Реклама 16+, АО «Промсинтез» ИНН 6335007320spot_imgspot_img
Среда, 17 июля, 2024

Кимберлиты алмазных трубок в борьбе с углеродным следом

Два года назад алмазодобывающая компания «АЛРОСА» и ведущие научные центры в Москве экспериментально подтвердили возможность поглощения кимберлитом углекислого газа из атмосферного воздуха при его переработке.

Инвестпроекты

В перспективе это поможет создать базу для реализации алмазодобывающими компаниями климатических проектов по улавливанию и хранению углекислого газа из воздуха.

Специалисты Центра инноваций и технологий вместе с Научно-исследовательским геологическим предприятием (НИГП) «АЛРОСА» и экспертами Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова проанализировали образцы керна руды с глубоких горизонтов трубки Удачная и уже пустой породы с хвостохранилища после извлечения алмазов. Химический состав проб, которые находились в хвостохранилище от 1 месяца до 10 лет, сравнили с химическим составом исходной руды из керна скважин. Исследовали образцы с помощью ИК-спектроскопии, CHN-элементного анализа, рентгенодифракционной спектроскопии. В итоге установили следы химического преобразования исходной руды под воздействием воды и углекислого газа из атмосферы за несколько лет.

Результаты исследования подтвердили предположение: в образцах отработанной породы из хвостохранилища обнаружились продукты реакции карбонизации минералов, составляющих кимберлит. Такие реакции могли происходить только путем поглощения из воздуха на этапе обогащения и пребывания в хвостохранилище в течение некоторого времени. В случае ультраосновной руды – кимберлита трубки Удачная – расчетное поглощение достигает 80 кг на 1 тонну исходной руды за счет преобразования исходных минералов (оливина, флогопита и клинопироксена) и накопления карбонатов и гидрокарбонатов в форме кальцита и доломита.

Зеленый потенциал от Африки до Крайнего Севера

«АЛРОСА» – не первая алмазодобывающая компания, которая заинтересовалась этим эффектом. В 2016–2018 годах De Beers проводила подобные исследования и получила схожие результаты. Сейчас эти работы на Западе продолжает исследовательская группа CarbMinLab из Колумбийского университета. Объектами исследований De Beers были алмазные рудники в ЮАР и Канаде. Их результаты показали сильную зависимость способности поглощения углекислого газа из воздуха при переработке руды от ряда факторов, первый и самый главный из которых – химический состав исходного кимберлита. Потенциал поглощения впечатляющий: если пропускать углекислый газ через водную взвесь кимберлита, то его совокупное поглощение может достигать 342 кг на 1 тонну для так называемого черного кимберлита (из-за наличия в составе свежего неизмененного оливина).

Кимберлиты алмазных трубок отличаются по минеральному составу. Ведущую роль в интенсивности карбонизации играет количество кремнезема в кимберлите: чем больше в исходной породе кварца, тем меньше она сможет вступать в реакцию с углекислым газом. И наоборот, чем больше в исходном кимберлите ультраосновных минералов – оливина, флогопита, пироксена и др., тем способность поглощения выше. Содержание последних, в свою очередь, обусловлено тем, насколько кимберлит, слагающий трубку, сохранил свой исходный химический состав за последние 300–350 млн лет с момента образования в среднем палеозое, когда трубка представляла собой подземную часть вулкана, возникшего на одном из протоконтинентов. За это долгое время от вулкана не осталось и следа, а то, что осталось от протоконтинентов, стало частью современных материков. Алмазы, которые выносила лава этих вулканов, добываются сейчас главным образом в Африке, Канаде и Якутии.

В Африке, в Архангельской области, где кимберлитовые трубки подвергались сильному воздействию грунтовых вод и СО2, который эти воды несли с поверхности, руда значительно преобразовалась, и сегодня их потенциал поглощения невысок. Например, кимберлиты Архангельской алмазоносной провинции представляют собой большей частью сапонитовую глину. Это конечная форма химического преобразования кимберлитовой руды, поэтому она не способна значительно поглощать углекислый газ из воздуха.

А вот на Крайнем Севере кимберлитовые трубки пребывали длительное время в сравнительно инертных условиях и максимально сохранили оливин и флогопит. Будучи мало подверженными химическим преобразованиям в течение миллионов лет с момента образования, якутские месторождения, в частности трубка Удачная и Верхняя Муна, демонстрируют впечатляющие показатели поглощения СО2.

Захватить и хранить

Способность кимберлитовой руды самопроизвольно поглощать углекислый газ из воздуха является естественным надежным природным способом захватывать, поглощать СО2 и утилизировать его в виде конечных продуктов – карбонатов кальция и магния как основы осадочных пород на Земле. Причем этот способ гораздо надежнее, чем, например, поглощение СО2 деревьями, поскольку деревья накапливают углерод активно только на первых стадиях своего роста, а, кроме того, случается, что деревья горят во время частых летних пожаров, с соответствующими обратным эффектом и выбросами в атмосферу СО2, а карбонат утилизирует его навечно.

Среди других позитивных факторов – на обогатительных фабриках «АЛРОСА» предварительная подготовка добытой руды происходит в барабанных мельницах с большим количеством воды, а вода при этом играет роль транспорта СО2, растворимость которого в воде гораздо больше, чем его содержание в воздухе. К тому же растворимость СО2, как, впрочем, и других газов, в воде тем больше, чем вода холоднее, поэтому суровый якутский климат идет на помощь процессу.

Исследования продолжаются

«АЛРОСА» с участием ведущих научных центров геологии и геохимии продолжает исследования на предприятиях в Якутии и Архангельской области. Если на других месторождениях получатся схожие результаты, можно будет сделать вывод о том, что поглощение углекислого газа при разработке месторождений в 2–3 раза превышает эмиссию парниковых газов (в эквиваленте СО2) при добыче, обогащении и дальнейшей огранке в бриллианты.

текст: Сергей Петров, фото: Григорий Ифтодий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

8 + 1 =

Читайте также: