Extraction de l'argent de l'eau de mer. Nikolai Leonidovich Egin - inventeur et innovateur

mot magique, qui réalise les rêves, n'existe pas seulement dans les contes de fées. Cela semble simple : l'or. À la base, il s’agit d’un métal jaune ordinaire, d’où son nom. La question de savoir comment extraire l'or intéressait les gens il y a 7 000 ans, à l'époque néolithique lointaine. C’est alors qu’il a commencé à gagner une popularité incroyable en raison de sa couleur, associée au soleil et au pouvoir conféré par les dieux. De nos jours, peu de gens l'associent aux habitants du ciel, mais en tant que symbole de pouvoir et de richesse, l'or non seulement n'a pas perdu son sens, mais est également devenu la norme de l'indépendance économique et, avec elle, politique de tous les pays.

L'or dans la nature

Il est important de savoir non seulement comment extraire l’or, mais aussi d’où il vient sur notre planète. La réponse à cette question vous aide à comprendre où chercher ce métal tant convoité. Les scientifiques suggèrent que l'or se forme lors de l'explosion d'étoiles à neutrons, lorsque des tonnes de poussière contenant de l'or, ainsi que d'autres métaux, sont projetées dans l'espace. Par la suite, la poussière se concentre, formant des systèmes stellaires et des planètes. Il en était de même pour notre Terre. Désormais, la majeure partie de l’or se trouve dans son intérieur en fusion et est projetée « goutte à goutte » à la surface avec la lave. C'est pourquoi les veines aurifères, où l'or peut être extrait relativement facilement, sont principalement situées dans des lieux de processus post-magmatiques et hydrothermaux. D'autres roches ignées, plus légères, sont emportées avec le temps et l'or reste dans les placers. La même chose se produit avec l’or apporté sur Terre par les météorites. On le trouve sous forme pure (pépites d'or), ou dans certains minéraux, par exemple les sulfures, les arséniures et 15 autres.

Propriétés de l'or

Avant de vous expliquer comment extraire l’or et à partir de quoi, faisons connaissance avec ses propriétés. Ces connaissances vous aideront à ne pas perdre un seul milligramme de métal précieux lors de l’extraction. Alors, quelles sont les propriétés de l’or ?

1. C'est très dense et lourd. Une boule dorée d'un diamètre de seulement 5 cm pèse un kilo entier ! Cette propriété est utilisée dans la principale méthode d'extraction - le lavage.
2. Il est très plastique, mou et donc malléable. L'or peut être utilisé pour fabriquer des fils aussi épais qu'un cheveu humain et des plaques translucides plus fines que du papier. Cela permet de l'utiliser même dans les cartes SIM !
3. Il peut fondre et bouillir, cependant, les températures doivent être assez importantes. Important : sous sa forme fondue, même sans attendre qu'il bout, l'or peut rapidement s'évaporer.
4. Il est exceptionnellement inerte, c'est-à-dire pratiquement insoluble dans les acides (uniquement dans l'eau régale et quelques autres solvants).

Toutes ces propriétés de l'or sont utilisées dans les méthodes d'extraction tant dans la nature qu'à la maison.

Où est extrait l’or ?

Il existe plusieurs pays dans le monde auxquels la nature a donné des gisements d'or. Il s’agit de la Chine (leader dans l’exploitation de l’or), de l’Australie, de la Russie, du Canada, des États-Unis, de l’Afrique du Sud, de l’Ouzbékistan autrefois soviétique, du Pérou, du Brésil, du Mexique, du Chili, de l’Indonésie, du Ghana et de la Nouvelle-Guinée. L'extraction de l'or est également pratiquée dans d'autres pays, mais en trop petites quantités. Notre pays se classe troisième après l’Australie et la Chine. Citoyens russes, sans aucun doute, s'intéresse à l'endroit où l'or est extrait en Russie. Nous avons 37 entreprises engagées dans ce secteur. Le leader parmi eux est Polyus Gold. Près de 95 % du volume total d'or se trouve en Extrême-Orient, dans les régions de l'Amour, de Krasnoïarsk, de Magadan, d'Irkoutsk, de Tchoukotka, du territoire de Khabarovsk, de Yakoutie (Sakha), de Bouriatie, de Transbaïkalie, de Tcheliabinsk et de Sverdlovsk. Dans le même temps, la production maximale est réalisée dans le territoire de Krasnoïarsk et la dynamique maximale de son augmentation est observée dans les régions de Sverdlovsk et de Magadan et à Chukotka. Mais en Transbaïkalie, on extrait de moins en moins d’or. Parmi les mines et gisements figurent Kupol, Kyuchussky, Maysky, Karalveemsky, Vorontsovsky, Eldorado, Devil's Trough, Sukhoi Log et d'autres.

Fusion

Il s'agit de l'une des méthodes d'extraction de l'or les plus anciennes et les plus nocives, officiellement interdite en Russie, mais utilisée dans d'autres pays par nos orpailleurs artisanaux. Cela implique l’utilisation de mercure. Comment extraire l’or par fusion ? Pour ce faire, du mercure est ajouté dans un plateau en plastique ou en verre contenant du sable et des fractions très fines d'or. Elle ne dissoudra pas le métal tant convoité, mais l'attirera dans ses couilles. Pour faciliter le processus, vous devez retourner le plateau, permettant au mercure de rouler sur toute la surface du sable. Les perles de mercure contenant de l'or sont appelées amalgame. Il est collecté, séparé du sable et soumis soit à un traitement à l'acide chlorhydrique, dans lequel le mercure se dissoudra mais pas l'or, soit par évaporation du mercure sur un feu. Cela peut être fait dans une simple poêle à frire. Dans l'acide, l'or débarrassé du mercure se dépose en flocons au fond, après quoi il est soigneusement lavé. Si vous ne voulez pas perdre de mercure, vous devez tremper un morceau de papier d’aluminium dans l’acide. Cette technique simple permet au mercure de précipiter. Vous pouvez extraire l'or de l'amalgame en le filtrant simplement à travers du daim ou une bâche, mais dans ce cas, il y a toujours une perte importante de métal coûteux.

Rinçage

Il s’agit de la méthode la plus ancienne et la plus respectueuse de l’environnement, basée sur la haute densité de l’or. Le rinçage est utilisé à la fois dans l'exploitation minière industrielle et dans l'exploitation minière individuelle des gisements de placers. Elle consiste à laver les roches avec de l'eau. Dans ce cas, toutes les particules légères sont éliminées et les particules lourdes, dont l'or, restent au fond du plateau. L'inconvénient de cette méthode est que les particules d'or trop petites sont éliminées par l'eau, ce qui réduit considérablement sa production. Certains se demandent s’il est possible pour les particuliers d’extraire de l’or. Oui, vous pouvez. La Russie a adopté une loi autorisant les prospecteurs à travailler dans de petits gisements et dans des veines aurifères épuisées. Pour ce faire, vous devez acheter une licence valable 5 ans.

Cyanuration

Cette méthode la moins exigeante en main d’œuvre est basée sur la dissolution de l’or dans l’acide cyanhydrique. Comment extraire l’or par cyanuration ? Il faut broyer la roche qui contient le métal noble, la verser dans un bac étanche, et la remplir d'acide cyanhydrique, notamment de cyanure de sodium. Il commencera à s’infiltrer à travers la roche, dissolvant ainsi l’or. La solution obtenue est versée dans un récipient séparé. L'or qu'il contient est précipité, par exemple, avec de la poussière de zinc, et l'acide cyanhydrique est réintroduit dans le procédé.

Flottation

Cette méthode ne peut pas être qualifiée d’extraction d’or pur, mais elle enrichit considérablement les roches et facilite la suite du processus. « Flotte », « flotter » en traduction, est ce qui maintient à flot. Il s'avère qu'il y a des roches qui se mouillent bien et se déposent au fond, et il y a celles qui ne se mouillent pas, mais ne sont enveloppées que de particules de liquide, comme des bulles d'air, et grâce à cela elles « flottent » sur le surface. C'est la flottation. Il est utilisé pour extraire l’or des sulfures, de l’or-pyrite, de l’or-cuivre et de certains autres minéraux. Le minerai est broyé, rempli d'eau et d'huile (par exemple du pin) et mélangé. Les particules d'or flottent à la surface. Dans l'industrie, au lieu du pétrole, ils peuvent utiliser de l'air passé à travers un mélange d'eau et de minerai broyé, ainsi que d'autres réactifs. Une purification plus poussée de l'or est le plus souvent réalisée par cyanuration.

Comment extraire de l'or à la maison

Les méthodes d’extraction industrielle de l’or sont certes intéressantes, mais pour la plupart des citoyens elles ne sont pas très pratiques. Tout le monde n’a pas les moyens d’aller quelque part en Sibérie, dans des mines abandonnées. Oui, ce n'est pas nécessaire, car vous pouvez devenir prospecteur sans quitter les murs de votre propre appartement. Comment extraire de l’or à la maison ? Il existe plusieurs méthodes. Le plus simple et le plus populaire depuis l’époque de l’Union est l’extraction de métaux précieux des montres et autres produits jaunes. Il s'avère qu'avant, grâce à l'inertie de l'or, c'est-à-dire ses propriétés anti-corrosion, de nombreux objets métalliques en étaient recouverts. Bien sûr, le pourcentage d’or qu’ils contiennent est faible, mais il l’est également dans les roches.

