黃金用于工業(yè)技術(shù)方面的時(shí)間,只有幾十年,隨著現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和航天電子工業(yè)以及信息技術(shù)、新能源、新材料的迅速發(fā)展,為黃金的應(yīng)用開拓了廣泛的領(lǐng)域。博伊爾在《金的地球化學(xué)及金礦床》的專著中,稱1950年以后為“金的工業(yè)時(shí)期”。
黃金的商品屬性回歸趨勢加強(qiáng),黃金商品需求的拓展對(duì)黃金業(yè)的發(fā)展將具有更為重要的意義。作為五金之王,黃金是少有的化學(xué)、物理、電子性能優(yōu)異的金屬,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣,在電子、通訊、航空航天、化工、醫(yī)療等部門及與人們?nèi)粘I钕嚓P(guān)的各類生活日用品當(dāng)中也有廣泛的應(yīng)用空間。日本黃金年消費(fèi)量在160噸左右,其中工業(yè)用金就達(dá)100噸,我國目前每年工業(yè)用金卻不足20噸,作為工業(yè)實(shí)力不斷提高的中國生產(chǎn)領(lǐng)域,對(duì)黃金的消費(fèi)空間極大。
1.金在電子工業(yè)中的應(yīng)用 現(xiàn)代電子行業(yè)飛速發(fā)展,對(duì)可靠性的要求越來越高,而黃金具有其他金屬無法替代的高穩(wěn)定性,更具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。同時(shí),電子產(chǎn)品日益微型化,單位用金量會(huì)很小,對(duì)產(chǎn)品成本構(gòu)不成威脅。因此越來越多的電子元件可以使用金作原材料。另一方面,隨著宇航技術(shù)的發(fā)展,要求穩(wěn)定程度很高的無線電電子元件愈來愈多,如高級(jí)真空管的涂料,特種用途的電力接頭,特種精密電子儀器中用的拉絲導(dǎo)線,電鍍金的高頻導(dǎo)體以及高焊接用金合金。在計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)、收錄機(jī)等方面用的涂金集成電路等。
2.金在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用 如果將黃金加熱到近于溶點(diǎn),黃金就可以象鐵一樣熔接,細(xì)細(xì)的金??扇劢Y(jié)成塊,而金粉在溫度較低的情況下,必須加壓力方能熔接在一起。黃金可與其他金屬組成合金,如金銀合金、金銅合金、金銀銅合金。此外,還有所謂的金汞合金。在化學(xué)工業(yè)中,也有獨(dú)特的用途,如核化工廠用的材料,人造纖維類工廠用的合金噴絲頭等。 3.金在宇航工業(yè)中的應(yīng)用 金由于耐高溫、耐腐蝕等特性,在航空航天領(lǐng)域也被大量應(yīng)用,隨著大量航空航天技術(shù)應(yīng)用于民,黃金在這些方面的市場前景非常被看好。例如一種鍍金玻璃,在航空航天中用于防紫外線,現(xiàn)在可應(yīng)用于建筑,能起到很好的防太陽輻射和隔熱作用。
在航天工業(yè)中,金的用途也在發(fā)展與開拓之中。飛機(jī)和其他空間運(yùn)輸工具中用的鍍金紅外裝置和熱反射器,噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用涂金防熱罩或熱遮護(hù)板以及飛機(jī)、汽車、輪船等交通工具涂有薄層金的熱玻璃等。
4.金在傳統(tǒng)工業(yè)中應(yīng)用
