Metal-bearence of Siberian coals

Results of long-term observations for Siberian coals are generalized. Geochemical peculiarities of coal-fields are determined. It was stated, that Siberian coals are perspective for search of Au, Sc, Ge and lithophilous rare metal (Zr, Hf, Y, Nb, Ta, U and lanthanide) commercial deposit. Prospects of evaluation of rare metal resources commercial developing in coals and their waste is fulfille

Radioactive elements in the environment

Indicated role of natural radioactive elements (U, Th) in geospherical layers and various environmental components is discussed. Induced radionuclide problems are examine

Mineral modes of rare elements in coals and ashes of coals of Azey deposit in Irkutsk coal basin

Relevance of the work is caused by the necessity to obtain new data on the rare metal potential of Azey coal deposit, to develop the techniques for studying the modes of occurrence elements in coals and wastes of coal combustion, and the possibility of further development of methods to extract rare elements from coals and wastes of coal combustion. The main aim of the research is to study the mineral modes of occurrence of rare elements in coals, coal ashes and clay interlayers in coal seams of Azey deposit; to demonstrate the content of the variety of micro-minerals enriched with rare elements in the coals. The methods used in the study: ashing samples at 815±10 °C determining ash content according to the GOST 11022-95; scanning electron microscopy using Hitachi S-3400N microscope with energy dispersive spectrometer Bruker XFlash 4010 for semi-quantitative X-ray analysis. The results of the research indicate the wealth of rare-metal mineralogy of Azey coal deposit. The detailed study of coals of the seam II revealed both minerals which are widespread for coals (zircon, monazite, etc.) and those which are completely unique, such as Si-Al-Na-Ca-Zr-Sc-Ti-V-Fe-O (Panguite?). The authors have determined the specific feature of the rare-earth mineralization of Azey coal deposits. The fluoro-carbonates (bastnesite?) with authigenic origin are the predominant form of mineral light rare earth elements. In contact with tonstein the significant amount of rare earth phosphates and crystals of baddeleyite was found. Uranium oxides and silicates were revealed both in coal and in tonstein. In all uranium minerals the authors identified zirconium impurity

Metalliferous coals of coals of Azey deposit in Irkutsk coal basin

The relevance of the research is caused by the need to find new sources of valuable elements that determine the development of modern innovative economy. Coals and ashes of coals are considered as their perspective source. The study of geochemical characteristics of coal and modes of occurrence of chemical elements in coals and ashes of the coals is required for estimation of metal content in coal deposits and development of the criteria for detecting metalliferous coals and techniques for extraction of valuable elements. A promising source of valuable elements is Azeyskoe deposit, where the content of a number of valuable elements reaches possible industrially important ore concentrations. The main aim of the research is to study the geochemical characteristics and modes of occurrence of impurity elements in coals, coal ashes and noncoal intercalations in coal seams of Azeyskoe deposit. Objects of the research are coal and coal bearing rocks of Azeyskoe deposit of Irkutsk basin. Methods: instrumental neutron activation analysis, mass spectrometry method with inductively coupled plasma, x/ray phase analysis, scanning electron microscopy with x/ray spectral analysis, ashing with determination of ash content and humidity, extraction of bitumen and humic acids. Results. The authors have determined the enrichment of Azeiskoe deposit coals with a number of rare impurity elements (REE, Sc, Zr, Hf, Ta, Th). Pyroclastic material as a source of rare earth elements, thorium, tantalum, zirconium and hafnium, is very important in this enrichment. It was determined that the coals in oxidation zone are characterized by anomalously high concentrations of rare impurity elements (REE, Sc, Cr, Co, Au), bottom formation zones of coal seams are enriched with heavy rare earth elements, Sc, Co, Sb, Ta, Hf, Ba. Presence of native and intermetallic mineralization in coals is revealed. It is established that in low/sulfur coals (~0,5 %) with a low content of sulfide sulfur native forms of elements-chalcophiles prevail. In total, more than 80 mineral forms of impurity elements, including monazite, bastnezite, zircon, baddeleyite, native and intermetallic compounds, etc., were found out