Ainsi, un minerai contenant seulement 5 à 10 grammes d’or par tonne est considéré comme riche. Que faire de votre montre ? Tout d’abord, collectez-en autant que possible. Ensuite, prenez un récipient inerte (verre, plastique), placez-y la montre, remplissez-la d'acide nitrique et attendez qu'elle dissolve tout sauf l'or. La solution obtenue doit être filtrée à travers plusieurs couches de gaze et l'or qui s'y est déposé doit être placé dans de la vodka et laissé au repos pendant une journée. Vous obtiendrez un précipité brunâtre. Ensuite, rincez abondamment le tout à l'eau, filtrez à nouveau et laissez fondre. Pour rendre cette dernière étape efficace, de la soude est ajoutée à l’or fondant. Il ne faut pas oublier que le métal souhaité peut s'évaporer, mais qu'une fois fondu, des impuretés en excès le quittent et il se transforme lui-même en un petit lingot.

L'or des composants radio

L'or est utilisé dans les circuits imprimés et les composants radio en raison de son inertie et de sa faible conductivité électrique. Comment extraire l’or des composants radio et des microcircuits ? L'eau régale (un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique), préparée juste avant le processus, convient pour cela. Ce mélange infernal dissout l’or à température ambiante. Il existe même un exemple historique de dissolution de médailles d’or dans l’eau régale pour les cacher aux nazis. Le processus produit l’ion chloraurate, auquel du sulfure de sodium est ajouté. L'or devrait précipiter. Il est filtré, lavé et fondu en lingot.

Avant de commencer le processus de dissolution, vous devez trier les pièces contenant de l'or des autres. Ensuite, vous devriez essayer de supprimer autant que possible des composants radio « corrects » tout ce qui est inutile. Une attention particulière doit être portée aux pièces métalliques, telles que les capuchons et les pieds. Si possible, ils doivent être collectés avec un aimant. Les planches peuvent être placées dans un mélange d'acide chlorhydrique et de peroxyde d'hydrogène dans un rapport de 2:1.

L'or de l'eau

Incroyable mais vrai : l’or est contenu dans n’importe quelle eau, dont il peut théoriquement également être extrait. A quelle concentration y est-il contenu ? Il s'avère qu'il s'agit d'environ 5 kg par km carré, et dans l'eau de mer, c'est plusieurs fois plus que dans l'eau du robinet. Il existe également une quantité relativement importante d'or dans l'eau de fonte provenant des montagnes et dans les sédiments limoneux, en particulier ceux minéralisés. On estime qu'une tonne de boue de la Mer Rouge contient environ 5 g d'or. La principale façon de l'extraire est la suivante : ajouter de la chaux vive à l'eau, filtrer le précipité, reverser l'eau dans la mer ou la rivière et soumettre les sédiments à un traitement ultérieur, par exemple une cyanuration.

L'or virtuel

Pour tous les joueurs qui s'intéressent au processus d'extraction de l'or, les informaticiens ont mis au point le jeu « Minecraft », dont le but est de devenir un chercheur d'or à succès après avoir réussi des dizaines de tests. Comment obtenir de l'or dans Minecraft ? Vous devez parcourir plusieurs niveaux, « travailler » en tant que mineur, transformer le minerai extrait en lingots et ensuite seulement l'utiliser pour fabriquer, par exemple, une armure de combat. Vous pouvez également rechercher le métal souhaité dans les anciens châteaux et donjons, et « demander autour de vous » aux personnes que vous rencontrez sur les routes difficiles des niveaux passants. Pour les vrais mineurs d'or, cela semble être un plaisir vide de sens, mais le jeu Minecraft a conquis tous les continents à l'exception de l'Antarctique et a rapporté à ses développeurs tellement d'argent que n'importe quel mineur l'envierait.

L'or dans l'eau n'est pas un mythe, mais une réalité qui n'a pas besoin d'être confirmée. Les ions de l'élément 79 du tableau de D.I. Mendeleev sont présents dans le corps humain, ils font partie des plantes et, bien sûr, de l'eau. Le liquide habituel est riche en métal noble, il transporte l'or, transporte ses particules au fond de la rivière, formant des gisements. Cette qualité de l’eau intéresse les prospecteurs du monde entier, qui explorent avec enthousiasme les rivières et les ruisseaux.

Trouver de l'or dans l'eau

Où et comment chercher Au ?

L'or est extrait de l'eau aussi bien en hiver qu'en été. Cet élément peut être trouvé par plusieurs méthodes, et le froid n’arrêtera pas un prospecteur expérimenté. Tout d'abord, vous devez étudier l'algorithme d'actions qui vous aideront à extraire le métal précieux de l'eau.

Alors, que devraient faire ceux qui veulent trouver Au :

• Explorez la région, choisissez un lieu, discutez un peu avec les locaux. Des informations supplémentaires ne seront jamais superflues, c'est pourquoi il vaut la peine d'étudier attentivement la zone, de consulter des cartes et de collecter autant d'informations que possible. Les conversations avec les résidents locaux aideront à déterminer où Au a été trouvé et depuis combien de temps.
• La teneur en or de l’eau peut être agréablement surprenante et même délicieuse, mais vous ne devriez pas plonger sous l’eau pour la trouver. Vous pouvez simplement examiner les roches, étudier les grosses pierres, prélever un échantillon d'eau.
• À l'aide d'un plateau, vous devez prélever un échantillon de sable ou examiner la berge d'une rivière ou d'un ruisseau pour détecter la présence de galets de quartz. Le quartz est le principal satellite de l'or, mais vous pouvez non seulement le rechercher ; la pyrite et l'argent peuvent « accompagner » l'Au.

Comment obtenir de l'or et quels appareils peuvent être utilisés lors de l'extraction de métaux précieux :

• L'eau contient des grains de sable Au, mais ils ne flottent pas avec le courant, mais rampent le long du fond. Au fil des années, les grains de sable se compriment et peuvent se transformer en pépites voire en dépôts. Une mini-drague vous aidera à trouver du métal au fond. Il s'agit d'un appareil qui fonctionne comme un aspirateur. La mini drague aspire le sable et aide à localiser Au. La machine elle-même filtre, lave et sépare l'or des impuretés et de la saleté.
• Un détecteur de métaux est un autre appareil qui permet de détecter les métaux précieux dans une rivière ou un ruisseau. L'appareil est immergé dans l'eau, il peut réagir à l'or et détecter un gisement à faible profondeur. Ils explorent également la zone côtière à l'aide d'un détecteur de métaux.
• Nos ancêtres utilisaient un plateau Au pour se laver. Initialement, les appareils étaient fabriqués à partir de peaux de mouton, mais la technologie a ensuite changé. Les canaux modernes sont utilisés pour travailler sur les rivières de montagne et les ruisseaux à débit rapide. Mais les progrès ne s'arrêtent pas et, malgré le fait que les plateaux modernes soient plus légers et plus pratiques, ils sont principalement utilisés pour prélever des échantillons d'eau.

La présence d'instruments permettra d'accélérer la recherche et d'augmenter les chances de succès. Mais cela ne signifie pas du tout qu'un équipement coûteux garantit à 100 % la détection d'une pépite dans le sol ou l'eau.

De l'or dans le sable

L'obtention de l'or à partir du sable côtier commence par le tester : il suffit de le laver dans un bac et d'examiner s'il contient des grains de métal jaune.

Vous pouvez déterrer plus de sable, le plonger dans des sacs et y verser de l'eau. Le fait est que le sable est beaucoup plus léger que l’or. Le métal noble se déposera immédiatement au fond et sera visible, mais les grains de sable continueront à flotter dans le sac.

Schéma de la localisation possible de l'or dans un réservoir

Vous devez filtrer l'eau avec du sable ; s'il n'y a rien à portée de main qui puisse servir de filtre, le liquide est simplement drainé. Il disparaîtra avec le sable et Au restera au fond du sac.

Le métal précieux est extrait du sable exclusivement en été ; en hiver, les prospecteurs fouillent simplement la zone côtière, examinent les pierres, mais ne lavent pas le sable.

Le plus souvent, le sable est simplement prélevé à des fins d'essai, il est soulevé du fond de la rivière ou creusé près du rivage. L'échantillon permet de déterminer s'il y a de l'Au à l'emplacement sélectionné et quelle quantité il y a à cet emplacement. Si vous parvenez à trouver plus d’un ou deux grains d’or, vous pouvez alors poursuivre votre recherche. Si la quantité de métal jaune est négligeable, les chercheurs se rendent ailleurs.

A quelle profondeur peut-on trouver une pépite ?

1. L'or ne pesant pas plus d'un gramme se trouve le plus souvent sous une couche de sable de 10 à 13 cm, et il n'est pas si difficile de l'obtenir.
2. Si vous soulevez le sol de 15 à 30 cm, vous avez une chance de trouver une pépite pesant plus de 1,5 gramme.
3. Si vous creusez jusqu'au sol qui suit immédiatement le sable, vous pouvez trouver un morceau entier de métal noble pesant plus de 100 grammes.

Cependant, l'extraction de l'or se heurte à certaines difficultés et rien ne garantit que les « fouilles » aboutiront. Pour cette raison, il est recommandé d’étudier la zone et de prélever des échantillons de sol, de sable et d’eau avant de commencer les recherches.

Trouver de l'or dans l'eau de mer

L’extraction du métal précieux de l’eau de mer présente certaines difficultés. On dit que si vous extrayez tout l'or des mers et des océans, son poids s'avérera assez important. Mais aujourd'hui il n'y en a pas façon efficace, qui contribuera à extraire l’Au des eaux des océans et des mers. Mais on espère que les scientifiques réussiront bientôt dans ce domaine.

