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鑽石都能人工合成了﹐為什麼黃金不能﹖
黃金﹐是人類最早使用和最喜愛的金屬之一。南北朝時期馬頭鹿角形金步搖。步搖是中國古代婦女的重要頭飾之一﹐飾物隨著佩戴者步履的顫動而不停地搖曳﹐因此得名「步搖」。無論是貴重的裝飾品﹑生活器具﹐還是作為流通的貨幣﹐幾乎從人類發現它的那一刻起﹐黃金就成了大家競相爭奪的珍寶。它究竟有哪些與眾不同之處呢﹖
首先﹐黃金金光閃閃﹐還不會變色。其次﹐黃金具有沉甸甸的手感﹐它的密度是19.32克/立方厘米﹐相當於鐵的2.443倍。第三﹐黃金具有極強的延展性和可鍛性是所有金屬中最具可塑性的一種﹐可被抽成細絲或加工成薄片。1克黃金最長能被拉成長度為2500多米的細絲﹐也能被打造成萬分之一毫米厚﹑面積約0.47平方米的薄片。第四﹐黃金具有很高的熔點(1064.43℃)﹑極強的導電性和導熱性(僅次於銀和銅)﹐同時也具有極高的化學穩定性﹐不易與其他物質發生化學反應﹐抗氧化﹑抗腐蝕。
因此﹐黃金具有的非凡物理和化學性質﹐使其具有了廣泛的用途。它是一種權利﹑財富和美麗的象徵。人們總是喜歡用它來形容和讚美那些最美好的東西﹐比如「黃金時刻」﹑「黃金時代」﹑「黃金分割點」… …。
現如今世界上約50%的黃金被用於珠寶行業﹐40%用於投資﹐另外10%用於工業生產領域。工業上的黃金主要應用於電子產品。精密的電子元件和積體電路要求具有很高的穩定性﹑導電性﹑耐熱性和抗氧化性而黃金及其合金恰恰可以滿足這些要求﹐在手機﹑計算機﹑電視機等諸多電子電器中都有少量的黃金。黃金鍛造的薄片常被用於裝飾建築或傢俱﹐既可起到美觀的效果又可保護建築和傢俱免被腐蝕﹐例如一些金光閃閃的宮殿﹑廟宇和高塔﹐頂部常常覆蓋著一層薄薄的金片。
故宮太和殿的外立面﹑簷口﹑斗拱﹑門窗等部位也都採用了貼金裝飾﹐使整個建築顯得金碧輝煌﹐就連其中珍藏的一些古老的鐘表﹑玉器等文物和藝術品﹐很多也都採用了貼金裝飾﹐彰顯了皇家的尊貴和權威。另外﹐黃金薄片能強烈地反射紅外光線﹐也就是說它可以有效地阻擋紅外熱輻射。根據這個性質﹐人們製造了特殊的玻璃﹐在玻璃表面塗上黃金薄層能夠在夏天裡將太陽輻射反射回去﹐使室內保持涼爽﹐而在冬天又使屋內的熱量反射回來﹐保持室內的溫暖。
宇航員所穿的太空服上有個頭盔面罩﹐上面也塗有一層非常薄的黃金薄膜﹐目的也是為了反射太空中的太陽輻射保護宇航員的眼睛和皮膚。
簡單地說﹐黃金來自於地球形成和演化過程中的地質作用。最初的黃金來自於宇宙中的恆星核融合﹐然後通過地球的形成和演化過程﹐逐漸聚集到地球內部並經過地質作用被帶到地表形成金礦。黃金很少與其他物質形成化合物﹐在地球上主要是以天然形式存在﹐稱為自然金。黃金有時候也與硫化物礦物共生﹐如黃鐵礦﹑黃銅礦﹑方鉛礦等。在這些礦物中﹐黃金以微小的顆粒或固溶體的形式存在。
自然金的顏色和粉末的顏色均為閃亮的金黃色﹐但這種礦物中時常會含有少量的銀和微量的銅﹐隨著銀含量的不斷增加﹐顏色會逐漸變為淡黃色﹐若銀的含量超過15%﹐就變成了「銀金礦」。
如果按照形成原因的不同進行劃分﹐自然金可分為兩種﹕脈金和砂金。脈金形成於巖脈中﹐主要是中﹑低溫熱液成因的含金石英脈礦床。當礦石含有天然金時金會以粒狀或微觀粒子狀態藏在岩石中﹐這種礦床中除了自然金之外﹐還常見黃鐵礦﹑黃銅礦﹑毒砂等其他多種礦物。例如﹐南非的薩烏卡金礦﹐開採深度已經達到地下4000米是世界上最深的礦井之一﹐礦工從地面到達井下就需要一個多小時。