Modes of occurrence of rare earth elements in peats of West Siberia

The relevance of the study is determined by the necessity to distinguish the origin and to develop the models for accumulation of rare earth elements in peats and coals for forecasting and detecting rare metal mineralization in coalfields. The relevance is caused as well by the necessity of obtaining comprehensive information owing to peat integrated use in agricultural industry. The aim of the research is to study the modes of occurrence and to assess the balance of rare earth elements modes of occurrence in peats of Western Siberia; to estimate the role of organic and mineral matter in accumulation of rare earth elements in high-bog and low-moor peats, and on this ground to define the nature of lanthanides accumulation in peats. Research methods: peat division into group components by the Instorf method: bitums, water-soluble and hydrolyzable substances, humic and fulvic acids, non-hydrolyzable residue; investigation of rare earth elements content using neutron-activation analysis; REE balance calculation for fractions of group composition; scanning electronic microscopy using a Hitachi S-3400N microscope with energy dispersive spectrometer Bruker XFlash 4010 for studying mineral forms. Results. Theauthors have singled out and studied the group components of peats. It was ascertained that the main mass of the REE in peats is related to the fraction of hydrolyzable and water-soluble substances and organic matter. From 40 till 80 % of total content of REE in peat is accounted for the fraction of of hydrolyzable and water-soluble substances. 10-30 % of the amount of REE is concentrated in humic acids. Mineral matter in peats plays a minor role in accumulation of lanthanides. In general, not more than 25 % is accounted for mineral substance in the rare earth elements balance in peats. Among the mineral forms of REE in peats phosphates (monazite, xenotime, crandallite) and zircon are dominated. The division of lanthanides in fractions of group compound of peat is noticed. The fraction of water-soluble and hydrolyzable substances is relatively enriched with light rare earths, and humic substances are enriched with heavy rare earths

Metalliferous coals of coals of Azey deposit in Irkutsk coal basin

Актуальность работы обусловлена необходимостью поиска новых источников ценных элементов, определяющих развитие современной инновационной экономики. В качестве их перспективного источника рассматриваются угли и золы углей. Изучение геохимических особенностей углей и форм нахождения химических элементов в углях и золах углей необходимо для оценки металлоносности угольных месторождений, разработки критериев выявления металлоносных углей и методик по извлечению ценных элементов. Перспективным источником ценных элементов является Азейское месторождение, в котором содержание ряда ценных элементов достигает возможных промышленно значимых рудных концентраций. Цель исследований: выявить геохимические особенности и формы нахождения элементов-примесей в углях, золах углей и неугольных прослоях угольных пластов Азейского месторождения. Объектами исследования являются угли и углевмещающие породы Азейского месторождения Иркутского бассейна. Методы: инструментальный нейтронно-активационный анализ, масс-спектрометрический метод с индуктивно-связанной плазмой, рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия с рентгеноспектральным анализом, озоление проб с определением зольности и влажности, экстрагирование битумов и гуминовых кислот. Результаты. Выявлено обогащение углей Азейского месторождения рядом редких элементов-примесей (REE, Sc, Zr, Hf, Ta, Th), важную роль в котором играет пирокластический материал как источник редкоземельных элементов, тория, тантала, циркония и гафния. Установлено, что угли из зоны окисления характеризуются аномально высокими концентрациями редких элементов примесей (REE, Sc, Cr, Co, Au), припочвенные зоны угольных пластов обогащены тяжелыми редкоземельными элементами, Sc, Co, Sb, Ta, Hf, Ba. Выявлено наличие самородной и интерметаллической минерализации в углях. Установлено, что в малосернистых углях (~0,5 %) с низким содержанием сульфидной серы преобладают самородные формы элементов-халькофилов. Всего обнаружено свыше 80 минеральных форм элементов-примесей, в том числе монацит, бастнезит, циркон, бадделеит, самородные и интерметаллические соединения и т. д.The relevance of the research is caused by the need to find new sources of valuable elements that determine the development of modern innovative economy. Coals and ashes of coals are considered as their perspective source. The study of geochemical characteristics of coal and modes of occurrence of chemical elements in coals and ashes of the coals is required for estimation of metal content in coal deposits and development of the criteria for detecting metalliferous coals and techniques for extraction of valuable elements. A promising source of valuable elements is Azeyskoe deposit, where the content of a number of valuable elements reaches possible industrially important ore concentrations. The main aim of the research is to study the geochemical characteristics and modes of occurrence of impurity elements in coals, coal ashes and noncoal intercalations in coal seams of Azeyskoe deposit. Objects of the research are coal and coal bearing rocks of Azeyskoe deposit of Irkutsk basin. Methods: instrumental neutron activation analysis, mass spectrometry method with inductively coupled plasma, x/ray phase analysis, scanning electron microscopy with x/ray spectral analysis, ashing with determination of ash content and humidity, extraction of bitumen and humic acids. Results. The authors have determined the enrichment of Azeiskoe deposit coals with a number of rare impurity elements (REE, Sc, Zr, Hf, Ta, Th). Pyroclastic material as a source of rare earth elements, thorium, tantalum, zirconium and hafnium, is very important in this enrichment. It was determined that the coals in oxidation zone are characterized by anomalously high concentrations of rare impurity elements (REE, Sc, Cr, Co, Au), bottom formation zones of coal seams are enriched with heavy rare earth elements, Sc, Co, Sb, Ta, Hf, Ba. Presence of native and intermetallic mineralization in coals is revealed. It is established that in low/sulfur coals (~0,5 %) with a low content of sulfide sulfur native forms of elements-chalcophiles prevail. In total, more than 80 mineral forms of impurity elements, including monazite, bastnezite, zircon, baddeleyite, native and intermetallic compounds, etc., were found out