Les bactéries aideront à extraire l’or de l’eau de mer. On a récemment découvert que les micro-organismes sont capables de détecter des particules métalliques, même s'il n'y a que quelques grains d'Au par billion de mètres cubes d'eau.

Les bactéries précipitent les ions métalliques et les lient ensemble ; cela prend un certain temps aux micro-organismes.

Étant donné que cette méthode d'extraction est encore en cours de recherche, malgré toutes les perspectives, elle peut difficilement être qualifiée d'efficace.

En principe, les spécialistes de nombreux pays se demandent depuis longtemps comment extraire l'or de l'eau de mer. Il existe plusieurs méthodes, mais elles sont toutes considérées comme trop coûteuses et pour cette raison elles ne sont pas utilisées dans l’industrie aurifère.

Bénéfice et perspectives

Quel que soit l’endroit où l’or est extrait, dans l’eau ou sur terre, l’industrie minière de l’or est aujourd’hui considérée comme prometteuse.

Les volumes de production ne cessent de croître, les géologues recherchent de nouveaux gisements et les progrès technologiques ne s'arrêtent pas. L’invention de divers types d’équipements contribue à relancer le développement de gisements jusqu’alors abandonnés et jugés peu prometteurs.

Le métal précieux est caché aux yeux de l’homme dans les couches rocheuses ; une grande partie se trouve au plus profond des entrailles de la terre. L'or ne remonte à la surface que dans les lieux d'activité volcanique. Pour cette raison, l’humanité réfléchit depuis de nombreuses années non seulement à la manière de l’extraire des entrailles de la terre, mais également à la manière d’extraire le métal précieux de l’eau de mer.

Dans le même temps, au fil des années, l’amour des gens pour le métal jaune ne s’est pas affaibli. L'or attire et fascine, mais pas seulement beauté physique attire les mineurs et les banquiers.

Le métal précieux est un investissement rentable. Les cotations ne cessent de croître et, en période de crise économique, la stabilité de l’or en attire beaucoup.

Il ne fait aucun doute que l’industrie se développe et que l’exploitation minière de l’or devient une activité rentable. Le métal est recherché non seulement par les employés des grandes entreprises, mais aussi par les voyageurs, les prospecteurs et tout simplement les gens ordinaires qui souhaitent résoudre des problèmes financiers ou s'amuser un peu.

Mais n'oubliez pas que la recherche de métaux au niveau professionnel nécessite des investissements matériels. Il faut acheter du matériel, accéder à l’information et trouver du temps à consacrer à la découverte des mines d’or. En moyenne, il faut au moins un an pour trouver et développer un gisement.

Même si l’on sait aujourd’hui qu’au moins 60 éléments sont dissous dans l’eau de mer, seuls quatre sont extraits à l’échelle industrielle. Il s'agit du sodium, du chlore (sel de table commun), du magnésium et de certains de ses composés, ainsi que du brome. Certains composés de calcium et de potassium sont extraits comme sous-produits lors de la production de sel de table ou lors de l'extraction du magnésium. Typiquement, ces produits sont obtenus soit par extraction de l'eau de mer, soit par transformation d'algues, qui concentrent le calcium et le potassium. Il convient toutefois de noter que l’extraction industrielle des éléments répertoriés directement à partir de l’eau de mer n’est pas encore développée. De nombreuses tentatives ont été faites pour extraire d’autres composés minéraux de l’eau de mer, mais l’extraction commerciale a échoué. De nombreuses méthodes ont également été brevetées pour extraire le sel de table, le magnésium et ses composés, le brome, l'iode, le potassium, le sulfate de calcium, l'or et l'argent de l'eau de mer (Baudin, 1916 ; Cernik, 1926 ; Niccali, 1925 ; S. O. Petterson, 1928 ; Vienne). , 1949).

Extraction du sel de table

L’extraction systématique du sel de l’eau de mer a commencé en Chine bien avant 2 200 avant JC. e. Pendant des siècles, de nombreux peuples ont dépendu de la mer comme source de sel (Armstrong, Miall, 1946). Et maintenant, le sel est extrait de l’eau de mer par simple évaporation rayons de soleil, occupe une part importante de la consommation totale de sel de pays comme la Chine, l’Inde, le Japon, la Turquie et les Philippines. Chaque année, environ 6 millions de tonnes de sel sont produites dans le monde. Généralement, la production de sel par évaporation à partir de l’eau de mer nécessite un climat chaud et des vents secs. Cependant, outre la proximité de la mer et un climat chaud, un certain nombre d'autres conditions doivent être remplies : faible perméabilité du sol des bassins d'évaporation, présence de vastes zones basses situées sous le niveau de la mer ou inondées par les marées marines. , les faibles précipitations pendant les mois d'évaporation active, l'absence de l'influence dilutrice des eaux douces des rivières et, enfin, en raison du faible coût de l'extraction du sel - la disponibilité de véhicules bon marché ou la proximité des marchés de vente.

Environ 5 % de tout le sel consommé aux États-Unis est produit par évaporation, principalement dans la région de la baie de San Francisco, où la pêche a débuté en 1852. La figure 5 montre des bassins d'évaporation artificielle près de l'extrémité sud de la baie de San Francisco. Ici, d'une superficie totale d'environ 80 m². miles "Leslie Salt Company" produit chaque année environ 1,2 million de tonnes de sel. Des marais salants similaires se trouvent également dans les cours supérieurs des baies de Newport et de San Diego, en Californie du Sud ; leur productivité annuelle est de 100 000 tonnes (Emery, 1960). Le rejet de l'eau de mer dans les bassins d'évaporation proches de la baie de San Francisco s'effectue en période de crues par les vannes du barrage qui protège le bassin de la mer. L'eau de mer est conservée ici jusqu'à ce qu'une partie importante de celle-ci s'évapore et que les sels qu'elle contient se déposent.

Riz. 6. Des grattoirs mécaniques sont utilisés pour enlever la couche supérieure de sel cristallisé. Au moment de la récolte du sel, l’épaisseur de la couche de sel atteint généralement 4 à 6 pouces.

Le sulfate de calcium est l'un des premiers à cristalliser à partir d'une solution. Une fois que les sels de sulfate de calcium se sont déposés au fond, la saumure restante est soigneusement transférée dans le bassin de la cage, où, en raison de l'évaporation, la solution s'épaissit encore jusqu'à ce que le chlorure de sodium commence à précipiter. L'évaporation de la saumure se poursuit jusqu'à ce qu'elle atteigne une densité d'environ 1,28, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'ajout de sels de magnésium commence. A ce stade, la solution de saumure est appelée saumure mère amère. La saumure est retirée de l'étang en cage et transportée vers d'autres usines, où divers composés de magnésium, du brome et d'autres sels en sont obtenus. Après avoir retiré la saumure, de la saumure fraîche est à nouveau versée dans le bassin de la cage et le cycle complet de production de chlorure de sodium est répété. Au 1er août, une couche de chlorure de sodium de 4 à 6 pouces d’épaisseur s’est accumulée au fond de ces piscines. Le sel est échantillonné à l'aide de grattoirs et de chargeurs mécaniques (Fig. 6) ; Ensuite, le sel est lavé de diverses impuretés avec de l'eau de mer et stocké sous forme de grands monticules en forme de cône (Fig. 7). Le sel utilisé à des fins industrielles n’est dans la plupart des cas pas purifié davantage. Cependant, il est en outre purifié s'il est destiné à la consommation alimentaire de la population. La teneur en NaCl du produit raffiné dépasse 99,9 %. Le coût du sel obtenu par évaporation libre de l'eau de mer sous l'influence du soleil varie aux États-Unis de 10 dollars par tonne de produit brut à proximité du site d'extraction à 150 dollars par tonne de sel de table purifié et conditionné.

Le procédé d'extraction du sel de l'eau de mer est à peu près le même partout dans le monde, cependant, dans plusieurs pays, une main d'œuvre bon marché permet de modifier ce procédé.

Dans les pays aux climats différents, comme la Suède et l’Union soviétique, le sel est obtenu en congelant l’eau de mer. La glace de saumure, constituée d'eau presque pure, est filtrée de la saumure résiduelle, qui est ensuite soumise à une série d'opérations successives pour la geler avant que la concentration des portions résiduelles ne devienne suffisamment élevée pour commencer l'évaporation à sec sous l'influence d'eau artificielle. chaleur (Armstrong, Miall, 1946) .

La saumure concentrée restant après la séparation du chlorure de sodium est soumise à un traitement spécial supplémentaire afin d'en extraire les composés qu'elle contient. Ainsi, l’ajout de chlorure de calcium à une solution provoque la précipitation du sulfate de calcium (gypse), qui est ensuite vendu. Avec une concentration supplémentaire de la saumure, le magnésium, le potassium et d'autres sels précipitent. Dans les dernières étapes du processus, le chlorure de magnésium et le brome sont extraits de la solution résiduelle.