鑲牙業(yè)、照相和制筆等傳統(tǒng)工業(yè)中,黃金的應(yīng)用仍具有一定的消耗量。金在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用,正處在不斷開發(fā)中。日本某大學(xué)原子能研究所秋洪良三發(fā)現(xiàn)金晶體堆積,可構(gòu)成超導(dǎo)薄膜。預(yù)計(jì),隨著科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)不斷出現(xiàn),黃金的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大?!?/span>
黃金還可以用于日用品,如鍍金鐘表、皮帶扣、打火機(jī)、鋼筆等。鐘表王國瑞士國度不大,但其飾品業(yè)每年用金量達(dá)40噸左右,其中95%都用在制表業(yè)上。日本僅一家手表廠一年消耗金鹽就達(dá)1噸,相當(dāng)于消耗黃金680公斤。隨著我國人民生活水平的提高,電鍍用金前景也會(huì)十分廣闊。黃金還可以用于日用品,如鍍金鐘表、皮帶扣、打火機(jī)、鋼筆等。鐘表王國瑞士國度不大,但其飾品業(yè)每年用金量達(dá)40噸左右,其中95%都用在制表業(yè)上。日本僅一家手表廠一年消耗金鹽就達(dá)1噸,相當(dāng)于消耗黃金680公斤。隨著我國人民生活水平的提高,電鍍用金前景也會(huì)十分廣
黃金具有極高的抗腐蝕的穩(wěn)定性,良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。
金的原子核具有較大的捕獲中子的有效截面;對(duì)紅外線的反射能力接近100%;在金的合金中具有各種觸媒性質(zhì);金還有良好的工藝性,極易加工成超薄金箔、微米金絲和金粉;金很容易鍍到其它金屬和陶器及玻璃的表面上,在一定壓力下金容易被熔焊和鍛焊;金可制成超導(dǎo)體與有機(jī)金等。正因?yàn)榻鹩羞@么多有益性質(zhì),使它廣泛用到現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中去,如電子技術(shù)、通訊技術(shù)、宇航技術(shù)、化工技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)等。 黃金的開采
黃金常以自然金的狀態(tài)存在(單質(zhì)狀態(tài))。含有銀和銅雜質(zhì)的自然金與這些金屬的合金有本質(zhì)上的不同,合金是金屬熔化后又凝固的產(chǎn)物,故具有均質(zhì)的結(jié)構(gòu),自然金則是從水溶液中析出的。自然金有時(shí)會(huì)復(fù)蓋一層鐵的氧化物薄膜。在這種情況下,黃金的顏色可能呈褐色、深褐色,甚至是黃色。這種金一般都有一個(gè)包裹層,這種包裹層不只是鐵的氧化物,有時(shí)可能是一些附著在金粒表面的細(xì)粒脈石。這種包裹層不僅影響對(duì)金的識(shí)別,而且還使其在選礦(混汞或氰化)處理時(shí)比較困難。
世界黃金開采及冶煉已有很長的歷史,黃金冶煉方法很多。其中包括常規(guī)的冶煉方法和新技術(shù),冶煉方法的改進(jìn),促進(jìn)了我國黃金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,大體來說,全世界黃金冶煉的方法分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。
物理方法有:混汞法、浮選法、重選法,主要特點(diǎn)是利用了金比其他物質(zhì)密度大的特點(diǎn),通過反復(fù)淘洗,液體懸浮,把砂等雜質(zhì)從金中洗走,留下金子。這種方法一直沿用到今天。為了增加效率,提出更高純度的黃金,往往將物理方法和化學(xué)方法一起使用。
