Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, РФ:

Борисов Р. В., доцент, канд. хим. наук, roma_boris@list.ru, rvborisov@sfu-kras.ru

Брагин В. И., зав. кафедрой, д-р техн. наук, профессор

Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск, РФ:

Жижаев А. М., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук

Лихацкий М. Н., старший научный сотрудник, канд. хим. наук

Исследован процесс вторичной золотой минерализации при взаимодействии золотосодержащих растворов с первичными минералами хвостов переработки сульфидных и окисленных руд, а также вторичным лимонитом, образующимся при их длительном хранении. Установлено, что доминирующей формой золота в такой минерализации является элементная, при подчиненном количестве сорбированной ионной формы Au(I). Показано, что ионы Au(III) селективно осаждаются из раствора на пирите, арсенопирите и лимоните, формируя отдельные металлические частицы и минеральные агрегаты сложного строения и состава. Изучены особенности морфологии и распределения крупности вторичных золотин на различных минералах-носителях и состав новообразований. Рассмотрены возможные механизмы восстановления золота на поверхности окисленных минералов.

Работа частично выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект 0287-2021-0014) с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.

1. Чантурия В. А., Козлов А. П., Матвеева Т. Н., Лавриненко А. А. Инновационные технологии и процессы извлечения ценных компонентов из нетрадиционного, труднообогатимого и техногенного минерального сырья // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 5. С. 144–156.
2. Гурин К. К., Башлыкова Т. В., Ананьев П. П., Бобоев И. Р., Горбунов Е. П. Извлечение золота из хвостов золотоизвлекательной фабрики от переработки упорных руд смешанного типа // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 41–45.
3. Qin H., Guo X., Tian Q., Zhang L. Pyrite enhanced chlorination roasting and its efficacy in gold and silver recovery from gold tailing // Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 250. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117168.
4. Санакулов К. С., Хамроев И. О. Перспективы, свойства и формирование нанозолота. Типизация ультрадисперсных (нано) золотосодержащих руд. Классификация форм нахождения проявлений природного золота с агрегацией свободного нанозолота // Цветные металлы. 2021. № 9. С. 4–10. DOI: 10.17580/tsm.2021.09.01.
5. Койжанова А. К., Арыстанова Г. А., Седельникова Г. В., Есимова Д. М. Исследование биогидрометаллургической технологии извлечения золота из хвостов сорбции золотоизвлекательной фабрики // Цветные металлы. 2016. № 9. С. 52–57. DOI: 10.17580/tsm.2016.09.07.
6. Брагин В. И., Макаров В. А., Усманова Н. Ф., Самородский П. Н., Лобастов Б. М., Вашлаев А. И. Минералогические исследования техногенного сырья хвостохранилища золотоперерабатывающей фабрики // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. № 1. С. 163–171.
7. Меретуков М. А., Гурин К. К. Поведение золота в хвостовых отвалах // Цветные металлы. 2011. № 7. С. 27–31.
8. Hough R. M., Noble R. R. P., Reich M. Natural gold nanoparticles // Ore Geology Reviews. 2011. Vol. 42, No. 1.
P. 55–61.
9. Myagkaya I. N., Saryg-ool B. Y., Surko O. N., Zhmodik S. M., Lazareva E. V., Taran O. P. Natural organic matter from the dispersion train of gold sulfide tailings: group composition and fractionation of elements: case study of Ursk tailings, Kemerovo region, Siberia // Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis. 2021. Vol. 21. DOI: 10.1144/geochem2020-052.
10. Myagkaya I. N., Lazareva E. V., Zhmodik S. M., Zaikovskii V. I. Interaction of natural organic matter with acid mine drainage: Authigenic mineralization (case study of Ursk sulfide tailings, Kemerovo region, Russia) // Journal of Geochemical Exploration. 2020. Vol. 211. DOI: 10.1016/j.gexplo.2019.106456.
11. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Вашлаев И. И., Свиридова М. Л. Исследование подвижности водорастворимых форм цветных и благородных металлов в массиве лежалых хвостов обогащения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 3. С. 188–196.
12. Shuster J., Reith F., Cornelis G., Parsons J. E., Parsons J. M., Southam G. Secondary gold structures: Relics of past biogeochemical transformations and implications for colloidal gold dispersion in subtropical environments // Chemical Geology. 2017. Vol. 450. P. 154–164.
13. Daniel M. C., Astruc D. Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology // Chemical Reviews. 2004. Vol. 104, No. 1. P. 293–346.
14. Greffié C., Benedetti M. F., Parron C., Amouric M. Gold and iron oxide associations under supergene conditions: An experimental approach // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. Vol. 60, No. 9. P. 1531–1542.
15. Борисов Р. В., Белоусов О. В., Жижаев А. М., Белоусова Н. В., Кирик С. Д. Формирование дисперсных биметаллических систем палладий–золото на углеродном носителе в водных растворах при 110 °C // Журнал неорганической химии. 2018. Т. 63, № 3. С. 289–295.
16. Mikhlin Y. L., Romanchenko A. S. Gold deposition on pyrite and the common sulfide minerals: An STM/STS and SR-XPS study of surface reactions and Au nanoparticles // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2007. Vol. 71, Iss. 24. P. 5985–6001.
17. Mycroft J. R., Bancroft G. M., McIntyre N. S., Lorimer J. W. Spontaneous deposition of gold on pyrite from solutions containing Au(III) and Au(I) chlorides. Part I: A surface study // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59, Iss. 16. P. 3351–3365.