Extraction du brome de l'eau de mer

Le brome peut être considéré presque comme un élément marin, puisque l'océan contient 99 % du brome total contenu dans la croûte terrestre (voir tableau 2). Le brome a été découvert en 1825 par le chercheur français A. J. Balard dans des solutions concentrées obtenues après précipitation saline de l'eau des marais salants près de Montpellier. Le brome a ensuite été découvert dans des gisements de potasse à Strasbourg et dans des saumures provenant de puits de forage dans le Michigan, l'Ohio et la Virginie occidentale. Le brome a été isolé pour la première fois de l'eau de mer en 1926 en Californie lors du traitement des saumures mères obtenues lors de l'extraction du sel dans des bassins d'évaporation artificielle. La consommation industrielle de brome était relativement limitée avant la production de moteurs à combustion interne à haute compression, de sorte que la demande du marché était satisfaite par des quantités obtenues à partir de saumures de puits et de gisements de sel. Mais ensuite, la situation a radicalement changé. Du dibromure d'éthylène a été ajouté à l'essence antidétonante contenant un additif de plomb tétraéthyle pour empêcher les dépôts de plomb sur les parois des cylindres, les soupapes, les pistons et les bougies d'allumage. Avec un besoin aussi accru en brome, les saumures pompées depuis les forages se sont révélées insuffisantes. La production de brome comme sous-produit de la production de sel ne satisfaisait pas non plus la demande. Il y avait un besoin urgent d'une autre source de brome.

Dans le cadre d'une recherche approfondie de sources supplémentaires de brome, la société Ethyl a développé un procédé de précipitation directe du brome directement à partir de l'eau de mer qui n'avait pas été préconcentrée. Selon ce schéma, le brome précipite sous la forme d'un composé insoluble - la tribromoaniline - lorsque l'eau de mer est traitée avec de l'aniline et du chlore. Pour éviter l'hydrolyse du chlore, l'eau de mer est d'abord acidifiée avec de l'acide sulfurique. Plus tard, ce procédé a été étendu à l’échelle industrielle. L’usine a été installée sur un navire, qui a ensuite été transformé en usine de récupération du brome. Fonctionnant 25 jours par mois, une telle usine flottante produit environ 75 000 livres de brome. Durant la même période, l'usine consomme des réactifs : 250 tonnes d'acide sulfurique concentré, 25 tonnes d'aniline, 66 tonnes de chlore, stockées entre les ponts supérieur et inférieur. L’efficacité de l’extraction du brome de l’eau de mer, qui n’en contient que 0,1 livre par tonne, est d’environ 70 %. Le navire dispose de mesures de protection prises pour éviter la dilution de l'eau de mer par les eaux usées rejetées une fois le processus terminé. Plus tard, il a été découvert que pour empêcher le mélange, il était possible d'utiliser avec succès les courants marins qui existent au large de nombreuses côtes. À l'heure actuelle, on pense que d'un point de vue technique, le processus d'extraction du brome à bord d'une usine flottante a été résolu avec succès, mais travailler en haute mer avec des réactifs hautement corrosifs est beaucoup plus difficile que sur terre.

Le choix de l’emplacement pour la construction d’une usine d’extraction de brome doit être fait avec un soin particulier. Dans ce cas, il faut exclure au préalable la possibilité de diluer l'eau de mer consommée par l'usine avec des précipitations, des eaux usées, ainsi que de l'eau dont le brome a déjà été extrait. De plus, l’eau de mer doit avoir une salinité élevée et constante, une température relativement élevée et ne doit pas être contaminée par des déchets organiques, qui gaspillent du chlore. Un tel endroit qui satisfait à toutes les exigences ci-dessus a été trouvé près de Cure Beach (Caroline du Nord). Ici, la société Ethyl Dow Chemical a construit une usine d'une capacité de 3 000 tonnes de brome par an. En 1938, la capacité de cette entreprise fut portée à 20 000 tonnes de brome par an (Shigley, 1951).

Une autre usine de ce type a été construite près de Freeport, où les conditions d'extraction du brome de l'eau de mer répondent mieux à toutes les exigences technologiques qu'à proximité de Cure Beach. La capacité nominale de cette usine est de 15 000 tonnes de brome par an. En 1943, une autre usine de capacité égale y fut construite. L'entreprise située près de Cure Beach a été fermée à la fin de la Seconde Guerre mondiale. Ainsi, les usines de Freeport produisent actuellement environ 80 % de la quantité de brome consommée annuellement par les États-Unis. En figue. La figure 8 montre un organigramme du processus d'extraction du brome de la société Ethyl Dow Chemical.

À l'usine de Cure Beach, selon une technologie développée précédemment, un mélange d'eau de mer, d'acide et de chlore a été versé au sommet d'une tour en brique avec des grilles en bois construites à l'intérieur. Le brome dissous dans l'eau de mer était réduit par le chlore en brome élémentaire relativement volatil, et l'acide présent dans le mélange empêchait l'hydrolyse du chlore. Au fur et à mesure que le mélange d’eau de mer et de brome s’écoulait du haut de la tour, de l’air était soufflé de bas en haut. L'air qui passait évacuait le brome libre de l'eau de mer et l'acheminait vers une tour d'absorption remplie de carbonate de sodium, après quoi l'eau de mer sans brome était rejetée dans la mer. Une solution de carbonate de sodium saturée en brome a été traitée avec de l'acide sulfurique afin de convertir les bromates et bromures de sodium en brome libre. Le mélange a ensuite été pompé dans une colonne d’évaporation, où le brome a été distillé et recondensé dans des récipients en verre ou en céramique. Une purification plus poussée du brome par distillation a permis d'obtenir finalement un produit avec une teneur en brome allant jusqu'à 99,7 %.

En 1937, ce procédé fut légèrement modifié. Ainsi, lors de la distillation initiale du brome, du dioxyde de soufre et de l'air ont été utilisés comme agents de transfert. De ce fait, le brome a été libéré sous forme d'acide bromhydrique, ce qui a permis d'améliorer considérablement sa purification ultérieure. Bien que l'efficacité de récupération du brome dans les deux procédés dépasse 90 %, l'extraction directe du brome de l'eau de mer à l'aide de dioxyde de soufre est désormais utilisée presque exclusivement aux États-Unis (Shigley, 1951).

Extraction du magnésium de l'eau de mer

Le magnésium est le métal le plus léger utilisé dans la construction. Sa densité est de 1,74, celle de l'aluminium est de 2,70 et celle du fer est de 7,87. Ce métal est le plus largement utilisé dans la construction de véhicules. De plus, le magnésium est utilisé comme composant d'alliages avec l'aluminium, dans des systèmes de revêtements de protection anodiques et cathodiques, dans des lampes photo pulsées et dans de nombreux autres domaines technologiques. En 1964, la production mondiale annuelle de magnésium était d'environ 150 000 tonnes.

L'eau de mer contient environ 0,13 % de magnésium. Bien que cette concentration ne représente que 1/300ème de la quantité trouvée dans le minerai de magnésium extrait sur terre, la principale source de ce métal pour les États-Unis est l’eau de mer. Le magnésium a été obtenu pour la première fois à partir de l’eau de mer en Angleterre (Armstrong, Miall, 1946), mais la première grande entreprise d’extraction du magnésium à partir de l’eau de mer a été construite près de Freeport au début de 1941 par la Ethyl Dow Chemical Company. Jusqu'à cette époque, le magnésium aux États-Unis était obtenu à partir de saumures de puits et de gisements de magnésite.

Le choix de l'emplacement de la construction de l'usine près de Freeport a été dicté par les circonstances très favorables suivantes. La disponibilité de gaz naturel bon marché permet de l’utiliser efficacement pour produire de la chaleur et de l’électricité. La situation géographique de l'usine permet de rejeter les eaux usées dans le golfe du Mexique, avec une possibilité extrêmement négligeable de dilution de l'eau de mer consommée. De la chaux très bon marché peut être obtenue à partir de coquilles de chaux extraites du fond du golfe du Mexique, à quelques kilomètres seulement de l'usine de magnésium. En figue. La figure 9 montre un organigramme pour l'extraction du magnésium dans une usine près de Freeport, et l'une des sections de cette usine est représentée sur la figure. dix.

Riz. 10. Vue générale de l'usine de traitement du magnésium de l'usine d'Ethyl Dow Chemical Company, Freeport (Texac). Au premier plan sont visibles les épaississeurs Dorr, dans lesquels un mélange d'eau de mer et de chaux est pompé afin d'accélérer la précipitation du chlorure de magnésium.

L'eau de mer pénètre dans l'installation à un débit d'environ 1 million de gallons par heure par les écluses sous-marines d'un canal relié au golfe du Mexique. L'avantage de ce système d'approvisionnement est que les couches d'eau inférieures ont une salinité nettement plus élevée que les eaux de surface de la zone de l'usine. Dans une piscine artificielle, l'eau est traitée en permanence avec du lait de chaux (il a été mentionné plus haut que la chaux est obtenue par calcination de coquilles d'huîtres). À la suite de la réaction du lait de chaux avec les composés de magnésium, il se forme un précipité liquide d'hydroxyde de magnésium insoluble, semblable à une boue, qui est ensuite pompé dans des décanteurs. Les sédiments représentent environ 2% du volume total d'eau de mer consommé dans cette production, en d'autres termes, dès la première étape du processus technologique, une concentration de 100 fois est effectuée. composant utile. Les eaux usées sont déversées dans la rivière Brasos, qui se jette dans le golfe du Mexique à une distance considérable de l'usine.