化學(xué)方法:用一些活撥金屬在酸中置換黃金的技術(shù)目前被金礦企業(yè)所廣泛使用。具體流程是:用含有氰化物的水溶解各種帶有雜質(zhì)的金粉,生成溶于水的NaAu(CN)2,再采用0.03—0.08%的氰化鈉溶液沖洗金砂,使金溶解,然后把所得的溶液用鋅等活撥金屬處理,活撥金屬就會(huì)把金置換出來,于是制得金?;?duì)人類環(huán)境的影響不可忽視,在提高效率和增加產(chǎn)能的同時(shí),必須得嚴(yán)格保護(hù)環(huán)境。用化學(xué)方法提純黃金往往有劇毒氰化物排出,必須嚴(yán)格采取安全措施才能保證對(duì)周圍環(huán)境的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,黃金冶煉正朝著循環(huán)利用,綠色生產(chǎn)的方向邁進(jìn)。
隨著露天金礦及一些開采難度系數(shù)比較小的金礦遭到連續(xù)及快速開采,各國已勘探并向外界公布的比較容易開采的金礦已越來越少。黃金開采及冶煉技術(shù)發(fā)展到今天,只要砂中含有千萬分之三或巖石中含有十萬分之一的金,都已成了值得開采的金礦了。 黃金實(shí)際需求更為重要一些,拋開黃金的金融屬性,如果說我們使用的手機(jī)用黃金做殼,使用的筷子和碗用黃金制作或鑲邊,汽車內(nèi)部用金箔裝飾……我想,黃金的需求會(huì)大到不可想象。我們無法這樣普遍的使用黃金,是因?yàn)辄S金的產(chǎn)出有限,得到黃金的成本非常高,而不是因?yàn)辄S金沒有用。 白銀的需求建立在三大支柱上:工業(yè)、攝影和銀飾銀器。這三類占到白銀總消費(fèi)的90%以上。
1、工業(yè)用途。 電子行業(yè)中,白銀最大的用途是在厚膜漿料,典型的是在多層陶瓷電容器中制作絲網(wǎng)印刷回路,制造薄膜開關(guān)、汽車后擋玻璃加熱膜和導(dǎo)電粘合劑等。 白銀具有獨(dú)特的光反射率,磨光后的反射率達(dá)到100%,可以用在鏡子、玻璃、玻璃紙或金屬上。 許多電池、充電電池和一次性電池,都用銀合金作陰極。雖然比較昂貴,但是含銀電池的能量比比其他類型電池更好。最普遍的是紐扣大小的氧化銀電池(其中銀含量為35%),通常用在手表、照相機(jī)和類似的電子產(chǎn)品中。 大量化學(xué)反應(yīng)使用網(wǎng)孔狀和結(jié)晶狀的白銀作催化劑。例如在塑料生產(chǎn)中,白銀用作甲醛的催化劑,石化工業(yè)中用作氧化乙烯的催化劑。 白銀的柔韌性和強(qiáng)度促進(jìn)了材料的連接(600℃以上稱為釬焊,以下稱為軟焊)。銀釬焊合金的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,從空調(diào)器、冰箱等其他電力設(shè)備,到汽車和航天、航空工業(yè)。 與其他軸承比較,用高純度白銀電鍍的軸承具有更高的抗疲勞強(qiáng)度和負(fù)載能力,因此,用于各種高技術(shù)和重負(fù)荷中。
2、攝影業(yè)。 攝影過程基于鹵化銀晶體的感光性,鹵化銀晶體由可溶解銀溶液組成,通常是含有可溶性堿金屬鹵化物(如氯化鈉或溴化鉀)的硝酸銀,這些顆料懸浮在未曝光的膠片中。光對(duì)鹵化銀的作用打亂了這種混合物的結(jié)構(gòu),在特定條件下被顯影劑還原為金屬銀,底片上的圖像被轉(zhuǎn)換成正片。攝影膠片用于X光照相術(shù)、印刷和商業(yè)攝影中。攝影膠片的制造商需要高純度的白銀。
3、銀飾和銀器。白銀的加工性能與黃金類似,都具有良好的反射率,磨光后可以達(dá)到很高的光亮度。純銀(99.9%)不易失去光澤,為使制作的首飾光澤持久,通常會(huì)在其中摻入少量的銅。銀也與基本金屬一起應(yīng)用于金合金中。14世紀(jì)以來,純度為92.5%的標(biāo)準(zhǔn)純銀是制作銀器的標(biāo)準(zhǔn),特別是作為制造“容器”和扁平餐具(刀、叉、匙等)的標(biāo)準(zhǔn)。電鍍銀器的鍍層通常厚20~30微米,鍍金首飾只有3~5微米。
