Электрохимический эксперимент

Эксперимент проделан для подтверждения возможности перехода под действием электрического поля металлов из образцов руд в раствор в ионной форме (наподобие экспериментов Ю.С. Рысса). Использована емкость с 6 полупроницаемыми пергаментными мембранами вытянутой формы длиной 90 сантиметров (в данном случае сконструирована из 7 пластиковых прозрачных бутылок) с подкисленной дистиллированной водой (по предположению, слабая кислотность соответствует геологическим условиям в верхней части коры выветривания). Условия эксперимента отличаются от природных мелким дроблением руды, высокой плотностью тока. Это не характерно для естественных условий, но позволяет сократить время лабораторного эксперимента. Эксперимент длился более 2 недель. Для анализа отбирались пробы из ближайших к электродам ячеек, элементный состав определялся в ООО «Геоэкохим» (высокочувствительный ICP-анализ). (Выполнен под руководством профессора Путикова О.Ф. при содействии доцентов кафедры ГФХМР НМСУ «Горный» Миллера А. А. и Алексеева С. Г.)

·   1 день – пробный кратковременный  (1 сутки) запуск установки без образца горной породы, с целью выяснения точного состава фонового раствора, отбор проб. Подаваемое напряжение до 30 Вольт (режим стабилизации тока), используемый ток около 0,1 Ампер (высокая плотность тока компенсирует длительность геологических процессов, которую нельзя воссоздать в лабораторных условиях); первоначально заполняющий установку раствор слабокислый.

·   2 день – начало эксперимента: запуск в прежних условиях, но при наличии пробы породы в средней ячейке. Также отобрана проба раствора, полученного после помещения навески породы в соответствующую ячейку, но при отсутствии тока в системе.

·   4 день – получение проб католита и анолита № 1.1, 1.2. При этом католит («-» полюс) отличался щелочной обстановкой и наличием мутного осадка;

· 7 день – получены пробы католита и анолита № 2.1,2.2; замена разрушающегося углепластикового электрода;

·   12 день – получены пробы католита и анолита № 3.1, 3.2, повторная замена электрода («-»);

· 15 день – получены пробы католита и анолита № 4.1, 4.2 , замена углепластикового электрода, титановый электрод почернел;

·  17 день – получены пробы № 5.1, 5.2, титановый электрод покрывается пленкой окисла. Отключение установки.

Полученные величины прошли обработку в Excel для учета фоновых значений, перевода из параметра объемной концентрации в массу, для некоторых диаграмм произведено нормирование по отношению к первоначальному содержанию в горной породе, а также интегрирование значений для определения общего количества перешедших в раствор элементов.

Некоторые результаты:

Переход элементов горных пород и руд в подвижную форму под действием электрического поля возможен, при чем доля таких элементов весьма высока – до 19 % (не показано на данных рисунках). Также важно отметить, что для большинства элементов к концу первой недели наблюдается установление некого равновесия, характеризуемого стабилизацией концентрации в растворе, а после 10 дней извлечения развивается процесс линейного роста концентраций. 

По итогам расчетов выделяются 2 группы элементов, различающихся по поведению в электрическом поле: 1) изотоп Pd-108 – Cr – Fe и 2) Cu – Zn – Co – Ni – Ag – Cd – Pt Подчеркнуты наиболее яркие представители групп. Первая группа ведет себя в большей степени как анион, а вторая – как  катион, что объясняется сложными взаимодействиями многих компонентов и комплексообразованием.