L'hydroxyde de magnésium filtré est dissous dans l'acide chlorhydrique. La solution de chlorure de magnésium obtenue est concentrée par évaporation afin d'éliminer partiellement les sels captés dans l'eau de mer. Le calcium est précipité sous forme de sulfate ou de gypse insoluble en ajoutant du sulfate de magnésium à la solution, après quoi la solution est à nouveau filtrée pour séparer le gypse et les autres sels, puis concentrée par évaporation. Lorsque la concentration en chlorure de magnésium atteint environ 50 % et que la température de la solution s'élève à environ 170°, celle-ci est pulvérisée sur le solide MgCl 2 préalablement séché. Le solvant se transforme instantanément en vapeur et le chlorure de magnésium précipite. Le résidu solide séché est ensuite placé dans une chambre électrolytique où il se décompose en magnésium métallique et en chlore gazeux. Le chlore est converti en acide chlorhydrique, qui est utilisé avec succès dans les cycles ultérieurs du processus. Le magnésium métallique est extrait de la chambre électrolytique et transformé en lingots. Leur teneur en métaux dépasse 99,8 % (Shigley, 1951).

La demande globale des États-Unis en magnésium métallique brut primaire a été satisfaite depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale en le produisant à partir d’eau de mer. Pendant la guerre, le gouvernement américain a construit un certain nombre d'usines utilisant de la magnésite, de la dolomite, des saumures pompées de puits et de l'eau de mer comme matières premières pour la production de magnésium. Cependant, à la fin de la guerre, aucune de ces usines ne pouvait résister à la concurrence des entreprises extrayant le magnésium de l'eau de mer, et ce malgré le fait que le gouvernement garantissait la vente complète des produits aux premières usines, alors que les entreprises opérant à l'eau de mer ne le faisaient pas. avoir de telles garanties.

Le choix du site pour la construction d'une usine de magnésium est déterminé par des exigences moins strictes que pour une usine produisant du brome à partir de l'eau de mer. L’exception est toutefois le cas lorsque le brome et le magnésium sont extraits ensemble. Ainsi, dans le processus d'extraction du magnésium, la température de l'eau de mer n'a pas une grande importance, et la consommation de matières premières est moins importante : pour produire 1 livre de magnésium élémentaire, seulement 5 % des quantités d'eau de mer utilisées en brome l'extraction est consommée. Les facteurs les plus importants qui déterminent la faisabilité du choix d'un site pour une usine sont la proximité de sources de chaux, de combustible et d'électricité bon marché. L'efficacité du processus d'extraction du magnésium de l'eau de mer est de 85 à 90 %. Et bien que les capacités technologiques modernes permettent d'extraire beaucoup plus complètement le magnésium de l'eau de mer, cela n'est pas économiquement rentable, puisqu'on calcule qu'une augmentation du taux d'extraction de plus de 90 % s'accompagne d'une forte augmentation des coûts d'investissement pour chaque pourcentage d'augmentation.

L'un des avantages inhérents à ce procédé est que le faible coût des matières premières peut être encore réduit si ces matières sont introduites directement dans la chaîne de production par pompage. Cette alimentation mécanisée permet de rendre le processus de production largement continu et d'installer des dispositifs de contrôle automatique. De plus, un aspect positif de ce type d’installation est l’extrême uniformité des matières premières consommées.

Composés de magnésium

Le magnésium sous forme de MgO, Mg(OH) 2 et MgCl 2 est largement utilisé dans une grande variété d'industries. Il est utilisé comme matériau réfractaire pour les revêtements internes des fours de fusion, comme matière première pour la production pharmaceutique, comme isolants, engrais, rayonne et papier, et bien plus encore. De nombreuses entreprises dans le monde obtiennent des composés de magnésium à partir de l’eau de mer ; C'est particulièrement typique de l'Angleterre et des États-Unis. La première extraction industrielle des composés de magnésium de l'eau de mer a été réalisée comme sous-processus à partir de saumures résiduelles dans la production de sel de table (Seaton, 1931 ; Manning 1936, 1938).

Riz. 11. Séquence de processus dans l'usine de magnésium de la société Kaiser Aluminium Aid Chemical près de Moss Landing (Californie).

Un schéma du processus d'extraction des composés de magnésium de l'eau de mer est présenté sur la figure. 11. Ce schéma technologique est utilisé dans ses entreprises par la Kaiser Aluminum and Chemical Corporation près de Moss Landing (Californie). L'eau de mer est mélangée à de la dolomite calcinée. Il se produit une précipitation d'hydroxyde de magnésium, qui est ensuite déposé dans de grands réservoirs de concentration. Après décantation, l'hydroxyde de magnésium est récupéré, lavé pour éliminer les impuretés solubles, et filtré pour réduire la teneur en eau à environ 50 %. Une partie de l'hydroxyde de magnésium ainsi obtenu est commercialisée sous forme de gâteau de filtration homogénéisé, formé sous forme de briquettes. Ces produits sont utilisés dans la production d’isolants en papier et en magnésium. La partie des sédiments restant sur le filtre est ensuite à nouveau calcinée pour former différentes qualités de MgO, qui peuvent être utilisées dans la production de soie artificielle, de caoutchouc, de revêtements isolants et de briques réfractaires. En figue. La figure 12 montre l'usine Kaiser pour la production de composés de magnésium.

Riz. 12. Usine d'extraction de magnésium de l'eau de mer de la société Kaiser Aluminum and Chemical près de Moss Leiding (Californie) (photo prise depuis un avion).

Aux États-Unis, environ 90 % du volume total d'oxyde de magnésium calciné caustique et environ 50 % de la magnésie réfractaire sont obtenus à partir de l'eau de mer ou de saumures pompées depuis des puits.

L'or de l'eau de mer

Tant d’efforts et de dépenses ont été consacrés au développement de méthodes d’extraction de l’or de l’eau de mer qu’il est difficile de comparer aucun autre élément à cet égard. De nombreux brevets ont été délivrés sur des questions liées à l'extraction de l'or de l'eau de mer, couvrant à la fois les méthodes et les équipements (Bardt, 1927 ; Baudin, 1916 ; Bauer, 1912 ; Cernik, 1926 ; Bitter, 1938 ; Stoces, 1925). En 1866, un membre de l’Académie française des sciences découvre la présence d’infimes quantités d’or dans l’eau de mer. Et plus tard, en 1886, il a été rapporté que la teneur en or des eaux de la Manche atteignait 65 mg par tonne d'eau.

Au début de ce siècle, Svante Arrhenius a souligné que les déterminations antérieures de la teneur en or de l'eau de mer étaient au moins 10 fois exagérées. Néanmoins, les propres calculs d’Arrhenius ont montré que la teneur minimale en or de l’eau de mer n’est pas inférieure à 6 mg par tonne. Selon ces calculs, l’océan mondial contient environ 8 milliards de tonnes d’or. Cette quantité d’or est suffisante pour faire de chaque personne sur terre un millionnaire. Mais malgré de nombreux brevets et projets, aucune quantité pratiquement tangible de ce métal n’a encore été obtenue à partir de l’eau de mer.

A la fin de la Première Guerre mondiale, un brillant chimiste allemand, lauréat prix Nobel Le Dr Fritz Haber affirmait que la dette de guerre de l'Allemagne pouvait être payée avec de l'or tiré de la mer. Estimant que la concentration d'or était de 5 à 10 mg par tonne d'eau de mer, Haber a équipé un navire de recherche du personnel et de l'équipement appropriés pour étudier les teneurs en or les plus élevées des océans. Cependant, à son grand regret, Haber découvrit que les concentrations d'or dépassaient rarement 0,001 mg par tonne d'eau (Haber, 1927). La teneur en or la plus élevée est observée dans l'Atlantique Sud et s'élève à 0,044 mg par tonne. Même dans la baie de San Francisco, où coulent les rivières drainant les zones aurifères, la concentration en or n'est pas beaucoup plus élevée que la teneur moyenne de cet élément. l'océan ouvert. Après 10 ans de travail sur ce problème, Haber a conclu que l’extraction de l’or de l’eau de mer n’était pas rentable. Il est désormais établi que les estimations de Haber concernant la teneur en or de l'eau de mer sont quelque peu inexactes, puisqu'il n'a apparemment pas pris en compte la présence d'or dans les produits chimiques et dans les réacteurs qu'il a utilisés lors des analyses.

Les méthodes d'extraction de l'or de l'eau de mer reposent sur l'utilisation de particules de sulfure, qui ont une grande affinité pour l'or. Lorsque l’eau de mer passe sur ces particules, on pense que l’or adhère à la surface des sulfures. En outre, le mercure a également été proposé comme matériau pour extraire l’or de l’eau de mer.

Malgré de nombreuses tentatives pour extraire l’or de l’eau de mer, il n’existe qu’un seul cas connu dans lequel des quantités significatives de ce métal ont été obtenues. Dans le cadre de travaux approfondis menés à l'usine d'extraction de brome en Caroline du Nord, la société Ethyl Dow Chemical étudiait l'extraction d'autres métaux, dont l'or. En traitant 15 tonnes d’eau de mer, il a été possible de récupérer 0,09 mg d’or, dont la valeur est d’environ 0,0001 $. Aujourd’hui, cette quantité insignifiante représente tout l’or extrait de l’eau de mer (Terry, 1964).

Autres substances extraites de l'eau de mer

Outre le sel ordinaire, le brome, le magnésium et ses composés, de nombreuses autres substances sont parfois extraites de l'eau de mer. Ils sont généralement des sous-produits de la production de sel ou sont obtenus par l'intermédiaire de certaines plantes ou poissons.

