите нужди на град с население от 4 милиона или за напояване на култури с площ от 500 квадратни метра. мили. Трудно е обаче да се очаква, че такива инсталации ще се превърнат в сериозни източници на прясна вода през следващите няколко десетилетия. Предположението за бъдещото потребление на минерални компоненти на морската вода и естеството на промените в цените и други разходи също е недостатъчно обосновано. С други думи, статистическите изчисления, поставени в таблицата. 3 имат само теоретична стойност.
През 1866 г. член на Френската академия на науките открива наличието на малки количества злато в морската вода. А по-късно, през 1886 г., се съобщава, че съдържанието на злато във водите на Ламанша е до 65 mg на 1 тон вода.
Известният шведски учен Арениус оцени това количество на 8 милиарда тона злато. Мнозина знаеха за това приказно съкровище, за златото, присъстващо под формата на малки примеси в морската вода. Идеята беше много атрактивна - това злато просто да се извади от морето, а не да се извлича с труд, както обикновено.
В началото на века в Англия и САЩ са правени опити за добив на злато от морето в индустриален мащаб. През 1908 г. акционерно дружество под ръководството на Уилям Рамзи се опитва да реши този проблем. Скоро изобилстват патенти за извличане на злато от морска вода. Нямаше новини за успех. Всички опити бяха блокирани в зародиш поради много ниското съдържание на злато, както и наличието на множество съпътстващи соли. Нямаше индустриален метод, който да позволи отделянето на златото от съпътстващите го вещества, тоест обогатяването и извличането му.
Физикохимикът Хабер, който беше успял да превърне азота от въздуха в амоняк, сега искаше да се осмели да се опита да извлече злато от морето.
В началото на 1920 г. Хабер съобщава това на най-близките си сътрудници. В пълна тайна се подготвяха това велико начинание, за което останалият свят не трябваше да знае. Повече от три години до лятото на 1923 г. Хабер и колегите му прекарват, за да разберат най-належащите проблеми: да определят аналитично точно концентрацията на злато в моретата и да потвърдят тези данни статистически. Съдържанието на злато се оказа невероятно ниско. 50 години по-рано, през 1872 г., англичанинът Зонт за първи път анализира морската вода от залива на остров Ман и открива там максимум 60 mg злато на тон, тоест на кубичен метър. Други изследователи смятат, че тази стойност е надценена. Данните варират от 2 до 65 mg. Очевидно те зависят от това къде в Световния океан са взети пробите.
Не по-малко усилия отне и разработването на метод за количествено определяне на златото. За тази цел Хабер предложи микроаналитичен метод, който за първи път направи възможно улавянето на много малки количества злато. Той използва способността на малки количества олово, утаено от разтвора като сулфид, да увлече по време на утаяването цялото злато, съдържащо се в морската вода. След отделяне на утайката, тя е възстановена и претопена в оловно мънисто, което съдържа злато и може би сребро. Оловото се отстранява чрез калциниране и микроостатъкът се слива с боракс. В стопилката остана златно зрънце, чийто размер вече можеше да се определи под микроскоп. От обема на топката и известната плътност на златото се определя неговата маса.
Този процес на анализ също би послужил като основа за производствен вариант за извличане на злато от морска вода. Хабер си представи морската вода първо да премине през груб предфилтър и след това, след добавяне на утаител, да се засмуче през фин пясъчен филтър. Всички тези и следващите операции трябваше да се извършват в открито море.
След три години работа по проблема със златото Хабер повярва в работата си: ако се доверите на неговите анализи, океанската вода съдържа средно от 5 до 10 mg злато на кубичен метър. Беше необходимо корабните компании по линията Хамбург-Америка да бъдат актуализирани: ще бъде ли печеливш процесът на добив на злато, ако огромни количества вода трябва да се обработват на кораби? Резултатите бяха обнадеждаващи: добивът на няколко милиграма злато на тон морска вода би покрил производствените разходи, а 1 или 2 милиграма над това би било печелившо. Беше договорено изпълнението на проекта да бъде финансирано от концерни като Silver and Gold Isolation Enterprise във Франкфурт на Майн и Metals Bank. Габер можеше да създаде своя собствена плаваща експериментална лаборатория.Той искаше систематично да пътува из Световния океан, за да изследва къде има най-много злато.
На реконструираната канонерска лодка Meteor, от която остана само корпусът и която беше превърната в „океанографски изследователски кораб“, търсачите на злато отидоха в морето през април 1925 г. Те трябваше да се върнат от пътуването си в началото на юни 1927 г. Обикаляйки напред-назад между бреговете на Америка и Африка, експедицията взе над 5000 водни проби, които бяха изпратени в специални запечатани съдове до института в Берлин-Далем. Още няколкостотин проби са взети от други кораби от залива на Сан Франциско и от бреговете на Гренландия и Исландия.
