Физико-химическая модель формирования россыпного золота

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Работа посвящена кинетическому анализу и моделированию закономерностей образования наноформ металлического золота и механизмам образования макрочастиц металла. Рассмотрена кинетика процесса в стационарном состоянии в растворе и в потоке, моделирующим процессы формирования месторождения. Показан автокаталитический характер синтеза наночастиц золота, при котором принципиально важен обратный процесс окисления Au0 сильным окислителем Au3+. Проведено моделирование кинетического поведения системы от начальной концентрации реагента (Au3+), концентраций автокаталитической “затравки” (Au1+, Au0), концентрации восстановителя, проанализирована зависимость многостадийного процесса от температуры. Проведено математическое моделирование формирования очага россыпи золота в потоке на основе теории реакторов идеального вытеснения. Модель включает зону рассеянного минерального золота (или нанораспределенного золота), зону гидропотока и зону коагуляции формирования макрочастиц на металлическом зародыше (зона преципитации). Проведены расчеты зависимости профили распределения реагентов от концентрации восстанавливающего компонента, скорости гидропотока, концентрации коагулянтов и “зародышей” преципитации.

全文:

受限制的访问

作者简介

С. Варфоломеев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук

Email: s.tsybenova@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва, 119991; Москва, 119997

В. Калиниченко

Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук

Email: s.tsybenova@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва, 119997

Ю. Кузнецов

ООО “РГ Иркутскгеофизика 3”

Email: s.tsybenova@gmail.com
俄罗斯联邦, Иркутск, 664039

И. Гачок

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: s.tsybenova@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва, 119991

С. Цыбенова

Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук

编辑信件的主要联系方式.
Email: s.tsybenova@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва, 119997

参考

  1. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1955. 472 с.
  2. Шило Н.А. Учение о россыпях. Теория россыпеобразующих рудных формаций и россыпей. Изд.2-е, Владивосток: Дальнаука, 2002. 576 с.
  3. Нестеренко Г.В. Происхождение россыпных месторождений. Новосибирск: Наука, 1977. 313 с.
  4. Избеков И.Д. Образование и эволюция россыпей. Новосибирск: Наука, 1985. 189 с.
  5. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Т. 1. Вып. II. Л.: Научное химико-техническое изд-во, 1927. 197 с.
  6. Петровская Н.В. Самородное золото (общая характеристика, типоморфизм, вопросы генезиса). М.: Наука, 1973. 347 с.
  7. Streltsov S.V., Roizen V.V., Ushakov A.V. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. V.115. I.40. P. 9945. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1802836115
  8. Кузнецов Ю.А., Дубков А.А., Калиниченко В.Н. и др. // Недра Поволжья и Прикаспия. 2023. Вып. 111. С. 27.
  9. Бернатонис В.К., Попов П.А. // Изв. Томского политех. ин-та. 1977. Т. 287. С. 6.
  10. Воротников Б.А., Попова Л.М., Росляков Н.А. и др. // Изв. Томского политех. ин-та. 1968. Т. 134. С. 188.
  11. Шабынин Л.Л. // Изв. Томского политех. ин-та. 1967. Т. 167. С. 67.
  12. Сердюк С.С. Золотоносные провинции Центральной Сибири: геология, минерагения и перспективы освоения. Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. Красноярск: КНИИГИМС, 2004. 60 c.
  13. Евсеев В.В., Немеров В.К., Серебренникова О.В. // Нефтегаз. дело. 2008. № 1. С. 1.
  14. Таусон В.Л., Немеров В.К., Развозжаева Э.А. и др. // ДАН. 2009. Т. 426. № 4. С. 529. [Tauson V.L., Nemerov V.K., Razvozzhaeva E.A. et al. // Dokl. Earth Sci. 2009. V. 426. P. 690.] https://doi.org/10.1134/S1028334X09040400
  15. Сергеев Г.Б. Нанохимия: учебн. пособие. М.: Изд-во КДУ, 2015. 384 с.
  16. Lo Nigro R., Fiorenza P., Pécz B., et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. I. 19. P. 3319. https://doi.org/10.3390/nano12193319
  17. Апяри В.В., Дмитриенко С.Г., Горбунова М.В. и др. // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 1. С. 26. https://doi.org/10.1134/S0044450219010055
  18. Дурович Е.А., Евтушенко Е.Г., Сенько О.В. и др. // Вестн. Росс. гос. мед. ун-та. 2018. № 6. С. 27. https://doi.org/10.24075/vrgmu.2018.088
  19. Варфоломеев С.Д. Молекулярные основы интеллекта. М.: Изд-во МГУ, 2024. 290 с.
  20. Коршунов А.В., Кашкан Г.В., Нгуен Х.Т. Т. и др. // Изв. Томского политех. ун-та. 2011. Т. 318. № 3. С. 12. http://earchive.tpu.ru/handle/11683/3644
  21. Turkevich J., Stevenson P.C., Hillier J. // Discussions of the Faraday Society. 1951. V. 11. P. 55.
  22. Chow M.K., Zukoski C.F. // J. Colloid Interface Sci. 1994. V. 165. P. 97. https://doi.org/10.1006/jcis.1994.1210
  23. Patungwasa W., Hodak J.H. // Materials Chemistry and Physics. 2008. V. 108. I. 1. P. 45. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.09.001.
  24. Vityuk N.V., Eremenko A.M., Rusinchuk N.M., et al. // Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni. 2023. V. 14. I. 3. P. 310. https://doi.org/10.15407/hftp14.03.310
  25. Rodriguez-Gonzalez B., Mulvaney P., Liz-Marzan L.M. // Zeitschrift für Physikalische Chemie. 2007. V. 221. I. 3. P. 415. https://doi.org/10.1524/zpch.2007.221.3.415
  26. Коршунов А.В., Перевезенцева Д.О., Коновчук Т.В. и др. // Изв. Томского политех. ун-та. 2010. Т. 317. № 3. С. 6. http://earchive.tpu.ru/handle/11683/3351
  27. Варфоломеев С.Д. Динамика неустойчивости. Кинетическое моделирование и методы управления. М.: Научный мир, 2021. 282 с.
  28. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. Биокинетика. Практический курс. М.: Фаир-Пресс, 1999. 720 с.
  29. Хусаинова А.Ш. Поведение золота в техногенно-минеральных образованиях месторождений золото-сульфидного типа: Автореф. дис. … канд. гео.-мин. наук. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 2020. 19 с.
  30. Воробьев А.Е., Хоноре Т. // Вестник РУДН. Сер. Инженерные исследования. 2016. № 1. С. 78.
  31. Таусон В.Л., Кравцова Р.Г., Липко С.В. и др. // Докл. Акад. наук. 2018. Т. 480. № 2. С. 210 [Tauson V.L., Kravtsova R.G., Lipko S.V. et al. // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 480. No. 2. P. 210.] https://doi.org/10.1134/S1028334X18050185