Mineral modes of rare elements in coals and ashes of coals of Azey deposit in Irkutsk coal basin

Актуальность работы обусловлена необходимостью получения новых данных о редкометалльном потенциале углей Азейского месторождения и разработки методик по изучению форм нахождения элементов в углях и отходах углесжигания, а также возможностью последующей разработки методик по извлечению редких элементов из углей и отходов углесжигания. Цель работы: изучение минеральных форм нахождения редких элементов в углях, золах углей и породных прослоях в угольных пластах Азейского месторождения; демонстрация того, что угли содержат множество минеральных микровключений, богатых редкими элементами. Методы исследования: озоление проб при 815±10 °С с определением зольности в соответствии с ГОСТ 11022-95; сканирующая электронная микроскопия с применением микроскопа Hitachi S-3400N с энергодисперсионным спектрометром Bruker XFlash 4010 для проведения полуколичественного рентгеноспектрального анализа. Результаты свидетельствуют о том, что редкометалльная минералогия углей Азейского месторождения весьма богата. Детальное изучение углей пласта II позволило выявить как распространенные для углей минералы (циркон, монацит, и т. д.), так и совершенно уникальные, такие как Si-Al-Na-Ca-Zr-Sc-Ti-V-Fe-O (пангит?). Выявлена специфическая особенность редкоземельной минерализации углей Азейского месторождения - преобладающей минеральной формой легких лантаноидов являются фторкарбонаты (бастнезит?), имеющие аутигенное происхождение. На контакте с тонштейном выявлено большое количество фосфатов редких земель и кристаллов бадделеита. Оксиды и силикаты урана выявлены как в угле, так и в тонштейне. Во всех урановых минералах установлена примесь циркония (< 5 %). Ториевая минерализация представлена фосфатами редких земель.Relevance of the work is caused by the necessity to obtain new data on the rare metal potential of Azey coal deposit, to develop the techniques for studying the modes of occurrence elements in coals and wastes of coal combustion, and the possibility of further development of methods to extract rare elements from coals and wastes of coal combustion. The main aim of the research is to study the mineral modes of occurrence of rare elements in coals, coal ashes and clay interlayers in coal seams of Azey deposit; to demonstrate the content of the variety of micro-minerals enriched with rare elements in the coals. The methods used in the study: ashing samples at 815±10 °C determining ash content according to the GOST 11022-95; scanning electron microscopy using Hitachi S-3400N microscope with energy dispersive spectrometer Bruker XFlash 4010 for semi-quantitative X-ray analysis. The results of the research indicate the wealth of rare-metal mineralogy of Azey coal deposit. The detailed study of coals of the seam II revealed both minerals which are widespread for coals (zircon, monazite, etc.) and those which are completely unique, such as Si-Al-Na-Ca-Zr-Sc-Ti-V-Fe-O (Panguite?). The authors have determined the specific feature of the rare-earth mineralization of Azey coal deposits. The fluoro-carbonates (bastnesite?) with authigenic origin are the predominant form of mineral light rare earth elements. In contact with tonstein the significant amount of rare earth phosphates and crystals of baddeleyite was found. Uranium oxides and silicates were revealed both in coal and in tonstein. In all uranium minerals the authors identified zirconium impurity (<5 %). Thorium mineralization is represented by phosphates of rare earths