През май 1926 г. в доклада „Злато в морска вода“ Фриц Хабер за първи път разкрива тайната и съобщава за шансовете за получаване на злато от морска вода. Равносметката, която представи, беше опустошителна: „ Няма да има злато».
Резултатите от първите тестове се оказаха... неверни. Промъкнаха се методологични грешки, които не бяха открити веднага, което доведе до надценено съдържание на злато. Имаше твърде много вяра в изкуството на класическия химичен анализ. В началото също нямаше умения за разделяне на микро количества злато и сребро, което доведе до отделянето на злато, съдържащо сребро.
На професор Хабер му отне много време да открие най-значимите източници на грешки и да ги отстрани. В крайна сметка, с помощта на подобрен метод, той може надеждно да определи дори една милионна част от милиграма (10 -9 g) злато. Възможността за внасяне на микро количества злато отвън изобщо не беше взета предвид. Златото под формата на следи присъства навсякъде: в реактиви, съдове, съдове. Това са малки количества, но те са достатъчни, за да изкривят резултата от микроанализа и да доведат до нереално високи стойности.
В резултат на това, вместо 5-10 mg злато на кубичен метър морска вода, Haber намери само една хилядна част: средно от 0,005 до 0,01 mg. Само край бреговете на Гренландия съдържанието на злато се увеличи до приблизително 0,05 mg/m 3 . Въпреки това, злато с тази концентрация може да се намери само във вода, получена след разтопяването на пакетния лед. Хабер също изследва златоносния Рейн; той взе предвид факта, че преди сто години земята на Баден добиваше злато от мините на тази река за сечене на своите монети. Хабер открива средно 0,005 mg злато на кубичен метър вода. От икономическа и производствена гледна точка златото от Рейн също не представлява нищо привлекателно. Разбира се, почти 200 кг злато, разтворено в повече от 63 милиарда кубически метра вода, изплува с водата на Рейн всяка година. Злато в концентрации (1-3) * 10 -12, тоест 3 части злато на 1 000 000 000 000 части речна вода. Хабер не вижда възможността за рентабилна обработка на такива малки следи от злато. Разочарованият учен смята, че може би някъде в океана има пространства, в които са открити благородни метали в концентрации, благоприятни за промишлената им употреба. Габер се примири: „ Отказвам да търся съмнителна игла в купа сено».
Въпреки многото опити за извличане на злато от морска вода, има само един известен случай, в който са получени значителни количества от този метал. Във връзка със завода за екстракция на бром в Северна Каролина бяха проведени изследвания за извличане на други метали, включително злато. В резултат на обработката на 15 тона морска вода беше възможно да се извлекат 0,09 mg злато, чиято стойност е приблизително $0,0001.Днес тази незначителна сума представлява цялото злато, извлечено от морската вода.
златно находище добив на живак
Н. В. Перцов, 3. П. Улберг, Л. Г. Ярочко, П. И. Гвоедяк, С 3 1 ю4М лЯ
„Ж Тумански (7л) Кандидат
Институт по колоидна химия и химия на водата (5Y) МЕТОД ЗА ИЗВЛЕЧВАНЕ НА ЗЛАТО ОТ ВОДА
Изобретението се отнася до колоидната химия и може да се използва за пречистване на водни дисперсии и отпадъчни води от суспендирани вещества, включително високо диспергирано злато, в златодобивната и бижутерийната промишленост и други предприятия от цветната металургия.
Известен е метод за извличане на злато от скала с помощта на бактерии, който се състои в това, че те прехвърлят златото в разтвор, от който то се отстранява чрез йонообменен метод O).
Микроорганизмите обаче извличат златото, намиращо се в скална частица, като същевременно се култивират върху повърхността й, при липсата на която използването им за извличане например на колоидно злато от разтвор не води до ефект.Последицата от това е невъзможността за използване на метода за много разредени разтвори. Методът също е много специфичен, сложен и отнема много време.
Известен е и метод за третиране на отпадъчни и промивни води, който се състои в филтрирането им през йонообменни колони, който се основава на процеса на фиксиране на метални йони или метални съединения в йонна форма, най-често динка, мед или по-скъпи, като злато, с частици йонообменник (2).
Това обаче не задържа силно диспергирани метални частици, вкл. злато, чиято дисперсия е 200-300А. Когато разтвор, съдържащ злато в йонно състояние с концентрация 0,03 r/ë (под формата на дицианурат) и колоидно злато 0,03 g/l, преминава през йонообменник, златото в йонно състояние под 0,001 g/ l остава в разтвора, докато съдържанието на колоидно злато се променя с 10-12F. При изплакване
3 и отпадъчни води от фабрики за бижута и други индустрии остават до
15 mg/l колоидно злато, което не може да бъде отстранено със съществуващите методи. Йонообменната технология изисква етап на регенерация, който включва консумацията на значително количество соли, киселини и основи, както и крайния продукт - чиста вода. Процентът на възстановяване на колоидното злато е 10-143, а на йонното злато
Целта на изобретението е да се увеличи степента на извличане на златото от вода.