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Formula 2

下载 (23KB)
索引源数据
3. Fig. 1. Experimental and calculated data on the kinetics of gold sol formation and the results of kinetic modelling of the process according to scheme (1), (2) when varying the initial Au3+ concentration: 1 - 2 × 10-5, 2 - 5 × 10-5, 3 - 10-4, 4 - 1.5 × 10-4 M. Calculation parameters: k1R0 = 9.4 × 10-3 min-1, k3R0 = 2.3 × 10-4 min-1, k2 = 3 × 104 M-1 min-1, Aux0 (0) = 0, Au1+ (0) = 5 × 10-6 M. The experimental data of [20] were digitised and presented for comparison with the calculated data obtained.

下载 (163KB)
索引源数据
4. Fig. 2. Kinetic curves of gold dispersed phase accumulation in the absence (curve 1, k2 = 0) and presence of Aux0 oxidation process by Au3+ action (curve 2, k2 = 3 × 104 M-1 min-1, experimental data - line with dots).

下载 (94KB)
索引源数据
5. Fig. 3. Dynamics of Au3+, Au1+ and Aux0 concentrations change over time when the initial Au1+ concentration (0) is varied: 1 - 0, 2 - 5 × 10-6, 3 - 3 × 10-5 M. Initial concentrations of Au3+ (0) = 1 × 10-4 M, Aux0 (0) = 0.

下载 (239KB)
索引源数据
6. Fig. 4. Kinetic responses of system (3), (4) when varying k2: 1 - 3 × 104, 2 - 1 × 103, 3 - 2 × 102 M-1 min-1.

下载 (239KB)
索引源数据
7. Fig. 5. Kinetic responses of system (3), (4) when varying k3R0: 1 - 7.5 × 10-3, 2 - 1.5 × 10-3, 3 - 2.3 × 10-4, 4 - 1.5 × 10-6 min-1.

下载 (302KB)
索引源数据
8. Fig. 6. Experimental (line with dots) [20] and theoretical (solid line) data at different temperatures: T = 60 (1), 20 (2), 5°C (3).

下载 (105KB)
索引源数据
9. Scheme 1. Formation of placer of gold macroparticles in the process of hydraulic flow functioning.

下载 (81KB)
索引源数据
10. Scheme 2. Mechanism of reductive electrochemical precipitation.

下载 (91KB)
索引源数据
11. Fig. 7. Profiles of Au0, Au1+, Au3+, Au0* concentration variation along the flow length (ℓ) at variation of parameter k3R0: 1 - 9 × 10-5, 2 - 2.25 × 10-4, 3 - 11.25 × 10-4 min-1.

下载 (264KB)
索引源数据
12. Fig. 8. Profiles of Au0, Au1+, Au3+ concentration changes along the flow length (ℓ) at time t = 3000 min at variation of flow velocity v: 1 - 0.1, 2 - 0.5, 3 - 1, 4 - 2 m/s.

下载 (247KB)
索引源数据
13. Fig. 9. Profiles of Au0, Au1+, Au3+ Au0* concentrations variation along the flow length (ℓ) at variation of B0 nucleating coagulants concentration: 1 - 2, 2 - 4, 3 - 8 M.

下载 (214KB)
索引源数据
14. Fig. 10. Profiles of Au0, Au1+, Au3+, Au0* concentration variation along the flow length (ℓ) (left) at time t = 1300 and initial inlet Au3+ concentration (0) = 7.5 × 10-8 M with k3R0 variation: 1 - 9 × 10-5, 2 - 2.25 × 10-4, 3 - 11.25 × 10-4 min-1.

下载 (243KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024