Geochemistry of uranium and thorium in bottom sediments of small artificial water reservoirs and lakes in the south of the Tomsk region

Актуальность. Радиоактивные элементы являются эффективными маркерами состояния донных отложений малых водоемов и озер. Актуальность проблемы определяется слабой изученностью радиоактивных элементов в донных осадках озер и искусственных водоемов на территории юга Томской области. Цель: изучение радиогеохимических особенностей донных осадков озер и искусственных водоемов на территории юга Томской области. Объектом исследования являются донные отложения малых водоемов и озер юга Томской области. Методы: детальное опробование донных отложений малых водоемов, многоэлементный инструментальный нейтронно-активационный анализ, обработка и интерпретация полученных данных методами прикладной статистики. Результаты. Проведены радиогеохимические исследования донных осадков озер и искусственных водоемов на территории юга Томской области. Сделаны оценки среднего содержания урана и тория в донных осадках озер и искусственных водоемов на территории юга Томской области. В процессе исследований установлено, что содержание как урана, так и тория зависит от минерального типа донных осадков. Наименьшие концентрации урана были установлены в торфянистом типе, а наиболее высокие концентрации – в терригенном типе донных осадков. Установлено две зоны с повышенным содержанием урана. Первая зона пространственно приурочена к Кожевниковскому и Шегарскому районам Томской области. В этом районе выделяется Осиновско-Бабарыкинская радиогеохимическии аномальная зона повышенного накопления урана, которая очень четко прослеживается в субмеридиональном направлении. В пределах Кожевниковского района она может быть связана с разгрузкой подземных вод в зоне Колыванского разлома. В Шегарском районе повышенные содержания урана пространственно приурочены к гранитоидам позднепалеозойского фундамента. Вторая зона накопления урана простирается вдоль южного обрамления Западно-Сибирской плиты в пределах Кузнецко-Алатаусского блока.The relevance. Radioactive elements are effective markers of the bottom sediments of Tomsk region. The aim of the research is to study radiogeochemical features of the sediments of small water reservoirs in the south of Tomsk region. The object of the study is the bottom sediments of small reservoirs in the south of Tomsk region. Methods: detailed sampling of the sediments of small reservoirs, multi-element instrumental neutron activation analysis, and data processing and interpretation by applied statistics methods. Results. We carried out radio-geochemical study of the sediments of small water reservoirs in the south of Tomsk region. Mean contents of uranium and thorium in the sediments of small reservoirs in the south of the Tomsk region were estimated. The studies showed that the uranium and thorium contents depend on the type of sediments. The highest uranium content was found in the terrigenous type of the sediments, the lowest one was found in the peat. Two zones with high uranium content were found. The first zone is spatially coinsine with Kozhevnikovsky and Shegarsky districts of Tomsk region. Osinovo-Babarykinskaya anomalous zone of uranium accumulation in this region is clearly visible, which is well seen in the submeridional direction. Within Kozhevnikovo district, it can be associated with underground water discharge in the area of the Kolyvanskiy fault. In Shegarsky district, the high uranium contents spatially relate to granitoids of the late Paleozoic Foundation. The second zone of uranium accumulation extends along the southern frame of the West Siberian plate within the Kuznetsk-Alataussky block

