Содержание золота в морской вод
В среднем соотношение золота и серебра в земной коре составляет от 1 до 15 миллиграммов на тонну земли. Поскольку плотность земной коры составляет 2,7 тонны на куб.м, в ней находится 25 миллиардов тонн золота и 375 миллиардов тонн серебра. Тем не менее, такие концентрации слишком малы для экономически выгодной добычи.
Добыча драгоценных металлов может быть прибыльной только в том случае, если золото и серебро находятся в высокообогащенной форме, что встречается крайне редко. Распределение драгоценных металлов в земной коре, особенно их массовое скопление в отложениях, долгое время было большой загадкой для ученых. Только постепенно удалось понять, что в течение миллиардов лет Земля неоднократно подвергалась серьезным геологическим изменениям из-за ледниковых периодов, вулканизма и тектонических движений континентальных плит. Экстремальное давление, высокие температуры и определенные химические и термические условия оказали влияние на концентрацию драгоценных металлов.
Большая часть скоплений золота и серебра в земной коре имеет гидротермальное происхождение. Для образования рудных месторождений особенно важным было сочетание расходящихся и сходящихся движений в границах тектонических плит и соответствующей вулканической активности, в которых магма, а вместе с ней и содержащимися в ней элементами, обеспечила подъем магматических расплавов. В результате элементы, которые ранее находились глубоко в земной мантии, переносились к поверхности, кристаллизовались и накапливались. Залежи золота и серебра, накапливающиеся в земной коре таким образом, называются первичными. Поскольку серебро с меньшей вероятностью образует соединения с другими металлами, чем золото, его можно легче обнаружить в обогащенной форме ближе к поверхности. Кроме того, серебро легче растворяется и имеет меньшую плотность, что способствует геотермальному переносу из более глубоких слоев и хранению в более высоких слоях земной коры.
Элементарные драгоценные металлы очень стабильны, но могут легко растворяться при определенных условиях, особенно серебро. Золото, с другой стороны, транспортируется водой в нерастворенном виде. Из-за более низкой скорости потока на внутренних краях излучин рек, могут образовываться обогащенные золотом песковые отложения. Такие отложения называются вторичными.
Ниже перечислены некоторые из наиболее важных месторождений золота и серебра, дифференцированные в соответствии с процессом их формирования:
Мезотермические отложения
Связаны с процессами горообразования и были созданы тектоническими сдвигами плит в океанической коре в течении трех миллиардов лет. Такие месторождения можно найти в Африке, Бразилии, Северной Канаде, Сибири и Западной Австралии.
Эпитермальные отложения
Произошли из магматогенных гидротермальных жидкостей, которые транспортировали содержащиеся в них руды в приповерхностные вулканические проходы. Месторождение такого типа находится в Неваде США (Comstock Lode). Это одно из крупнейших месторождений серебра, когда-либо найденных в природе. Также месторождения серебра в Мексике; свинца, серебра и цинка в Канаде и США; олова, серебра и висмута в Боливии. Такие отложения могут образовываться в достаточно короткие промежутки времени, иногда всего за 50 тысяч лет, например на Лихирских островах в Папуа-Новой Гвинее.
Ископаемые отложения
Эти вторичные отложения были созданы около двух миллиардов лет назад, когда осадки и гравий оседали в русле реки. В результате их выветривания, накопились относительно устойчивые к атмосферным воздействиям драгоценные металлы. Доля серебра в ископаемых отложениях низка, поскольку во время транспортировки оно легко растворяется.
Молодые отложения
Если золото попадает в реки, то его частицы могут откладываться в местах, где вода не обладает достаточно сильной скоростью потока. Золото постепенно отделяется от других минералов. Золотой песок и мелкие крупинки почти всегда встречаются вблизи крупных месторождений первичного золота. В редких случаях могут образовываться крупные фрагменты золота, так называемые самородки.
Нахождение драгоценных металлов в воде
Вода также содержит золото и серебро в растворенном виде. Содержание серебра в пресной воде значительно выше, чем в соленой. Драгоценные металлы, растворенные в океанах, распределяются относительно равномерно по всей массе воды. В среднем, один кубический километр морской воды содержит 10 кг золота и 1,2 кг серебра. При общем объеме морской воды около 1,5 млрд. куб км получается, что в воде содержится около 15 млн. тонн золота и 1,8 млн. тонн серебра.
Извлечение золота и серебра из морской воды
Экономически извлечение золота и серебра из морской воды едва ли возможно из-за крайне низких концентраций.
Использование другого источника добычи драгоценных металлов в океанах более реалистично. В конце 1970-х годов на восточно-тихоокеанском хребте, расположенном в нескольких тысячах метров ниже уровня моря, были обнаружены так называемые гидротермальные жерла. В основном в местах стыковки континентальных плит. Они работают по следующему принципу: холодная морская вода проникает глубоко в недра земли через щели на морском дне и нагревается там в результате вулканической активности. Вода, нагретая до нескольких сотен градусов, затем поднимается обратно к морскому дну вместе с растворенными минералами и охлаждается. Поскольку вода непрерывно циркулирует таким образом, со временем образуются отложения, которые содержат золото, серебро или другие металлы в зависимости от состава магматической породы.
