Способ гидрохимических поисков рудных месторождений

(19} RU (И) 2003138 С1 (51) 5 G01V9 00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

---ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .., i

К ПАТЕНТУ (21) 4953508/25 (22) 27.06.91 (46) 151 1.И Бюп. Йя 41-42 (7.1) Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики "Рудгеофизика (72) Гопомолзин В.Е. Донаков В.И; Кешишян ГА;

Бараш AH„ Костина Т.Ф. (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики "Рудгеофизика" (54) СПОСОБ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ПОИСКОВ

РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Использование: поиск рудных месторождений геохимическими. методами Сущность изобретения: на исследуемой площади устанавливают по сети в естественных водоемах или закопушках сорбирующие элементы. выдерживают их в течение не менее

3 сут. В лабораторных условиях производят дисорбцию из полученных проб тяжелых металлов и их анализ. В качестве сорбирующих элементов используют волокнистые хемосорбенты, обладающие высокой сорбционной способностью к металлоорганическим фульвокислотным соединениям тяжелых элементов. Наилучшие результаты получают при использовании хемосорбентов на основе поли= акрилнитрила и содержащих в своем составе каброксильные и гидразидиновые группы 4 ил.

2003138

Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных месторождений, основанных на исследовании распределения рудных элементов в природных водных растворах по исследуемой площади, Известен метод гидрохимического опробования (ГХО) (1), В этом случае обьектом исследований являются водные пробы, отбираемые в специальную посуду из всех известных естественных водоисточников, анализируемые существующими методами (лазерно-люминесцентный, нейтронна-акти вационый, атомно-абсорбционный, массспектрометрический с индуктивно-связанной плазмой) на широкий круг элементов. Основным недостатком ГХО является его низкая чувствительность, обусловленная низкими фоновыми концентрациями многих рудных 20 элементов (в том числе урана и благородных металлов) и недостаточной чувствительностью существующих методов анализа.

Наиболее близким по технической сущности является метод диализнога извлечения (МДИ}. основанный на отборе проб непосредственно из растворов почвенных капилляров и включает установку в почвенный слой на исследуемой точке сосуда из пористого материала, заполненнага раство- 30 ром электролита, выдержку в течение установленного времени и последующий анализ раствора электролита на искомые элементы (2).

К недостаткам МДИ следует отнести of.- 35 раничение его сорбционнай способности молекулярным весом подвижных комплексных ионов: высокомолекулярные металлоорганические фульватные соединения с молекулярным весом 6000 и выше, состав- 40 ляющие в природных(болотных, речных) водах да 00-90 Д валового содержания элементов. через палупроницаемую оболочку сорбирующега элемента в этом случае не проникают. 45

Кроме того, в литературе отсутствуют упоминания о том, что МДИ позволяет сколько-нибудь заметно сорбировать из водной среды благородные металлы — золота, серебро, платину, палладий. 50

Цель изобретения — увеличение чувствительности метода, а также обеспечение возможности обнаружения аномальных концентраций благородных металлов.

Это достигается за счет того, что в спо- 55 сабе, включа ащем установку по сети на исследуемой площади сорбирующих элементов, их экспонирование, извлечение, анализ, выделение аномалий, в процессе экспозиции в полевых условиях производят концентрирование рудных элементов. Для этого используют волокнистые хемосорбенты, обладающие высокой сарбционной способностью по отношению к металлоорганическим фульвокислотным соединениям тяжелых элементов.

Наилучшие результаты получены при использовании волокнистых хемосорбентав

БИОН, созданных на основе палиакрилнитрила и содержащих в своем составе карбаксильные и гидразидинавые группы.

Благодаря высокой удельной поверхности и наличию в составе хемосорбентов указанных функциональных групп они обладают высокой сорбционной способностью по отношению к металлоорганическим комплексам тяжелых элементов ((Au (ОН) ФК), (Pd (ОН)2 ФК)", (Pt (OH)4 ФК) и др.). В качестве наиболее эффективных на основе лабораторных испытаний выбраны волокнистые хемосорбенты КН-1 и АН-3 (см. табл. 1 и 2).