L'iode a été découvert pour la première fois dans les cendres d'algues en 1811 par le Français Bernard Courtois, propriétaire d'une usine de salpêtre. À la recherche de matières premières adaptées à la production d'alcalis, il décide d'utiliser des algues à cet effet. En nettoyant les cuves de réaction contenant de l'acide sulfurique chaud et concentré, il a remarqué la libération de vapeurs violettes provenant des cendres d'algues. Les vapeurs se condensaient sur les parois de la partie la plus froide du récipient sous forme de cristaux sombres ressemblant à du métal (Armstrong, Miall, 1946). La teneur en iode de certaines algues, en particulier Laminaria, s'est avérée être d'environ 0,5 % sur une base séchée à l'air. La concentration d'iode dans l'eau de mer est d'environ 0,05 mg/l, soit environ 0,000005 %. Ainsi, dans ces types d’algues, la concentration d’iode est 100 000 fois supérieure à celle de l’eau de mer.

Peu de temps après la découverte de Courtois, l'importance de l'iode en médecine fut établie. Une industrie intensive commença à se développer, principalement dans le nord de l’Angleterre, pour extraire l’iode des algues. En 1846, il y avait à Glasgow plus de 12 usines extrayant l’iode des algues. Cependant, la découverte d'iode dans des gisements de nitrate chiliens a entraîné le déclin de l'extraction d'iode à partir d'algues.

À peu près à la même époque, des quantités importantes de sels de potassium et de sodium étaient extraites des algues. La technologie pour ce processus n’a pratiquement pas été développée. Généralement, un simple lessivage des algues avec de l'eau et une évaporation ultérieure de la solution résultante étaient effectués. Une autre méthode très courante pour obtenir des sels consistait à brûler des algues et à lessiver les cendres avec de l'eau. À la suite de ces processus primitifs, l'iode a été obtenu sous forme de composés - des iodures de potassium ou de sodium, qui, mélangés à de l'acide sulfurique et du dioxyde de manganèse, ont été réduits en iode élémentaire.

Dans l'histoire de l'utilisation des algues, on distingue trois périodes différentes : a) la première - lorsque les algues étaient utilisées comme matière première pour la production d'alcali, b) la seconde - lorsqu'elles étaient utilisées pour extraire l'iode et c) la troisième - lorsque la potasse était extraite des algues. Cependant, chaque période s'est terminée par la création de méthodes plus avancées pour obtenir ces produits à partir de matières premières moins chères extraites sur terre. Actuellement, les algues sont utilisées comme matière première pour la production d'alginate de sodium, un composé organique utilisé comme agent gélatine et émulsionnant dans la production alimentaire. Grandes entreprises, qui transforment les algues comme matière première pour la production des composés chimiques en question, sont situées sur la côte sud de la Californie. Dans de nombreuses régions du monde, notamment à l’Est, les algues sont largement utilisées comme aliment. Dans certains pays côtiers, ils sont utilisés comme engrais.

Extraction de composés minéraux lors du dessalement de l'eau de mer

DANS dernières années Une attention particulière est portée au problème du dessalement de l’eau de mer. En règle générale, la concentration de sels dans les eaux usées est dans ce cas plusieurs fois supérieure à la teneur en sels de l'eau de mer d'origine. Au cours des travaux d'extraction de composés minéraux de ces saumures, des résultats très encourageants ont été obtenus. Cela fait référence à la réduction des coûts de pompage de l'eau entrant dans l'usine de traitement avec une température de saumure relativement élevée et une concentration environ 4 fois plus élevée.

Si le processus de dessalement de l’eau de mer s’avère rentable, la quantité de composés minéraux qui pourraient être extraits des eaux usées serait plusieurs fois supérieure aux besoins attendus. Supposons, par exemple, que dans les prochaines décennies, la population des régions côtières atteindra environ 100 millions de personnes, qui utiliseront en moyenne 100 000 gallons d'eau par habitant à des fins domestiques et industrielles. Ce taux de consommation pourrait éventuellement atteindre environ 1013 gallons, soit 10 mètres cubes. miles, eau par an. Si ce volume d'eau provient de l'océan et que l'efficacité de l'extraction d'eau douce est de 25%, 6,4 milliards de tonnes de chlorure de sodium, 240 millions de tonnes de magnésium, 160 millions de tonnes de soufre, 800 mille tonnes de bore, 2 mille tonnes. aluminium, 400 tonnes de manganèse, 560 tonnes de cuivre, 560 tonnes d'uranium, 2 000 tonnes de molybdène, 40 tonnes d'argent et environ 1 tonne d'or. Nous supposerons qu'il est économiquement rentable d'extraire seulement 10 % de ces quantités et que la population pour laquelle le dessalement de l'eau de mer a été réalisé est capable de consommer ces composants minéraux. Ensuite, sur la base des données statistiques présentées dans le tableau. 3, on peut conclure que le taux d'extraction du molybdène, du bore et du brome correspondra à leur consommation, tandis que la production d'autres composés minéraux dépassera largement les besoins de ces substances. Bien entendu, il n’est pas nécessaire d’extraire tous les sels. Il est conseillé de se procurer uniquement les sels vendus. Quoi qu'il en soit, en raison de difficultés techniques, il est peu probable qu'une extraction industrielle d'un élément dont la concentration dans l'eau de mer est inférieure à celle du bore soit actuellement réalisée. Toutefois, les considérations suivantes méritent attention. S'il était possible d'extraire l'uranium et le thorium de l'eau de mer, l'utilisation de ces éléments dans des réacteurs de type surgénérateur fournirait l'énergie thermique nécessaire au fonctionnement des usines de conversion pour la production d'eau douce.

Tableau 3. Quantités de composants minéraux (en tonnes) qui pourraient être récupérées des saumures usées des usines de conversion d'une capacité de 10 à 13 gallons d'eau douce par an

Élément	Annuel produits, t	Production par habitant population avec total son numéro est 10 8 personnes, t/an	Moderne consommation aux USA par habitant population, t/an	Attitude production pour la consommation
NaCl	64*10 8	64	0,145	440
Magnésium	2,4*10 8	2,4	25*10 -4	10000
Soufre	1,6*10 8	1,6	0,033	50
Potassium	68*10 6	0,68	0,010	68
Brome	1,2*10 6	0,012	4,7*10 -4	25
Bor	0,8*10 6	0,008	5,5*10 -4	15
Aluminium	2000	2*10 -5	0,013	0,001
Manganèse	400	4*10 -6	0,0033	0,001
Cuivre	560	7*10 -6	0,0067	0,001
Uranus	560	5*10 -6	1,4*10 -4	0,04
Molybdène	2000	2*10 -5	8,3*10 -5	24
Argent	40	6*10 -7	3,0*10 -5	0,02
Nickel	400	4*10 -6	0,001	0,004
Or	1	2*10 -9	5,0*10 -6	0,0004

Actuellement, de grands réacteurs nucléaires ont été conçus pour fournir des ressources thermiques et énergie électrique usines de dessalement de conversion (Hammond, 1962) On estime que le coût de production d'eau douce est d'environ 0,15 $ par 1 000 gallons, ce qui se compare avantageusement au coût de l'eau utilisée à des fins municipales ou d'irrigation dans certaines régions. Une grande centrale nucléaire peut produire environ 109 gallons d’eau douce par jour ; ce montant devrait être suffisant pour satisfaire les besoins domestiques et économiques d'une ville de 4 millions d'habitants ou pour irriguer des cultures d'une superficie de 500 mètres carrés. kilomètres. Il est cependant difficile d’espérer que ces usines deviendront de sérieuses sources d’approvisionnement en eau douce au cours des prochaines décennies. L'hypothèse concernant la consommation future des composants minéraux de l'eau de mer et la nature des changements de prix et autres coûts est également insuffisamment étayée. En d'autres termes, les calculs statistiques placés dans le tableau. 3 n’ont qu’une valeur théorique.

N.V. Pertsov, 3. P . Ulberg, L. G. Iarochko, P. I. Gvoedyak, S 3 1 yu4M lYa

"Zh Tumansky (7l) Candidat

Institut de Chimie des Colloïdes et Chimie de l'Eau (5A) MÉTHODE D'EXTRACTION DE L'OR DE L'EAU

L'invention concerne la chimie colloïdale et peut être utilisée pour purifier des dispersions aqueuses et des eaux usées provenant de substances en suspension, notamment de l'or hautement dispersé, dans les industries de l'extraction de l'or et de la bijouterie et dans d'autres entreprises métallurgiques non ferreuses.

Il existe une méthode connue pour extraire l'or d'une roche à l'aide de bactéries, qui consiste à transférer l'or dans une solution, d'où il est éliminé par une méthode d'échange d'ions O).

Cependant, les micro-organismes extraient l'or situé dans une particule rocheuse, tout en le cultivant à sa surface ; en l'absence de cette dernière, les utiliser pour extraire, par exemple, l'or colloïdal d'une solution, n'entraîne aucun effet. l'impossibilité d'utiliser la méthode pour des solutions très diluées. La méthode est également très spécifique, complexe et longue.

Il existe également un procédé connu de traitement des eaux usées et de lavage, qui consiste à les filtrer à travers des colonnes échangeuses d'ions, qui repose sur le procédé de fixation d'ions métalliques ou de composés métalliques sous forme ionique, le plus souvent du dinka, du cuivre ou des plus coûteux, comme l'or, avec échangeur d'ions de particules (2).