Источник
Можно ли добыть золото из морской воды?
Следы золота в мировом океане уже более 100 лет пленяют амбициозные умы. Люди изобретают способы извлечения драгоценного металла из моря. Ради золота многие из тех, кто стремился разбогатеть во времена Калифорнийской золотой лихорадки, преодолели тысячи километров пешком. Но что, если для добычи самородка сегодня подойдет любая береговая линия или даже слив вашей раковины?
В 1872 году британский химик Эдвард Сонштадт обнаружил скудные следы золота в морской воде. На тот момент ученые уже знали о серебре, меди и свинце, спрятанных в мировом океане, но ничего столь ценного, как золото, отыскать еще не успели. Сонштадт предположил, что можно извлечь блестящие богатства из морей. По его оценкам, на тонну морской воды приходилось около 65 мг золота.
Сегодня некоторые эксперты утверждают, что использование морской воды может стать более привлекательной альтернативой нынешним методам добычи золота. В будущем возможна глубоководная добыча — схема сбора металлов, которые выбрасываются из гидротермальных источников и накапливаются на морском дне. Ожидается, что добыча полезных ископаемых в нейтральных водах начнется в 2025 году. Международный орган по морскому дну заключил уже более 30 контрактов на разведку глубоководных месторождений полезных ископаемых. Однако эксперты утверждают, что это нанесет непоправимый ущерб океаническим экосистемам, которые и так восстанавливаются с большим трудом.
К сожалению, расчеты Сонштадта были чересчур щедрыми. Исследование 1990 года показало, что на каждые 100 млн тонн воды в Атлантическом и Тихом океанах приходится всего около 1 грамма растворенного золота. При таких низких концентрациях извлечение его с помощью доступных сегодня технологий, вероятно, не окупится.
Вот только история показывает, что это совсем не останавливает исследователей, мятежных изобретателей и даже мошенников.
Как на добыче золота из океана пытались нажиться мошенники?
Одним летом 1896 года пастор из Массачусетса Прескотт Форд Джернеган заболел брюшным тифом. Выздоравливая, он утверждал, что его лихорадочная мечта превратить морскую воду в золото — совсем не мечта, а реальность. Так и родилась злополучная афера.
Джернеган объединился с другом детства Чарльзом Фишером, обученным дайвером, чтобы привлечь инвесторов для своего изобретения. Стоя на пирсе, Джернеган опустил в воду оцинкованное ведро, наполненное ртутью. В тот момент он утверждал, что активировал батарею, которая обеспечивала электрический ток, необходимый для извлечения золота. Однако инвесторы не знали, что некий Фишер уже ушел под воду, заменив первоначальную ртуть ранее купленным золотом.
«В водах Лонг-Айленд-Саунд достаточно золота, чтобы погасить государственный долг и оставить в казне больший золотой запас, чем тот, которым до сих пор располагало правительство», — писал Джернеган в брошюре о новой компании Electrolytic Marine Salts Company. К 1898 году она собрала почти 1 миллион долларов, изготовила серию цинковых ведер на уединенной мельнице и наняла более сотни ничего не подозревающих сотрудников.
Все развалилось, когда товарищ по заговору почувствовал себя обманутым в своей доле богатства и выложил все, что ему было известно о мошенничестве, в одной известной газете. К тому времени, когда инвесторы начали расследование, оба мошенника благополучно сбежали.
Как добыть золото с помощью губки?
В 2018 году швейцарские химики вывели материал, способный захватить золото. Их молекулярная «губка» — полимер, наполненный порами, — притягивает 90-99% ионов золота в воде и уменьшает их до блестящих самородков всего за несколько минут.
Материал можно использовать не только в океане. Он также отделяет золото от пресной воды, электронных отходов и даже отстоя сточных вод. Чтобы извлечь металл из полимера, химики нагрели и обработали его соляной кислотой. Полученный продукт оказался золотом с самой высокой пробой (23,9 карата), когда-либо зарегистрированной для металла, добытого подобным способом.
Новый стартап ученых стремится сделать металлургическую промышленность более устойчивой, помогая ювелирным и электронным компаниям извлекать часть золота, которое ежегодно теряется в потоках отходов во время производства на сумму около 3,5 млрд долларов.
Какие бактерии захватывают золотые молекулы?
В последние годы множество исследований определило крошечную палочковидную бактерию как идеального кандидата для извлечения золота из морской воды. Впервые Delftia acidovorans обнаружили в почве в Нидерландах. Однако недавно ее отыскали в университетских сливах раковин и душевых.
Избранные места обитания обычно токсичны из-за высоких концентраций тяжелых металлов, но оказалось, что в них бактерия процветает, поскольку выделяет пептид, который нейтрализует заряженные ионы. В результате ионы золота превращаются в наночастицы, которые со временем накапливаются в трещинах и щелях в виде самородков.
Однако не спешите бежать в ванную на поиски золота. Сделать это собственными руками почти невозможно, более того, непрактично даже на промышленном уровне.
По правде говоря, мы все еще далеки от рентабельной добычи золота из морской воды. Но сей блестящий металл захватывает человеческое воображение на протяжении тысячелетий, и наша одержимость вряд ли поколеблется в ближайшее время.
Анастасия Дегтярева
Источник