另一種自然金是砂金。由於黃金對化學風化具有較強的抵抗能力﹐在外界溫度變化﹑流水侵蝕等物理風化作用下岩石變得破碎﹐原本存在於岩石中的細小金子顆粒就保留在土壤層中﹐或是隨著流水被衝向遠方﹐沉澱在河床底部的低窪處或海洋淺灘處﹐於是就形成了砂金。砂金在長時間的流水沖積作用下可以距離原生礦床很遠﹐礦層的延長範圍很大﹐但它埋藏淺﹑密度大﹑顆粒小﹐可以用簡單的淘洗工具淘取。
唐代著名文學家劉禹錫在這首《浪淘沙》中生動描繪了婦女淘金的情景﹐用勞動人民辛苦的勞動反襯出黃金的來之不易。現如今﹐中國﹑澳洲﹑美國﹑俄羅斯﹑秘魯和南非等是主要的黃金生產國。根據2024年1月31日世界黃金協會發佈的《全球黃金需求趨勢報告》顯示﹐2023年金礦產量為3644噸﹐但黃金需求為4448噸。這也就意味著﹐儘管產量在不斷增長﹐但仍然是供不應求。為了獲取更多的黃金﹐人們想盡了各種辦法。
海洋學家研究發現﹐其實在廣闊的海洋中儲存著大量的黃金﹐每立方千米海水中就含有5噸黃金。但是﹐如何提取它們是一個令人頭疼的問題。在第一次世界大戰之後德國有位科學家突發奇想﹐試圖從海水中提取黃金以解決德國的經濟困難﹐他採取了約4000份水樣進行化驗和提取試驗﹐最終仍以失敗告終﹐證明從海水中提取黃金不具備商業上的可行性。提取黃金的成本遠比黃金本身要貴得多。但是在19世紀90年代和20世紀初﹐美國和英國又分別有人宣稱成功地從海水中提取了黃金﹐後來被證實這只不過是詐騙案而已。
目前﹐人們獲取黃金的主要方法除了開採金礦之外﹐還有一種比較靠譜的辦法是回收提純﹐即所謂的再生金。它是通過回收提純已有黃金製品得到的﹐在全球黃金供給中已經佔據了相當大的比例。據估算﹐平均每個手機中就含有大約50毫克的黃金﹐而全球每年生產的手機超過10億部﹐而平均每部手機的壽命僅為兩年左右﹐如果能夠回收利用這些手機﹐其中的黃金可真是一筆不小的財富。
相關機構研究的資料顯示﹐我國平均每年產生4億部以上廢舊手機﹐廢舊手機存量超過20億部。而廢棄的手機只有約5%能夠進入專業的廢舊手機回收平臺﹑以舊換新等活動等回收渠道。從這些廢舊手機裡面﹐每噸就可以提煉約200克黃金。在日本﹐人們更是形象地稱這種廢舊電子產品回收和提煉為「城市礦山運動」﹐ 從每噸廢舊手機裡能夠回收約280克黃金﹐此外還有相當可觀的銀﹑銅等其他金屬。因此﹐有人滿懷信心地說﹕「下一個金礦就隱藏在手機裡」。
雖然科學家們已經在實驗室環境中成功合成了許多元素﹐但人工合成黃金仍然是一個巨大的挑戰。根據現有知識﹐通過核聚變過程理論上可以產生黃金。在實驗室環境中﹐科學家們可以使用粒子加速器等設備﹐通過原子核對撞的方法生成金子。但這個過程涉及到原子核的變化﹐需要極高的能量和複雜的設備﹐模擬宇宙中極端的高溫高壓環境。但目前人類掌握的核技術還無法用來合成金這樣的重元素。即便實驗成功﹐但它成本高昂﹐且產生的黃金量微乎其微﹐也遠遠無法滿足商業需求。因此﹐由於技術限制和成本限制﹐目前「人造黃金」的夢想在現實中還並不可行。
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