18. Maddox L. M., Bancroft G. M., Scaini M. J., Lorimer J. W. Invisible gold: Comparison of Au deposition on pyrite and arsenopyrite // American Mineralogist. 1998. Vol. 83, No. 12. P. 1240–1245.
19. Moeller P., Kersten G. Electrochemical accumulation of visible gold on pyrite and arsenopyrite surfaces // Mineralium Deposita. 1994. Vol. 29, No. 5. P. 404–413.
20. Chen J., Li. Y., Zhao C. First principles study of the occurrence of gold in pyrite // Computational Materials Science. 2014. Vol. 88. P. 1–6.
21. Fu Y., Nie X., Qin Z., Li S., Wan Q. Effect of particle size and pyrite oxidation on the sorption of gold nanoparticles on the surface of pyrite // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2017. Vol. 17, No. 9. P. 6367–6376.
22. Pokrovski G. S., Kokh M. A., Proux O., Hazemann J. L., Bazarkina E. F., Testemale D., Thibaut M. The nature and partitioning of invisible gold in the pyrite-fluid system // Ore Geology Reviews. 2019. Vol. 109. P. 545–563.
23. Schoonen M. A., Fisher N. S., Wente M. Gold sorption onto pyrite and goethite: A radiotracer study // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. Vol. 56, No. 5. P. 1801–1814.
24. Berrodier I., Farges F., Benedetti M., Winterer M., Brown Jr. G. E., Deveughèle M. Adsorption mechanisms of trivalent gold on iron- and aluminum-(oxy)hydroxides. Part 1: X-ray absorption and Raman scattering spectroscopic studies of Au(III) adsorbed on ferrihydrite, goethite, and boehmite // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2004. Vol. 68. P. 3019–3042.
25. Campo B. C., Rosseler O., Alvarez M., Rueda E. H., Volpe M. A. On the nature of goethite, Mn-goethite and Co-goethite as supports for gold nanoparticles // Materials Chemistry and Physics. 2008. Vol. 109, No. 2–3. P. 448–454.
26. Machesky M. L., Andrade W. O., Rose A. W. Adsorption of gold(III)-chloride and gold(I)-thiosulfate anions by goethite // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001. Vol. 55, No. 3. P. 769–776.
27. Ran Y., Fu J., Rate A. W., Gilkes R. J. Adsorption of Au (I, III) complexes on Fe, Mn oxides and humic acid // Chemical Geology. 2002. Vol. 185, No. 1–2. P. 33–49.
28. Gao Z. L., Kwak T. A. P., Changkakoti A., Hussein E., Gray J. Supergene ore and hypogenenon ore mineralization at the Nagambie sediment-hosted gold deposit, Victoria, Australia // Economic Geology. 1995. Vol. 90, No. 6. P. 1747–1763.
29. Celep O., Serbest V. Characterization of an iron oxy/hydroxide (gossan type) bearing refractory gold and silver ore by diagnostic leaching // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. Vol. 25, No. 4. P. 1286–1297.
30. Борисов Р. В., Брагин В. И., Усманова Н. Ф., Плотникова А. А. Особенности нахождения и подвижность золота в лежалых хвостах золотоизвлекательной фабрики // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2020. № 1. С. 138–147.
31. Fu Y., Wan Q., Qin Z., Nie X., Yu W., Li S. The effect of pH on the sorption of gold nanoparticles on illite // Acta Geochimica. 2020. Vol. 39, No. 2. P. 172–180.
32. Росляков Н. А., Белеванцев В. И., Калинин Ю. А. Гипергенное золото в марганцевоносных корах выветривания // Геохимия. 2005. № 9. С. 1015–1018.