В лаборатории концентрирования Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН впервые разработан комплексный подход для определения следовых количеств элементов, включающий выделение и концентрирование редких и редкоземельных металлов из сырой нефти с помощью оригинального прибора отечественного производства – планетарной центрифуги, оснащенной вращающейся спиральной колонкой (Рис. 1). Традиционно определение содержания редких и редкоземельных металлов в нефти и в тяжелых нефтяных остатках требует использования высокочувствительных инструментальных методов анализа и трудоемкого способа пробоподготовки. За счет концентрирования металлов в растворе реагента с применением вращающейся спиральной колонки расширяются возможности инструментального определения следовых концентраций. Результаты исследований опубликованы в сборнике Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences издательства Springer Nature.


В сырой нефти содержится свыше 60 микроэлементов, в том числе стратегические металлы (редкие и редкоземельные). Определение содержания редких и редкоземельных металлов в нефти и в тяжелых нефтяных остатках требует использования высокочувствительных инструментальных методов анализа и трудоемкого способа пробоподготовки. 
Вращающаяся спиральная колонка представляет собой трубку (тефлоновый капилляр), намотанную на жесткий сердечник, который вращается вокруг своей оси и одновременно обращается вокруг центральной оси центрифуги подобно движению Луны вокруг Земли (планетарного вращения). Определенный объем раствора реагента удерживается во вращающейся спиральной колонке при ее планетарном вращении, в то время как анализируемый образец нефти или нефтепродукта прокачивается через вращающуюся спиральную колонку с помощью насоса. Предложенный подход позволяет выделять анализируемые элементы из нефти и концентрировать их в растворе реагента.
 
Описана специфика выделения и концентрирования в растворе реагента подвижных (легко извлекаемых) форм  редких и редкоземельных металлов из образцов сырых нефтей Тимано-Печорского бассейна, который является не только источником ценных углеводородов, но и с 1959 г, благодаря исследованиям С.М. Качеткова, рассматривается как сырьевая база для получения ряда микроэлементов. Аномально высокое содержание подвижных форм редкоземельных металлов, свыше 20% от их суммарной концентрации в смолисто-асфальтеновой фракции наблюдается для битуминозных нефтей Ярегского месторождения. Этот факт, по-видимому, объясняется наличием расположенной под нефтяным пластом Ярегского месторождения нефтетитановой руды (50% от залежей РФ). Предположение о миграции микроэлементов из лейкоксена подтверждает повышенное содержание подвижных форм редкоземельных и ряда редких металлов, которые являются спутниками минерала руды (Zr, Nb, Ti, Hf, Tl, Ga). 
Невысокие содержания подвижных форм металлов в нефти других месторождений Тимано-Печорского бассейна (от 0,01 до 1%) указывают на иной источник микроэлементов.
 
Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Публикация: T.A. Maryutina, E.Yu. Savonina, O.N. Katasonova, B.Y. Spivakov (2023) Extraction method of crude oil sample preparation for determination of mobile forms of trace elements. Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences, Springer: Cham, 537–542, https://doi.org/10.1007/978-3-031-09883-3_34

Источник: ГЕОХИ РАН.