袁大化于光绪十七年（1891 年）到关东，被负责外事者派往伯力、海参崴、双城子等俄军驻地侦察。他在额木尔河沿岸勘察漠河金矿后提出的采金办法受李鸿章看重，李鸿章为袁大化特捐同知衔，派充漠河金矿总局总办。他在漠河经营八年，晋升二品衔道员戴花翎，后因户部尚书翁同龢弹劾其“账目不清”而被撤职。因查无实据，袁大化后来又“以原官派直隶委用”。光绪廿四年十一月（1898年）末，袁大化回涡阳省亲时遇到刘朝栋起义。袁大化为负责镇压的徐州总兵刘青熙出谋划策。光绪廿五年（1899年），袁大化随派任两广总督的李鸿章到广东。光绪