Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
340
Преобладание в кислых и околонейтральных водах катион-ных форм меди, цинка и свинца определяет их интенсивную ионообменную (Me2+—H+,. Me2+—Na+, Me2+—Ca2+) сорбцию глинистыми образованиями. Наибольшее поглощение меди, цинка, свинца имеют глины монтмориллонитовой группы. Полнота осаждения элементов глинами снижается в результате процессов комплексообразования в соответствии с рядом Ме2+>МеА+>МеА2°>МеА$-9 означающим уменьшение степени положительности заряда ионов.
Осаждение меди, цинка и свинца органическими соединениями происходит вследствие образования труднорастворимых гуматов и фульватов или в результате их соосаждения с гу-матами и фульватами других элементов. Оптимальный кислот-но-щелочный диапазон связывания меди в труднорастворимые элементоорганические соединения имеет pH 3—6. Более кислые и щелочные среды являются областью образования растворимых комплексных соединений элементов с органическими веществами.
Молибден. Основным промышленным минералом молибдена является молибденит. На рудных месторождениях молибденит обычно находится в гипогенной ассоциации с минералами вольфрама, олова, бериллия. Особый тип месторождений составляют парагенные ассоциации молибденита с сульфидными минералами меди.
В водах молибденсодержащих месторождений концентрации молибдена составляют л-100—л-10 ООО мкг/л. Существуют несколько процессов, приводящих к разложению молибденсодержащих минералов, освобождению молибдена и его переходу в подземные воды, — окисление, растворение, гидролиз, щелочное разложение и пр. Все эти процессы приводят к увеличению в подземных водах концентраций H2MoO* и ее анионов.
Молибденит окисляется по следующей принципиальной и результирующей схеме: 2MoS2 + 9O2 + 6H2O = 2H2MoO4 + + 4H2SO4- Он может также разлагаться под влиянием анионов щелочных вод
MoS2 + 4OH- = MoO42' + 2H2S.
Наиболее высокие содержания молибдена, обнаруживаемые в подземных водах молибденсодержащих месторождений, составляют п—л-10 мг/л, при этом максимальные содержания приурочены к околонейтральным и слабощелочным водам. В данном случае геохимический тип подземных вод не должен иметь существенного значения, так как молибдаты наиболее распространенных в подземных водах месторождений катионов (кальция и железа) имеют относительно хорошую растворимость (только в ряде случаев содержания мо
341
либдена в подземных водах уменьшаются с ростом концентраций кальция).
' Фоновые содержания молибдена в грунтовых подземных водах составляют п—п -10 мкг/л. Эти содержания увеличиваются от маломинерализованных вод HCO3-Ca состава влажных районов гумидной зоны (0, м-п мкг/л) к HCO3-Na минерализованным водам аридной зоны (п-10 мкг/л). Содержания молибдена в последних увеличиваются с ростом их минерализации. В связи с этим вне месторождений происходит накопление молибдена в водах содовых озер аридной зоны. Содержания молибдена в таких водах достигают п-100 мкг/л. Причина такого накопления — высокая растворимость Na2MoO4. Испарительное концентрирование вод содовых озер приводит ? к формированию в аридной зоне безрудных гидро-и литогеохимических солевых аномалий.
На фоне общей горизонтальной зональности распределения молибдена в грунтовых водах аномально увеличиваются его концентрации в грунтовых водах пород с повышенными
(против кларковых) содержаниями молибдена, особенно в интрузивных. Так, в грунтовых водах массивов интрузивных пород аридной зоны Средней Азии содержания молибдена
увеличиваются до ft* 10 мкг/л.
Миграция молибдена в подземных водах осуществляется в шестивалентной форме. Основными состояниями молибдена в кислородсодержащих подземных водах при рН>2 являются соединения молибденовой кислоты H2MoO40, HMoO4-, MoO42-
а при рН<2 — катион молибденила MoO22+.
Химические особенности молибдена определяют, во-первых, высокую растворимость оксидов молибдена и молибденовой кислоты (S200M0O3 ~ 2 г/л, S25H2M0O4 = 2,6 г/л); соединений молиб-
датов с натрием (S150Na3M0O4 = 647 г/кг); соединений молибдатов
с другими катионами подземных вод— ре2ЬЭ+" и Ca2+(S20Ve2 (М0о4)з ДО 30 мг/л, S20°CaMOo4 = 6—28 мг/л, во-вторых,
диссоциацию молибденовой кислоты
(K1250= 1,6-10"2, К218°=Ы0-6).
Эти свойства определяют значительную миграционную способность молибдена и возможность его накопления в подземных водах в большом Eh-pH диапазоне при значительных вариациях химического состава подземных вод. В связи с высокой растворимостью молибдатов натрия натриевый состав подземных вод всегда более благоприятен для водной миграции молибдена и особенно для его накопления в этих водах. Необходимо подчеркнуть, что высокие концентрации кальция в подземных водах не являются существенным препятствием для водной миграции молибдена, так как молибдаты кальция имеют достаточно высокую растворимость
342
Изучение геохимии подземных вод молибденовых месторождений показало, что содержания молибдена в таких водах скорее зависят не от химического состава этих вод, а от интенсивности сорбционного осаждения молибдена гипергенными новообразованиями и степени гидродинамичности среды. Молибден сорбционно соосаждается со многими гипергенными новообразованиями" и особенно с гидроксидами железа. Вследствие анионной (при рН>2—3) формы миграции кислотно-щелочный диапазон сорбционного осаждения молибдена гидроксидами железа приурочен к кислым средам. Гидроксиды железа прочно связывают молибдат-ион и удаляют значительную его часть из подземных вод. В гидроксидах зон окисления молибденовых месторождений может удерживаться более половины окисленного молибдена. Поэтому кислые воды сульфидных месторождений обычно не содержат высоких концентраций молибдена; а все максимальные концентрации молибдена (я-1000 мкг/л) известны в околонейтральных и щелочных водах. Из таких вод молибден осаждается только вследствие сорбционных соосаждений молибдатионов с карбонатами кальция и именно в этом заключается причина.наблюдающегося в ряде случаев отрицательного влияния кальция на миграцию молибдена.