Cependant, cela ne retient pas les particules métalliques hautement dispersées, incl. or, dont la dispersion est de 200-300A. Lorsqu'une solution contenant de l'or à l'état ionique avec une concentration de 0,03 r/ë (sous forme de dicyanurate) et de l'or colloïdal de 0,03 g/l traverse un échangeur d'ions, on obtient de l'or à l'état ionique inférieur à 0,001 g/l. l reste dans la solution, tandis que la teneur en or colloïdal change de 10-12F. En rinçage

3 et les eaux usées des usines de bijouterie et d'autres industries restent jusqu'à

15 mg/l d'or colloïdal qui ne peut pas être éliminé en utilisant les méthodes existantes. La technologie d'échange d'ions nécessite une étape de régénération qui implique la consommation d'une quantité importante de sels, d'acides et d'alcalis, ainsi que du produit fini - de l'eau propre. Le pourcentage de récupération de l'or colloïdal est de 10 à 143 et celui de l'or ionique

L'objectif de l'invention est d'augmenter le degré d'extraction de l'or à partir de l'eau.

Cet objectif est atteint en introduisant des levures du genre Saccharomyces, ou Candida, dans de l'eau contenant de l'or à l'état colloïdal. ou Rodotoru1a, ou les bactéries Escher i chi, un mélange est conservé pendant de préférence 5 à 45 minutes, la phase dispersée est séparée et l'or est récupéré. Il est préférable d'introduire des micro-organismes à raison de 106 à 10 cellules/ml pour 1 mg/ml d'or.

La méthode s'effectue de la manière suivante : 30

Ils utilisent des cultures bien connues et utilisées dans la technologie des micro-organismes - levure Saccha romyces ou Candida, ou Rodotorula, ou

Escherichia du 11.

Les cultures de levures sont cultivées pendant 24 heures sur gélose au moût et les cultures de bactéries sur gélose viande-peptone, lavées avec une solution physiologique (10,4 mol/l NaC

b" 8 sur le néphélomètre FZK-56, la cuvette 3.055 et le filtre lumineux 6 sont introduits dans une solution aqueuse d'or de concentration 0,030,24 mg/ml, incubée pendant

5 à 45 minutes, puis la phase dispersée est séparée par centrifugation ou électrorétention et l'or est récupéré, par exemple, en brûlant la masse résultante. La teneur en or est déterminée par. Spectrophotomètre UV utilisant une courbe d'étalonnage.

Le moment optimal varie pour différents types micro-organismes, par exemple pour Saccharomyces vini u Candida ,util!s 15 min, Rodotorulà glutinis—

30 min, et pour les bactéries Escherichia

coli - 45 min, de plus, la capacité des micro-organismes à s'agréger à l'or dépend de l'âge de la culture ° Par exemple, pour une culture de 4 jours, le temps de contact nécessaire augmente par rapport à une culture de 2 jours.

Exemple 1. Pour 50 ml d'eaux usées d'usine de bijouterie contenant de l'or colloïdal avec une concentration

0,03 mg/ml ajouter 50,ml de suspension de culture de Saccharomyces vini de concentration 3°1 0 cellules/ml. Temps de contact 30 min. La masse obtenue est centrifugée pendant 5 minutes à

5000 tr/min, séparation de l'eau. La teneur en or de ce dernier est

0,001 mg/ml. En même temps, ils extraient

1,40 kg d'or.

Exemple 2. A 50 ml d'une dispersion aqueuse contenant 0,24 mg/ml d'or colloïdal, ajouter 50 ml d'une suspension d'une culture de Saccharomyces vlni de concentration 3,108 cellules/ml. Le temps de contact est de 45 minutes. une cellule de rétention électrique, composée d'une chambre de travail centrale et de deux chambres d'électrodes séparées de la chambre de travail par des membranes de cellophane.

La chambre centrale de la cellule est remplie de gel de silice granulaire. Un champ électrique de 50 V/cm est créé dans la chambre de travail à un débit de 1,5 ml/min. Selon

À l'aide d'un spectrophotomètre UV, une extraction complète (rétention sur gel de silice) de l'or dispersé se produit. Le tableau présente des données comparatives sur le degré d'extraction de l'or de l'eau à l'aide des méthodes proposées et connues.

La méthode permet d'extraire presque complètement l'or hautement dispersé des solutions aqueuses et des eaux usées (98-993).

L'utilisation de la méthode proposée sur une seule fibre de bijouterie vous permettra d'obtenir l'effet économique attendu de 50 000 à 60 000 roubles. par an, 948897

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Compilé par G. Lebedeva

Rédacteur M. Tovtin Rédacteur technique M. Nagy Correcteur G. Reshetnik

Ordonnance 5688/1

Circulation 981 souscrit

VNIIPI du Comité d'État de l'URSS pour les inventions et les découvertes

113035, Moscou, N-35, quai Raushskaya, succursale 4/5 du PPP "Brevet", Uzhgorod, st. Proektnaya, 4

La formule de l'invention est introduite dans l'eau à raison de 10 1O cellules/ml pour 1 mg/ml d'or.

1. Procédé d'extraction de l'or de l'eau 3. Procédé selon les revendications. 1 et 2, concernant les liquides, caractérisés en ce que, afin d'augmenter le degré d'extraction par les micro-organismes, l'eau est maintenue dans un courant, elle est pré-introduite dans l'eau - pendant 5 à 45 minutes. levure du genre Saccharomyces, ou Sap- Sources d'information, dida, ou Rodotorula, ou bactéries prises en compte lors de l'examen

Le processus d'amalgamation et l'équipement pour extraire l'or sous forme métallique de l'eau de mer ont été proposés dès 1903.

L'eau de mer préfiltrée était pompée à travers un tube jusqu'au fond d'un récipient conique en forme d'entonnoir contenant du mercure et divisée en plusieurs sections par des feuilles perforées (Fig. 92). Une fois mis en contact avec le mercure, le flux d'eau ascendant passait à travers un tamis pour capter le mercure de la pierre ponce fine, puis à travers des feuilles de contact perforées, et enfin à travers une écluse d'amalgamation située au sommet de l'appareil et conçue pour capter complètement le mercure. l'or amalgamé du flux. L'amalgame a été traité selon des méthodes généralement acceptées (pressage, décapage et fusion).

Un équipement similaire a été proposé par Ritter1 et diffère en ce que le mercure fin et l'or qu'il contient, ayant traversé le maillage, sont capturés dans un dispositif ondulé.

Flottation ionique

Comme indiqué ci-dessus (voir chapitre IV), la flottation ionique repose sur la capacité de certains composés hétéropolaires à interagir avec des ions de métaux lourds, et en particulier de l'or, pour former un composé insoluble flottable. L'ouvrage le plus célèbre dans ce sens concerne l'eau de mer de Sebba (Afrique du Sud) 189 J.

Absorption

Les matériaux contenant du carbone ont été testés comme l’un des premiers absorbants pour extraire l’or de l’eau de mer. Ainsi, au début du 20ème siècle, Parker a établi que les matériaux visqueux contenant du carbone tels que l'asphalte, le bitume, la résine minérale et autres avaient une affinité pour l'or libre. Sur cette base, Parker a proposé de capturer l'or finement dispersé (ou dit flottant) de l'eau de mer en le fixant sélectivement sur des lits solides visqueux contenant du carbone déposés sur des barres et des bandes installées dans l'écoulement. Assurer le contact continu de l'eau douce avec la matière visqueuse doit être réalisé par l'action du flux et du reflux de la mer.

Cependant, la plupart des chercheurs estiment que parmi les absorbants carbonés, les charbons actifs sont les plus intéressants pour la sorption de l'or de l'eau de mer.

Les pionniers de cette direction - les chercheurs allemands Nagel et Baur (1912-1913), ont proposé d'utiliser du coke, du charbon de bois et du charbon animal ainsi que quelques autres adsorbants pour la sorption de l'or de l'eau de mer. Dans les expériences, l'eau de mer, après clarification préliminaire à l'aide d'un filtre à sable (pour éliminer les matières en suspension et les micro-organismes gélatineux), a été passée à travers un lit filtrant de coke, de charbon ou d'autres matériaux contenant du carbone en utilisant la méthode de percolation libre ou de filtration ascendante (Fig. .93). L'adsorbant enrichi a été périodiquement retiré et fondu.

Pour réduire le coût du pompage de l'eau de mer, il est proposé d'utiliser à bord du navire des conteneurs perforés avec un lit adsorbant, ou des réservoirs côtiers avec un faux fond et une couche d'adsorbant recouvert de grillage ou de tissu, remplis par l'action des marées. .

Parallèlement à l'utilisation d'un adsorbant classique (charbons actifs), des études ont été réalisées avec des absorbants inorganiques à surface très développée, tels que les hydroxydes fraîchement précipités (aluminium, fer, gel de silice), l'hydrocellulose coagulée, etc. il a été proposé d'utiliser des cuves côtières ou des supports spéciaux remplis d'absorbant inorganique et entièrement recouverts d'une double couche de matière textile fibreuse. Les peuplements sont immergés dans l'eau de mer pendant des semaines, voire des mois, après quoi ils sont exposés à des solutions de cyanure pour extraire l'or adsorbé. Les supports plaqués or sont utilisés à plusieurs reprises.

Lors de l'étude des méthodes de sorption possibles, il a été constaté que l'or métallique colloïdal est récupéré de préférence dans ce processus. Par conséquent, il était naturel de rechercher un sorbant qui réduirait simultanément l’or halogène à un état métallique et créerait une surface active fraîchement formée. Après avoir examiné une large gamme de ces sorbants possibles, Parker est arrivé à la conclusion que pour l'extraction la plus complète de l'or de l'eau de mer, il est préférable d'utiliser du sulfate ferreux, dont la consommation optimale est de 2 kg/t d'eau.

Par la suite, Parker a obtenu un brevet distinct2 pour la conception matérielle de la méthode d'adsorption utilisant du sulfite ferreux.