4、銀幣。 與黃金比較,白銀因供應(yīng)充足和價(jià)值較低,更多地用于造幣而進(jìn)入流通領(lǐng)域。大多數(shù)國家都建立了銀本位制,直到19世紀(jì)末,銀幣才成為主要的流通貨幣。但黃金介入后,銀本位制逐漸讓位于黃金。白銀逐漸退出造幣業(yè),但仍存在于部分流通硬幣中。 白銀的新發(fā)展 評(píng)估未來對(duì)銀的需求來源,過去幾年的情況顯得非常重要。對(duì)更多的調(diào)查進(jìn)行分析和判斷后,許多有潛力的應(yīng)用將從試驗(yàn)室走向市場。過去幾年,銀最值得關(guān)注的領(lǐng)域就是生物殺滅劑。銀在電流傳輸?shù)某瑢?dǎo)體方面的應(yīng)用也取得了長足進(jìn)步。 白銀的殺菌功能早有記載。但直到最近,納米粒子的研究和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步才推動(dòng)了白銀作為殺菌劑的廣泛應(yīng)用。含有銀的新產(chǎn)品目前已經(jīng)成功地商業(yè)化,從作為人造物品的一部分到用極少的量來達(dá)到殺菌的目的,銀都取得了成功應(yīng)用。
例如,現(xiàn)在洗衣機(jī)在清洗衣物時(shí)可以釋放銀粒子??噹п尫懦鲢y離子可以縮短治療時(shí)間以減少更換頻率,已經(jīng)有3家最大的創(chuàng)傷用品制造商采用了這種技術(shù),這使他們的發(fā)展空間擴(kuò)大。運(yùn)動(dòng)服裝可以通過加入銀離子來調(diào)節(jié)體溫,也可以減少體味。 同樣,銀表面消毒劑的應(yīng)用也有所突破,更廣闊地應(yīng)用于食物加工器、消毒中心和家居用品領(lǐng)域。
銀在生物殺滅劑方面的應(yīng)用還在不斷發(fā)展。成本因素在這里扮演了重要角色,人們一方面想用其他便宜的金屬代替銀,但又擔(dān)心環(huán)境因此遭到破壞,生物殺滅劑生產(chǎn)商正在不斷將他們的產(chǎn)品應(yīng)用到新領(lǐng)域。最有潛力的領(lǐng)域來自建筑行業(yè),生物殺滅劑可以防止發(fā)霉和其他細(xì)菌對(duì)建筑的破壞。最需要處理的建筑材料就是木材,大量研究表明,銀生物殺滅劑對(duì)木材真菌、昆蟲及其他有機(jī)生物的破壞效果顯著。 白銀另一個(gè)得到發(fā)展的應(yīng)用就是高溫超導(dǎo)線領(lǐng)域。陶瓷芯復(fù)合銀套的高溫超導(dǎo)線已開發(fā)用于新的發(fā)電廠和配電網(wǎng)。第二代超導(dǎo)線經(jīng)過發(fā)展,導(dǎo)電性得到了提高,使其效率更高,應(yīng)用前景更加廣闊。盡管和第一代超導(dǎo)線相比第二代每米用銀量減少,但應(yīng)用范圍的擴(kuò)大還會(huì)帶動(dòng)銀用量上的增長。 白銀的用途多了:
外科用銀主要是針灸用銀針、銀線縫合傷骨和結(jié)締組織、銀引流管,銀金、銀汞、銀錫合金等則被用作牙齒的修補(bǔ)填充材料。
而由于銀離子和含銀化合物可以殺死或者抑制細(xì)菌、病毒、藻類和真菌,白銀也被稱為“親生物金屬” 銀的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性在金屬中名列前茅,在各類電子材料中白銀的使用量位居金屬用量榜首,大致可分為電接觸材料、復(fù)合材料、能源工業(yè)材料和焊接材料。
靈敏度極大的物理儀器元件、各種繼電器中重要的接觸點(diǎn)的接頭、無線電系統(tǒng)中重要的元件在焊接時(shí)的焊料、各種自動(dòng)化裝置、火箭、潛水艇、計(jì)算機(jī)、核裝置以及通訊系統(tǒng)中的接觸點(diǎn)等均存在白銀的身影。
目前,全球銀和銀基電接觸材料年產(chǎn)量為2900噸—3000噸。
|