Наиболее существенным в способе является высокая степень извлечения указан ных элементов из природных вод и практически неограниченный предел их концентрирования на волокнистых хемосорбентах, что позволяет при незначительных повышениях концентраций рудных элементов в природных водах, имеющих связь с рудокантралирующими зонами, получать контрастные аномалии концентраций даже при существующем уровне аналитической базы.

Извлечение ионов металлов, в том числе тяжелых, известно из практики очистки промышленных стоков. Однако примеров положительного использования волокнистых сорбентов для усиления контрастности геохимических аномалий в природных водах в рассматриваемых условиях (преобладание металлоорганических фульвакислотных соединений) при гидрохимических поисках неизвестно, На фиг. 1 изображена схема установки сорбирующего элемента в водоем; на фиг. 2 — степень извлечения урана в зависимости от времени контакта фаэ и рН раствора волокнистыми хемосорбентами ВОИН КН-1 и

АН-3; на фиг. 3 — результаты гидрохимического опробования на месторождении в шунгитсодержащих сланцах PR>; на фиг. 4— результаты гидрахимическаго оп рабования на месторождении "типа несогласия", Для осуществления предлагаемого способа производят следующие операции.

Сорбенты нарезаются полосками весом около 5 г и взвешиваются на весах типа ВЛТ

500 с точностью до 0,1 r.

К каждой такой полоске на нитке прикрепляется номер, написанный тушью на

2003138

10

55 куске светлой материи, которая проглаживается горячим утюгом.

Указанная полоска устанавливается в естественный водоем без признаков водообмена и прижимается каким-либо подручным материалом к дну или стенке водоема. или в закопушку, если естественного водоема нет (см. фиг. 1). при этом пригодна такая закопушка, в которой после проходки сразу начинает скапливаться вода.

Сорбент ограждается от внешних воздействий веточками, травой или дерном, выдерживается не менее 3 сут, в точке опробования (с точностью до 1 ч) с целью сорбции и концентрирования металлов, после истечения срока экспозиции снимается с точки опробования и освобождается от налипшей грязи либо той же водой, что в водоеме, либо дистиллированной. После этого сорбент отжимается от влаги и помещается в полиэтиленовый мешок. В таком виде после просушки он может храниться неопределенно долгое время.

Производится десорбция урана, золота, серебра, платины и палладия известными приемами и ведется анализ полученных концентратов существующими способами.

После обработки 2 -ным раствором

HCI и последующей промывки дис1иллированной водой волокнистые хемосорбенты могут быть использованы повторно.

Для выбора оптимальной экспозиции в лабораторных условиях изучена степень извлечения урана в зависимости от времени контакта фаз и рН раствора волокнистыми хемосорбенгами ВИОН КН-1 и АН-3 (см. фиг. 2). Видно, что 90 урана извлекается сорбентами в течение 2 сут в статических условиях.

Относительная эффективность сорбции серебра и золота волокнистыми хемосорбентами иллюстрируется табл. 1 и 2, Время контакта фаз во всех случаях не превышает 10 ч.

Полевые исследования проведены на трех месторождениях комплексных урановых руд, в которых присутствуют серебро, золото, платина, палладий, Материалы приведены по двум месторождениям и отражены на фиг. 3 и 4 (см. табл. 3 и 4).

На первом месторождении (cM, фиг. 3) по данным гидрохимического опробования и МДИ не обнаружено заметных аномальных концентраций урана и серебра над рудоконтролирующими структурами. По данным опробования с волокнистыми хемосорбентами КН-1 и АН-3 над рудоконтролирующей зоной выявлены контрастные аномалии урана и серебра. Значительно более слабые по сравнению с ВИОН аномалии

45 по урану получены в результате концентрирования путем выпаривания больше объемных (5 л) проб. Оруденение располагается на глубинах до 100 м, а с поверхности перекрыто чехлом ледниковых отложений мощностью до 20 м.