La combinaison des processus de réduction des halogénures et d'adsorption de l'or colloïdal est également observée dans les propositions d'autres chercheurs. Ainsi, Bardt a recommandé de traiter l'eau de mer avec de la liqueur de sulfite (un déchet de la production de cellulose) comme agent réducteur, puis de la mélanger avec un mélange de charbon finement broyé et de métal atomisé (par exemple, cuivre, fer, etc.) 3. Le Les sédiments contenant des métaux nobles étaient d'abord brûlés (pour éliminer le carbone), puis fondus, collectant l'or dans le métal qui les accompagnait.

Un objectif similaire (réduction de l'or halogénure et capture complète de l'or colloïdal) a été poursuivi par Glazunov et ses collaborateurs (Paris, 1928), proposant l'utilisation de sulfures, et en particulier de pyrites, comme adsorbant pour l'or dissous dans l'eau de mer. .

Cette idée n'a été pratiquement réalisée qu'en 1953 par Walters et Stillman, qui ont suivi leur propre voie originale. Selon leur proposition, le minerai sulfuré était empilé derrière un mur de béton construit près de la ligne de marée inférieure et courbé vers le rivage. À marée haute, le minerai était submergé par l'eau et à marée basse, l'eau s'infiltrait à travers le minerai. Ce cycle s'est répété plusieurs fois. Après un certain temps, la boue de sulfure décomposée contenant de l'or adsorbé a été retirée à marée basse et fondue. Les inventeurs ont constaté que la précipitation de l'or par les sulfures est facilitée lorsque l'eau de mer est exposée à des éléments radioactifs.

Stokes a montré plus tard qu'une variété de sulfures naturels et artificiels peuvent être utilisés pour précipiter l'or de l'eau de mer, le sulfure d'antimoine étant très efficace.

Pour intensifier le processus de sorption de l'or par les sulfures, tout en éliminant simultanément le coût du pompage de l'eau de mer, Gernik et Stokes ont proposé un appareil spécial appelé dans la littérature « piège à sulfure d'antimoine » (puisqu'il a été conçu pour être utilisé comme adsorbant, le sulfure d'antimoine ) ou « système d'énergie marémotrice ». Cet appareil est réalisé sous la forme d'un tuyau en forme de U inversé, dans un coude duquel se trouve une expansion dans laquelle l'adsorbant est placé entre les mailles ( Charbon actif ou sulfures). L'eau de mer s'écoule à travers ce tube sous l'influence d'un courant de marée ou lors du mouvement d'un navire auquel est fixé l'appareil décrit.

Au cours des 10 à 15 dernières années, un certain nombre de brevets sont apparus qui améliorent l'extraction par sorption de l'or de l'eau de mer à l'aide de sulfures métalliques 2. L'idée et l'équipement les plus originaux dans ce sens ont été présentés par le chercheur américain Norris 3.

Sa dernière invention repose sur l’utilisation de colloïdes de sulfures métalliques fraîchement précipités et adsorbés à la surface de fibres organiques, synthétiques ou naturelles durables. Un exemple typique de fibres organiques synthétisées sont les fibres d'acrylonitrile ou de cyanure de vinyle polymérisées. Parmi les fibres naturelles, la plus adaptée est la fibre de Ramie (ortie chinoise). De telles fibres, si elles sont immergées dans une fine suspension colloïdale (par exemple, du sulfure de zinc fraîchement précipité préparé en mélangeant des solutions diluées de chlorure de zinc et de sulfure de sodium à un pH d'environ 6,0), adsorberont activement une partie importante des particules de sulfure colloïdal et les retenir fermement à leur surface.

Lorsque les fibres de sorption ainsi préparées entrent en contact avec des solutions pauvres en or (par exemple l'eau de mer), les ions de métaux nobles sont adsorbés. Ils peuvent être éliminés des fibres en traitant avec des solutions diluées chauffées de cyanure de sodium avec une petite addition de peroxyde d'hydrogène ou d'hypochlorite de sodium avec une petite addition d'acide chlorhydrique. Une fois les ions adsorbés élués, les fibres peuvent être lavées et réutilisées à plusieurs reprises après un prétraitement avec une suspension de sulfure de zinc. En plus du sulfure de zinc, des sulfures de fer, de manganèse, de cuivre, de nickel et de plomb peuvent être utilisés dans ce procédé.

Des recherches à long terme menées par Norris ont établi que certains gaz oxydants, souvent dissous dans la plupart des eaux de mer, peuvent nuire aux collecteurs et aux fibres d'adsorption utilisées. Ces gaz comprennent l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone. Par conséquent, pour obtenir le plus grand effet, l'appareil proposé doit disposer d'un moyen permettant d'éliminer en continu ces gaz de l'eau de mer en mouvement avant qu'elle n'entre en contact avec la structure collectrice des fibres. De plus, en raison du nombre relativement faible d'ions métalliques présents. collectées en une seule opération normale, ainsi que la complexité du traitement et de la manipulation de la masse fibreuse, il est conseillé d'effectuer toutes les opérations de manière continue et automatique. Tous ces facteurs ont été pris en compte dans l'appareil proposé par Norris (Fig. 94).

Les chercheurs s’intéressent particulièrement à l’utilisation d’échangeurs d’ions naturels et artificiels pour extraire l’or et l’argent de l’eau de mer.

La priorité dans cette direction appartient à Brook, qui a proposé en 1953 d'utiliser des zéolites de fer et de manganèse pour extraire l'argent de l'eau de mer.

Plus tard, en 1964, Bayer et ses collègues (Allemagne) ont créé des résines échangeuses d'ions chélates, capables d'extraire jusqu'à 100 % des métaux précieux de l'eau de mer.

Parmi les travaux les plus récents consacrés à l'utilisation d'échangeurs d'ions solides pour l'extraction de l'or de l'eau de mer, le plus intéressant est l'étude d'un groupe d'expérimentateurs de la Guff Research and Development Company (USA).

Pour collecter les métaux précieux, il est proposé d'utiliser un polymère d'éthylène insoluble dans l'eau contenant des groupes pendants carboxylate ou amide. L'une des meilleures façons d'obtenir ce polymère est la saponification d'un copolymère d'éthylène acrylate d'alkyle ou la synthèse d'un copolymère d'éthylène et d'un ester de groupes acides, notamment les acides maléique, fumarique et taconique. La production de tels absorbants est décrite en détail dans le brevet.

Lorsqu'un degré de charge suffisant du film polymère est atteint, l'or sorbé peut être extrait par fusion des cendres après avoir brûlé le polymère ou précipité à partir de solutions de polymères dissolvants dans la soude caustique (soude caustique).

Les modalités d'utilisation des échangeurs d'ions naturels et artificiels sont fondamentalement les mêmes que les absorbants évoqués ci-dessus, à savoir : mise en place dans un courant d'eau de mer, filtration sur lit dans une cuve, chargement de récipients poreux.

Merro a proposé une toute nouvelle façon d'utiliser les échangeurs d'ions artificiels : les appliquer à la coque d'un navire effectuant son voyage commercial. À son arrivée au port de destination, la résine échangeuse d'ions peut être retirée du navire et traitée. Le traitement des résines consiste en un lavage avec des acides et des éléments spéciaux, suivi d'une électrolyse de l'éluat contenant des métaux nobles. Les résines régénérées peuvent être utilisées à plusieurs reprises.

La proposition la plus économique consiste à utiliser des dispositifs spéciaux situés dans la cale du navire et remplis de résines échangeuses d'ions. Ici, il est prévu que le mouvement vers l'avant du navire amène l'eau de mer à s'écouler en continu à travers le navire avec l'échangeur d'ions. Ce récipient doit avoir une section transversale d'environ 9,5 à 10 m2, une longueur de 3 m et contenir environ 28 m3 de résine. Le débit maximum d'eau de mer lors de la sorption sur la résine doit être de -0,8 m3 sur 1 m2 de surface par minute (0,8 m/min).

A ce débit, -12 500 tonnes d'eau de mer traverseront le dispositif de sorption par jour. Même lorsqu'il est conservé dans l'eau

1 mg/t d'or par jour produira 12,5 g d'or. Au cours d'une année de voyage continu, environ 4,5 kg d'or, d'une valeur d'environ 5 000 dollars, peuvent être adsorbés.

Cimentation

L'une des rares informations sur l'application pratique de la méthode de cimentation de l'or à partir de l'eau de mer concerne la méthode Parker brevetée aux États-Unis. La poussière de nickel a été proposée comme métal cimentaire. Par réduction, substitution et adsorption, l’or, présent sous forme halogène et élémentaire, peut être isolé de l’eau de mer.

En réalisant une cémentation en mélangeant de la poudre de nickel avec de l'eau de mer, il est possible d'atteindre une charge en or de 15 à 20 % en poids. La poudre de nickel chargée est retirée de la cuve et fondue.

Pour précipiter l'or des eaux marines très pauvres, Sneming a proposé d'utiliser l'affinité accrue de l'or pour le tellure. Il a été établi qu'il est plus judicieux d'effectuer un dépôt avec du tellure amorphe présentant une surface de réaction très développée. Un tel agent cimentaire est obtenu en traitant du sel de tellure soluble avec du dioxyde de soufre. L'eau de mer est filtrée à travers une couche fixe de tellure amorphe. Pour extraire l'or déposé, la masse enrichie est chauffée pour sublimer le tellure (avec sa capture ultérieure), et le reste est fondu en or.