Sorption Properties of Cobalt-Rich Ferromanganese Crusts of the Kotzebue Guyot of the Magellanic Mountains Relative to Cations of Rare Earth Metals

G. V. Novikov; Новиков Г. В.; N. V. Lobus; Лобус Н. В.; O. Y. Bogdanova; Богданова О. Ю.

doi:10.31857/S0024497X23700295

Сорбционные свойства кобальтоносных железомарганцевых корок гайота Коцебу Магеллановых гор относительно катионов редкоземельных металлов

Авторы: Новиков Г.В.¹, Лобус Н.В.¹, Богданова О.Ю.¹
Учреждения:
1. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: № 6 (2023)
Страницы: 527-541
Раздел: Статьи
URL: https://journals.eco-vector.com/0024-497X/article/view/658435
DOI: https://doi.org/10.31857/S0024497X23700295
EDN: https://elibrary.ru/MOXHQB
ID: 658435

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье приводятся результаты экспериментальных исследований сорбционных свойств железомарганцевых корок (КМК) гайота Коцебу относительно катионов редкоземельных металлов (РЗМ). Установлено, что корки являются природным высокоселективным сорбентом катионов РЗМ. Сорбция катионов РЗМ протекает на рудных минералах ‒ Fe-вернадите, вернадите, Mn-фероксигите, гетите. Корки характеризуются высокой обменной емкостью – 1.67‒3.28 мг-экв/г, которая возрастает в ряду: Lu < Gd < Dy < La, Sm < Nd < Y < Eu ⪡ Ce. Поглощение катионов РЗМ протекает по ионообменному эквивалентному механизму, в случае с катионами Се³⁺ ‒ по сверхэквивалентному механизму относительно катионов обменного комплекса рудных минералов – Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, которые вносят 95‒98% в суммарную емкость минералов.

Ключевые слова

железомарганцевые корки, гайот Коцебу, рудные минералы, катионы редкоземельных металлов, сорбция, обменная емкость.

Список литературы

Богданов Ю.А., Горшков А.И., Гурвич Е.Г. и др. Железо-марганцевые корки и конкреции гайотов северо-западной части Тихого океана // Геохимия. 1998. № 5. С. 518–531.
Железомарганцевые корки и конкреции подводных гор Тихого океана / Под ред. А.П. Лисицына. М.: Недра, 1990. 227 с.
Кобальтобогатые руды Мирового океана. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. 167 с.
Мельников М.Е. Месторождения кобальтоносных марганцевых корок. Геленджик: ФГУГП ГНЦ, 2005. 230 с.
Мельников М.Е. Кобальтоносные железомарганцевые корки // Мировой океан. Т. III. Твердые полезные ископаемые и газовые гидраты в океане. М.: Научный мир, 2018. С. 285‒322.
Мельников М.Е., Плетнев С.П. Распределение церия в скоплениях железомарганцевых корок различного ранга на Магеллановых горах (Тихий океан) // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 1. С. 23–36.
Мельников М.Е., Седышева Т.Е. Редкоземельные элементы в железомарганцевых корках Магеллановых гор (Тихий океан) – Благородные, редкие и радиоактивные элементы в рудообразующих системах // Материалы Всеросс. научной конференции с международным участием / Электронный ресурс: октябрь 2014. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2014. С. 442‒449.
Новиков Г.В. Кинетика сорбции катионов металлов на железомарганцевых образованиях подводных гор // Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1998. С. 141‒158.
Новиков Г.В. Методы оценки сорбционных свойств железомарганцевых отложений Мирового океана. М.: Граница, 2005. 48 с.
Новиков Г.В. Ионообменные свойства рудных минералов океанских железомарганцевых образований // Мировой океан. Т. III. Твердые полезные ископаемые и газовые гидраты в океане. М.: Научный мир, 2018. С. 355‒497.
Новиков Г.В., Мельников М.Е., Богданова О.Ю., Викентьев И.В. Природа кобальтоносных железомарганцевых корок Магеллановых гор Тихого океана. Сообщение 1. Геология, минералогия, геохимия // Литология и полез. ископаемые. 2014. № 1. С. 3–25.
Новиков Г.В., Лобус Н.В., Дроздова А.Н., Диков Ю.П. Сорбция катионов Y3+, La3+ и Cе3+ на кобальтоносных марганцевых корках Магеллановых гор и поднятия Маркус-Уэйк Тихого океана // Литология и полез. ископаемые. 2019. Т. 54. № 4. С. 318‒336.
Новиков Г.В., Седышева Т.Е., Богданова О.Ю., Лобус Н.В. Кобальтоносные железомарганцевые корки гайота Коцебу Магеллановых гор Тихого океана: условия залегания, минералогия, геохимия // Океанология. 2022. Т. 62. № 6. С. 979‒990.
Челищев Н.Ф., Грибанова Н.К., Новиков Г.В. Сорбционные свойства океанических железомарганцевых конкреций и корок. М: Недра, 1992. 317 с.
Davranche M., Pourret O., Gruau G. et al. Adsorption of REE(III)–hymate complexes onto MnO2: experimental evidence for cerium anomaly and lanthanide tetrad effect suppression // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 4825–4835.
Davranche M., Pourret O., Gruau G. et al. Competitive bin-ding of REE to humic acid and manganese oxide: impact of reaction kinetics on development of cerium anomaly and REE adsorption // Chem. Geol. 2008. V. 247. P. 154–170.
Koeppenkastor D., De Carlo E.H. Sorption of rare–earth elements from seawater onto synthetic mineral particles: An experimental approach // Chem. Geol. 1992. V. 95. P. 251–263.
Ohta A., Kawabe I. REE (III) adsorption onto Mn dioxide (δ-MnO2) and Fe oxyhydroxide: Ce (III) oxidation by δ-MnO2 // Geochim. Cosmochim. Acta. 2001. V. 65. № 5. P. 695–703.
Quinn K.A., Byrne R.H., Schijf J. Influence of solution and surface chemistry on yttrium and rare earth element sorption // Mar. Chem. 2006. V. 93. P. 128–150.
Tanaka K., Tani Y., Takahashi Y. et al. A specific Ce oxidation process during sorption of rare earth elements on biogenic Mn oxide produced by Acremonium sp. strain KR21–2 // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74(19). P. 5463–5477.