На втором месторождении проведены опытно-методические работы по изучению эффективности сорбции различных сорбентов и сравнению их результатов с обычным гидрокимическим опробованием и МДИ, что нашло отражение в табл. 3 и 4 и на фиг. 4. В целом месторождение контролируется мощной тектонической зоной разломов, которая сопровождается комплексом рудных проявлений, представленных богатым и рядовым урановым оруденением с элементами-спутниками — серебром, молибденом, свинцом, медью, цинком. Оруденение располагается на глубинах до 150 м, перекрывается чехлом ледниковых (мощностью до 60 м) и среднепротерозойских вулканогенноосадочных отложений. Аномальные зоны по урану, почти не смещенные относительно ураноносн ых зон, вскрытых скважинами, выделяются очень контрастно, чего нельзя сказать в отношении гидрохимического опробования.

Выявлены аномалии серебра, золота, платины и палладия, в то время как при обычных методах опробования указанные элементы в естественных водах при существующих возможностях методов анализа без концентрированияя не обнаруживаются, Указанные аномалии хорошо согласуются с тектоническими структурами, откартированными в фундаменте другими методами.

Между концентрациями урана, полученными тем и другим способами, существует значимая положительная корреляционная связь — коэффициент корреляции т = 0,69 при уровне значимости 0,99.

Как следует иэ приведенных данных, на первом месторождении степень концентрирования урана достигает от двух до трех порядков (фон единицы 10 г/л), на втором — на порядок и выше. Концентрирование по благородным металлам происходит еще более интенсивно, Действительно при черезвычайно низком их геохимическом фоне в природных водах (порядка 10 o r/ë) эа счет концентрирования волокнами мы обеспечивали надежное определение их концентраций атомно-абсорбционным методом с чувствителы остью всего лишь около 5 10 6 г/л.

Сопоставление гидрохимического опробования с хемосорбентами АН-3 и МДИ ээ пределами второго месторождения отчетливо указывает на значительно большую степень KoHöåèòðèpoâàíèÿ урана волокнами

2003138

Таблица 1

Степень сорбции серебра волокнистыми хемосорбентами из растворов, моделирующих состав болотных вод

П р и м е ч а н и е, Статическая обменная емкость волокон по гидразидиновым и карбоксильным группам составляет соответственно для КН-1 0,5 — 1,0 и 4,5-5,5, для АН-3—

1,5 — 2,0 и 0,8-1,5 мг-экв/r, Степень сорбции золота волокнистыми хемосорбентами из растворов фульвокислот, моделирующих воды Карелии

Таблица 3

Сопоставление концентраций урана по данным гидрохимического опробования и опробования с волокнами АН-3

АН-3 (более чем в 59 раз) по сравнению с

МДИ, что позволяет даже на близфоновых концентрациях урана в воде получать надежную (дифференцированную) картину его распределения (чувствительность лазерно- 5 люминесцентного анализа — первые единицы 10 г/л), (56) Барсуков В.П. и др. Геохимические поиски рудных месторождений. M.. Наука, 1981. с. 317.

Авторское свидетельство СССР

М 894660, кл. G 01 I/ 9/00, 1980, 10

2003138

Таблица 4

Сопоставление результатов опробования с хемосорбентами АН-3 и МДИ

Формула изобретения

СПОСОБ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ПО- 5

ИСКОВ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий установку по сети на исследуемой площади сорбирующих элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности 10 способа при поисках урана, золота, серебра, платины и палладия. в качестве сорбирующих элементов используют навески из волокнистых хемсорбентов БИОН на основе полиакрилнитрила, содержащих в своем составе карбоксильные и гидразидиновые группы, которые при установке фиксируют на дне или стенке водоема, при этом длительность экспозиции составляет не менее

3 сут.

2003138

Ю щ,е E< м ф

СО У

1

;. IlHfdli 58hsdoQ

l

2003 138 г5 го

<ооо

1 2 — З Ф 5 б

2003138

Фиа.4

Составитель В.Голомолзин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Петраш

Редактор Т.Горячева

Тираж Подписное . НПО " Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3233

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101