Ученые открыли новый источник редкого металла галлия в России
Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) провели исследование содержания редких рассеянных элементов в корундах из месторождений различных генетических типов и обнаружили в корундах Ильменогорского щелочного массива на Южном Урале высокие содержания галлия. Его концентрация в минерале почти в 25 раз превышает среднее количество Ga в земной коре.
Галлий является редким рассеянным металлом, который широко применяется в радиоэлектронике и полупроводниковой отрасли. В мантии и земной коре галлий проявляет литофильные свойства и является геохимическим аналогом алюминия. Оба элемента имеют трехвалентное состояние окисления, тетраэдрическую или октаэдрическую координацию в соединении с кислородом и близкий ионный радиус. Из-за близости ионных радиусов галлий изоморфно входит в состав оксидов и гидроксидов алюминия — корунда, диаспора, гиббсита и бемита.
«Целью исследования являлся анализ содержания галлия и других элементов-примесей в корунде из месторождений различных генетических типов для оценки его потенциальной рудоносности», — прокомментировала один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Елена Сорокина.
Ученые с помощью метода in situ масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией (LA-ICP-MS) измерили содержания основных элементов-примесей в корунде — Be, Mg, Ti, V, Cr, Fe и Ga. Результаты показали, что корунды Ильменогорского массива содержат в своем составе до 370 мкг/г микропримеси галлия.
Проведенный анализ литературного материала позволил установить факт, что корунд Ильменогорского щелочного массива содержит наибольшее количество галлия среди всех первичных месторождений этого минерала в мире. Для сравнения, в ксенолитах сиенитов Хибинского массива содержание галлия значительно ниже и составляет около 200 мгк/г. В России более 70 % галлия добывают из апатит-нефелиновых руд, где среднее содержание элемента в нефелине составляет около 50 г/т, а в руде — около 24 г/т.
По мнению авторов, разработка экономически-рентабельной методики по выделению этого редкого металла из оксидной формы позволит открыть новые перспективы для Ильменогорского щелочного массива Южного Урала как источника богатых галлием корундов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.