Тази цел се постига чрез въвеждане на дрожди от рода Saccharomyces или Candida във вода, съдържаща злато в колоидно състояние. или Rodotoru1a, или бактерии Escher i chi, сместа се държи за предпочитане 5-45 минути, дисперсната фаза се отделя и златото се възстановява. За предпочитане е въвеждането на микроорганизми в количество от 106-10 клетки/ml на 1 mg/ml злато.
Методът се изпълнява по следния начин: 30
Те използват култури, които са добре познати и използвани в технологията на микроорганизмите - дрожди Sa ccha romyces или Candida, или Rodotorula, или
Ешерихия от 11.
Културите от дрожди се отглеждат в продължение на 24 часа върху пивна агар, а бактериалните култури се отглеждат върху месо-пептонен агар, измит с физиологичен разтвор (10 4mol/l NaC
b" 8 на нефелометър FZK-56, кювета 3.055 и светлинен филтър 6 се въвеждат във воден разтвор на злато с концентрация 0.030.24 mg/ml, инкубиран за
5-45 минути, след което дисперсната фаза се отделя чрез центрофугиране или електрозадържане и златото се възстановява, например чрез изгаряне на получената маса. Златното съдържание се определя от. UV спектрофотометър, използващ калибровъчна крива.
Оптималното време варира за различни видовемикроорганизми, например за Saccharomyces vini u Candida ,util!s 15 min, Rodotorulà glutinis—
30 мин. и за бактерии Escherichia
coli - 45 минути, освен това способността на микроорганизмите да се агрегират със злато зависи от възрастта на културата ° Например, за 4-дневна култура, необходимото време за контакт се увеличава в сравнение с 2-дневна култура.
Пример 1. Към 50 ml отпадъчни води от бижутерски завод, съдържащи колоидно злато с концентрация
0,03 mg/ml добавете 50.ml суспензия от култура на Saccharomyces vini с концентрация 3 ° 10 клетки/ml. Време за контакт 30 мин. Получената маса се центрофугира за 5 минути при
5000 об/мин, отделяне на водата. Съдържанието на злато в последния е
0,001 mg/ml. В същото време извличат
1,40 кг злато.
Пример 2. Към 50 ml водна дисперсия, съдържаща 0,24 mg/ml колоидно злато, се добавят 50 ml суспензия от култура на Saccharomyces vlni с концентрация 3,108 клетки/ml Времето за контакт е 45 минути Суспензията се прекарва през електрическа задържаща клетка, която се състои от централна работна камера и две електродни камери, отделени от работната камера с целофанови мембрани.
Централната камера на клетката е пълна с гранулиран силикагел. В работната камера се създава електрическо поле от 50 V/cm при скорост на потока 1,5 ml/min. Според
С помощта на UV спектрофотометър се получава пълно извличане (задържане върху силикагел) на диспергирано злато. Таблицата представя сравнителни данни за степента на извличане на златото от вода по предложените и известни методи.
Методът дава възможност за почти пълно извличане на високодисперсно злато от водни разтвори и отпадъчни води (98-993).
Използването на предложения метод само върху едно бижутерско влакно ще ви позволи да получите очаквания икономически ефект от 50-60 хиляди рубли. годишно, 948897
S C5 a c5 b- o
I5 x bx o x
C1 o k o o.
CP CD CD o o o
° ° m m m a s i
U o s () x s s
LA sq o o o o o
° ° o o a o
SL CA o o o o bb\ SS\ o o o o o ю
O O m o o o
Съставител Г. Лебедева
Редактор М. Товтин Технически редактор М. Наги Коректор Г. Решетник
Заповед 5688/1
Тираж 981 Подписан
ВНИИПИ Държавен комитетСССР за изобретения и открития
113035, Москва, N-35, Raushskaya насип, 4/5 клон на PPP "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4
Формулата на изобретението се въвежда във вода в количество от 10 10 клетки/ml на 1 mg/ml злато.
1. Метод за извличане на злато от вода 3. Метод съгласно претенции. 1 и 2, за течности, характеризиращи се с това, че за да се повиши степента на екстракция от микроорганизми, водата се поддържа в течение, като предварително се вкарва във водата - 5-45 минути. дрожди от рода Saccharomyces, или Sap- Източници на информация, dida, или Rodotorula, или бактерии, взети под внимание по време на изследването