Modes of occurrence of germanium and tungsten in the Spetsugli germanium ore field (Russian Far East)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью оценки форм нахождения германия и других попутных элементов примесей в германий-угольных месторождениях. Цель: изучить формы нахождения германия и вольфрама в металлоносных углях месторождения Спецугли (Дальний Восток). Объекты: угли и углистые алевролиты германий-угольного месторождения. Методы: корреляционный анализ, изучение группового состава бурого угля, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, инструментальный нейтронно-активационный анализ, сканирующая электронная микроскопия. Результаты. Изучены основные формы нахождения германия и вольфрама в углях месторождения Спецугли. В высокогерманиеносных углях месторождения Спецугли германий характеризуется разнообразными формами нахождения. Наряду с преобладающей германий-органической формой, значительную роль играют минеральные фазы. Установлено, что значение минеральных форм нахождения в концентрировании германия в высокогерманиеносных углях значительно выше, чем предполагалось ранее. В угольных пластах, особенно отчетливо вблизи коры выветривания по грейзенизированным гранитам, широко распространены различные германийсодержащие минеральные фазы микронной и нанометровой размерности. В углях выявлены алюмосиликатная (силикатная) форма германия, разнообразные железистые (гидрогётит, гётит, ярозит) и полиминеральные фазы. Алюмосиликатная (силикатная) фаза представлена пленкоподобными агрегатами, содержащими 0,15-0,4 % германия. В железистых минеральных агрегатах содержится от 0,1 до 6,2 % германия. Аномальные содержания германия совместно с вольфрамом и мышьяком установлены в железомарганцевых корках - продуктах выветривания грейзенизированных гранитов фундамента, сформировавшихся в условиях палеоболота. Наличие вторичных минеральных фаз германия в углях, развитых по диагенетическим минералам, позволяет предполагать, что формирование германиевой минерализации в месторождении может быть полихронным и не ограничивается торфяной стадией. Для вольфрама выявлена преимущественно органическая форма нахождения. Роль минеральных форм вольфрама в общем его балансе в углях месторождения Спецугли незначительна. В изученных 9 пробах угля выявлено всего 1 зерно шеелита. Вблизи коры выветривания вольфрам в углях также встречается в качестве примеси в железомарганцевых "корках". Эти данные согласуются с результатами анализа распределения вольфрама по фракциям группового состава. После извлечения гумусовых кислот в щелочную вытяжку переходит в среднем 99 % вольфрама. При этом в щелочной вытяжке около половины его связано с гуминовыми кислотами, а остальная часть - с низкомолекулярными органическими кислотами.The relevance of the research is conditioned by the need of the assessment of the modes of occurrence of germanium and other secondary trace elements in rare-metal coal deposits. The main objective is to study the modes of occurrence of germanium and tungsten in metal-bearing coals of the Spetsugli deposit (Russian Far East). Objects: coal and coal siltstones of the Ge-coal deposit. Methods: correlation analysis, phase composition study of the brown coal, mass spectrometry with inductively coupled plasma, instrumental neutron activation analysis, scanning electron microscopy. Results. Main modes of Ge and W occurrence were studied. High-germanium-bearing coals of the Spetsugli deposit are characterized by different modes of occurrence. Along with the prevailing organic mode of Ge occurrence, mineral phases play a significant part. The importance of the mineral modes of Ge occurrence in the high-germanium coals is probably much higher than it has been previously thought. Various micron and nanometer mineral phases of Ge are widespread in the coal seams, especially near the weathering crust along the greisenized granites. In coals, aluminosilicate (silicate) mode of Ge, various ferrous (hydrogoethite, goethite, jarosite) and polymineral phases were met. The aluminosilicate (silicate) phase is represented by film-like congeries containing 0,15-0,4 % of germanium. Ferrous mineral congeries contain from 0,1 to 6,2 % of germanium. Anomalous Ge contents together with W and As were found in ferromanganese crusts - weathering products of greisenized granite of the basement, formed in the paleo-bog conditions. The presence of the secondary mineral phases of germanium in the coals allows assuming that Ge mineralization formation in the deposit can be longer in time than it has been considered earlier and is not limited to the peat stage. The research conducted has shown that in the highly-germanium coals of the Spetsugli deposit along with the organic modes of Ge occurrence the mineral phases play a significant role. The organic modes of occurrence are diverse and are not limited to complex humates. Tungsten is mainly characterized by the organic mode of occurrence. The role of the W mineral forms in its general balance in the coals of the Spetsugli deposit is insignificant. Only 1 grain of scheelite was found in the coals. Close to the weathering crust, tungsten in the coals was also found in the iron-manganese "crusts". It agrees with the results of the analysis of the W distribution coal phases. After the extraction of humus acids, 99 % of tungsten on the average passes into the alkaline extract. In the alkaline extract, about half of it is associated with the humic acids, and the rest is associated with the low-molecular organic acids