Получение золота из угля

Первые сведения о том, в угле есть золото, получили американские исследователи XIX века. Скорее всего, промышленники восприняли информацию скептически, к тому же в эпоху «золотой» лихорадки их взор был устремлён в сторону доступных методов добычи. А «алхимическая теория» на тот момент находилась, мягко говоря, в зачаточном состоянии.

Вплоть до конца прошлого столетия изучением вопроса никто всерьёз не занимался. Только в современную эпоху учёные начали искать способы извлечения драгоценного металла.

Не во всяком угле есть золото

Уголь — есть не что иное, как смесь веществ с разного рода примесями. В составе полезного ископаемого нередко встречаются вкрапления металлов, включая золото.

Нетрадиционный источник золота требует к себе аналогичного подхода. Во-первых, неизвестно, сколько в угле может содержаться драгметалла. И во-вторых, стоит ли пытаться его извлечь, ведь если уголь хранит в себе критически низкие «объёмы» золота, его получение не будет рентабельным.

Большой вклад в решение задачи внесли российские учёные. Многолетние исследования проводились в Амурском научном центре ДВО РАН, Новосибирском Институте геологии и минералогии СО РАН, Томском политехническом университете и других научных центрах.

Преграды возникли на самом начальном этапе работы. Выяснилось, что по прошествии времени из угля золото «улетучивается». И чем дольше полезное ископаемое «застаивается» в лаборатории, тем больше из него успевает высвободиться золотоорганических соединений.

В первую очередь, скорость отделения металлических частиц зависит от сорта угля, затем подключаются другие факторы. Процесс улетучивания ускоряется, если топливо складируется на открытом воздухе, особенно — в виде мелких кусков. Ещё быстрее золотые вкрапления высвобождаются из нагретого или смоченного водой материала.

Если подытожить, уголь далеко «не первой свежести» фактически теряет свою золотоносность. Поэтому определение содержания драгметалла должно производиться в свежих пробах, и только при соблюдении определённых условий его хранения.

Российские учёные проанализировали массу проб, взятых с разных угольных месторождений, и определили, что золотые включения присутствуют не во всех пробах.

Только в части угленосных участков концентрация драгметалла оказалась достаточно высокой для эффективного извлечения. На некоторых месторождениях в угле обнаружилось содержание золота 0,5 г/т. Были выявлены и угольные пласты с содержанием 2-3 г/т – то есть, стоимость золота потенциально могла превысить стоимость самого угля.

Однако «классификацию» золотоносности месторождений в разных регионах должным образом унифицировать не вышло. Дело в том, что для определения содержания золота научные центры прибегали к разным методам. Показатели, к которым приходили учёные, имели серьёзные расхождения — на 2-3 порядка.

Тем не менее, многолетние труды доказали потенциал нового направления углехимии. Осталось лишь понять, каким способом получать благородный металл.

Разработка амурских учёных

Учёные Амурского научного центра Дальневосточного округа РАН с 2000 года начали искать оптимальный метод извлечения золота из угля.

Изначально в качестве «подопытного» использовалась угольная зола. Нетрадиционная «добыча» драгметалла могла превратить отходы в источник прибыли. Вместе с тем, решение позволило бы снизить негативное влияние на окружающую среду от сжигания топлива угольными ТЭЦ, а также избавиться от огромных объёмов золошлаков.

Сначала в АНЦ ДВО РАН попробовали получать золото даже не из золы, а из дымовых газов. Технология была запатентована в 2009 году: учёные смастерили экспериментальную установку с электропечью для сжигания угля, смесителем, парогенератором, дымососом и холодильником для сбора конденсата.

Но на практике вышло так, что процент извлечения конденсата с помощью комплекса оборудования получается слишком низким. Более того, установки в промышленных масштабах производят огромное количество дыма. Для его переработки потребовались бы огромные площади — гораздо большие, чем площади, занимаемые угольными ТЭЦ.

Первый проект оказался непригодным для внедрения на реальных котельных, но учёные не остановили и продолжили искать пути решения задачи. Далее было попытка применить технологию водного выщелачивания золота с использованием фульвовых кислот. Опять же, испытания показали, что для извлечения драгметалла требуются большие объёмы рабочих растворов, и для промышленных масштабов этот метод тоже не подходит.

Последняя разработка Амурского научного центра ДВО РАН — установка для извлечения золота уже не из угольной золы, а из угля. Процесс выделения драгметалла происходит под воздействием перегретого водяного пара.

Оборудование работает следующим образом: водяной пар пропускается через слой мелко раздробленных частиц угля, затем перемещается в специальный сосуд с охлаждаемой водой, в которой добавлен высокоактивный активированный уголь.

Золотые частицы осаждаются активированным углём и таким образом остаются в сосуде. Полученный концентрат готов для передачи на золотоизвлекательные фабрики на дальнейшую обработку.