Ученые СФУ изучили золотоносный минерал арсенопирит — Naked Science
9 минут
СФУ

Ученые СФУ изучили золотоносный минерал арсенопирит

Исследователи из Красноярска и Томска изучили микроструктуру минерала арсенопирита, отобранного из руд месторождений Енисейского кряжа в Красноярском крае. Выяснилось, что повышенные концентрации золота, в том числе «невидимого», ассоциированы с «нешаблонными» арсенопиритами, имеющими различные погрешности химического состава и кристаллической структуры.

Арсенопирит / ©ostrov-mineralov.ru

Основные результаты работы опубликованы в журнале Minerals.

Арсенопирит (FeAsS) широко распространен в природе. Минерал хрупок и при сильном ударе издает резкий запах чеснока – такой особенностью он обязан высокому содержанию мышьяка, который традиционно добывают из арсенопиритового сырья. Арсенопирит интересен еще и тем, что в значительных количествах встречается на золоторудных месторождениях – это тесное соседство давно натолкнуло геологов на мысль, что золото можно искать там, где встречаются поблескивающие игольчатые или ромбические кристаллы оловянно-белого цвета.

«Связь золота с арсенопиритом может проявляться по-разному. Видимое золото (различимое невооруженным глазом или в микроскоп) может находиться в кристаллах арсенопирита в виде включений, в срастаниях с ним, заполнять трещины в минерале. Но существует еще и так называемое «невидимое» (или упорное) золото. Его не видно даже в микроскоп. Это золото «прячется» в минерале под видом нано-включений самородного металла, или же в виде отдельных атомов.

«Вот как раз в последнем случае возможны разные варианты. Атом золота может занимать место другого атома в структуре арсенопирита – например, замещать атом железа, мышьяка или серы. В другом случае атомы золота могут встраиваться в пустоты кристаллической решетки минерала (нам кажется, что твердое тело плотное и не имеет свободного пространства, однако на атомарном уровне существует много пустот). И, наконец, атомы золота могут занимать «дефекты» кристаллической решетки минерала (разного рода вакансии, дислокации)», – сообщил инженер R&D центра ГМК «Норильский Никель» СФУ, ведущий инженер кафедры геологии, минералогии и петрографии Сергей Сильянов.

Авторы статьи рассказали, что изучение арсенопирита методом Мёссбауэровской спектроскопии позволило уточнить положение атомов железа и их ближайшее окружение в структуре минерала. Оказалось, что в отличии от идеального арсенопирита, где каждый атом железа по октаэдру окружен тремя атомами серы и тремя — мышьяка, в природном варианте атомы железа могут иметь иное окружение с различным соотношением серы и мышьяка. Например, железо в окружении шести атомов серы, или в любых других комбинациях. Наличие подобных «ошибок» в структуре связано с физико-химическими условиями образования минерала.

Ученые обнаружили еще один интересный факт: даже при большой доле атомов железа с иным, не идеальным окружением, арсенопирит остается арсенопиритом. То есть, полностью сохраняет свою кристаллическую структуру, что подтвердили дополнительные рентгеноструктурные исследования.

Серый ромбовидный кристалл – это арсенопирит, светлые включения – золото. Фотография сделана под микроскопом / © Пресс-служба СФУ

«Нам удалось продвинуться в понимании механизма формирования связанного золота в арсенопиритах с помощью изучения лигандного окружения атомов железа. Ранее такие детальные исследования в арсенопиритах не выполнялись. В нашем случае лигандное окружение железа было изучено на большой выборке образцов природных арсенопиритов, что и позволило в итоге выделить ряд интересных закономерностей», – сообщил соавтор исследования, сотрудник Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН Юрий Князев.

«Вопрос «невидимого» золота очень актуален в последнее время, не только для фундаментальной науки, но и с прикладной точки зрения. Большое его количество в рудах, усложняет процесс извлечение металла – вот почему «невидимое» золото и содержащие его руды называют еще «упорными». Такого золота на различных месторождениях может быть очень много. Крупное видимое золото легко обогащается традиционными гравитационными методами, основанными на высокой плотности металла. В случае с «невидимым» золотом такие схемы обогащения не работают. Приходится применять более изощренные методы», – продолжил Сергей Сильянов.

На сегодняшний день коллективу сибирских ученых удалось косвенно показать, что доля золота в арсенопирите увеличивается при снижении его структурной и химической стехиометрии (то есть, чем менее «идеален» минерал, тем больше у него шансов «приютить» внутри себя золото). Что дальше? Исследователи утверждают, что арсенопирит не так прост, как кажется на первый взгляд. Особенности его химического состава и структуры требуют тщательного изучения и объяснения.

«В начале декабря мы изучили арсенопириты на Курчатовском источнике синхротронного излучения. В дальнейшем планируем исследовать состояние золота в наших образцах – такие исследования возможны на синхротроне в Гренобле. Надеемся, что эта работа позволит понять, как извлекать «упорное» золото с наименьшими потерями для отечественной и мировой промышленности», – резюмировали красноярские ученые.

Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект № 19-35-90017\19) и Правительства Российской Федерации (проект № 14.Y26.31.0012).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сибирский федеральный университет — высшее учебное заведение, расположенное в Красноярске. Первый в России федеральный университет. Крупный научно-исследовательский и образовательный центр в России. Крупнейший университет восточной части России.
Вчера, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: