◎我们的记者都很尴尬。

最近想买黄金饰品的消费者会明显注意到,金价比以前贵了很多。

今年12月初,纽约黄金期货和伦敦现货黄金价格一度双双突破2100美元/盎司关口。虽然此后价格有所下降,但都达到了历史最高点。

大宗市场黄金价格的“暴涨”也迅速传导到消费市场,黄金首饰等物品价格相应上涨。作为人类财富的象征之一,金价的每一次大的波动都牵动着消费者的心。

所以,为什么黄金一直都这么珍贵吗?

储量大但难开采。

根据美国地质调查局公布的数据,全球可供开采的黄金资源约为5.3万吨,其中已探明的黄金储量为3.3万吨。乍看之下,黄金资源总储量似乎并不小,但为什么金价依然居高不下?

黄金储量虽然大,但不代表可以充分开采。即使在科技发达的今天,黄金资源的勘探和开采仍然是一项高难度、高投入、高成本的事业。

在人类缺乏先进技术和大型设备的时代,最早开采利用的黄金通常是裸露在地表的砂金,即细如沙粒的黄金。砂金矿分布较浅,容易被天然河流冲走,以至于细如沙粒的金矿石流入河流,冲向下游被打捞。这也是“淘金热”一词最早的来源。

然而,一个地区能找到黄金有三个要素:第一,它必须有砂金矿床;其次,当地也需要河流作为运输通道;最后,金矿下游的地貌特征需要满足找金的要求,如地形相对平坦、水流缓慢、河深较浅等。虽然我国长江、黄河等大水系也有砂金分布,但河流中的砂金由于河床深、砂金细、品位低,打捞难度大。

开采埋藏在地下深处的岩金更加困难。在开采之前,找到金矿的确切位置是极其困难的。

“矿产资源勘查是高风险行为,其特点是投资大、周期长、风险高、难度大。”山东黄金地质勘探集团总经理文立说,要找到一座金矿,需要经历普查、勘探、钻探、详查、勘探等多个阶段。以我国最大的金矿——西岭金矿为例,从普查到勘探用了23年。

大型金矿通常位于地下100米至1000米之间。“找矿就像钓鱼,矿带就是鱼群。我们不知道鱼在岸上的位置,只能一条一条试钻。直到抓到第一条鱼,我们才能确定鱼群的确切位置。”文立说。而且每钻一个孔,勘探成本都会大幅增加。

找到金矿只是第一步,选择合适的采矿方法同样重要。

对于分布在地表以下浅部的金矿,可以选择露天开采。借助高效爆破技术、大型挖掘机和采矿卡车,专业人员可以通过剥离覆盖层直接开采矿体。如果要挖掘深埋矿床,需要采用地下开采技术,常用的方法有空场法和充填法。

影响黄金开采成本的因素主要有两个:一是矿石储量和品位,二是企业的开采技术和管理水平。

生活方便,用途广泛

也许很多人不知道,黄金其实每天都在“陪伴”着我们。据估计,一部智能手机平均含有0.05克黄金。不仅仅是手机,几乎所有结构复杂、功能先进的电子设备都含有微量黄金。

生产电子设备是黄金最重要的工业用途之一。电子设备的有效性和可靠性很大程度上取决于其中电子元件之间的连接质量,其中连接器和触点是关键。

在低电压、低电流的工作环境下,很多电子器件在接触点容易出现氧化等不良现象。与其他金属相比,黄金良好的导电性和稳定性使其成为电子半导体行业连接器和触点的良好制造材料。

作为一种高效的电流导体,黄金可以承载这些微小的电流,并长时间保持稳定。同时,金具有良好的化学稳定性,可以使其长期不被腐蚀,有助于保证电路长期稳定运行。因此,在许多重要设备的关键电子器件中,黄金是必不可少的原材料。

此外,黄金在医疗卫生领域也发挥着重要作用。例如,胶体形式的胶体金已经广泛用于病毒检测和妊娠检测。

中科院化学所副研究员吕文生介绍,氯金酸在还原剂的作用下可以聚合成一定大小的金颗粒,在静电的作用下形成稳定的胶体状态,这就是胶体金。

胶体金有一个独特的优势,它可以呈现许多不同的鲜艳颜色,而不仅仅是纯金。这一特性是胶体金被广泛用作各种医学检测试剂的主要原因。胶体金颗粒的表面可以与蛋白质等分子结合。当胶体金标记的抗体与抗原反应时,如果这些标记在载体上聚集到一定的密度,就可以呈现红色或紫色。

用该方法制成的验孕棒、新冠肺炎抗原检测试剂等便携式检测产品具有方便、快速、特异、灵敏、稳定性强、结果判断直观等优点。特别适合基层的大规模检测和大规模普查。

微生物冶金有很大的潜力

黄金不仅推动了现代科学技术的进步,也促进了黄金开采和提炼技术的升级。

在矿山中,人类能找到的黄金通常分散在整个金矿床的其他岩石成分中。所以冶金其实就是通过一些特殊的方法把这些分散的金从矿石中“拉”出来,然后使其重新形成金块或者金颗粒。

在过去,黄金冶炼是一个高污染行业。沿用了数百年的氰化法和混汞法给环境带来了显著的破坏。这些方法效率低、周期长,且相关化学品直接与外界环境接触,污染难以控制,对地表水、地下水和土壤构成极大威胁。因此,“解毒转绿”一直是黄金冶炼行业的重要发展方向。

很难想象看似与黄金无关的微生物也能在冶金中发挥重要作用。有研究人员在天然存在的黄金表面检测出生物成分,并鉴定出其中30种细菌的DNA(脱氧核糖核酸)。其中一种叫做Ralstonia冶金学。相关研究人员在这种细菌的培养物中加入含有金离子的溶液,然后观察到明显的金沉淀。因此,研究人员认为这些细菌参与了自然金的形成。

但是,黄金不含营养成分。为什么能吸引细菌,甚至让细菌参与成金?

研究人员认为,自然界中的各种生物都生活在“最有利”的环境中,而不是“最适宜”的环境中。这些细菌之所以选择生活在黄金上,参与黄金的“建设”,正是因为只有它们能够忍受黄金的毒性。这样其他微生物就不会和它们争夺生存空间和周围的营养物质。

在此基础上,研究人员发现了“炼金微生物”的代表——耐金属嗜铜细菌。它可以通过一种特殊的酶将细胞外的金离子转化为金颗粒,抵抗金离子对自身细胞的入侵。这个过程类似于“炼丹”。如果将这种特殊的酶单独放入金溶液中,它也可以将金离子转化为金颗粒。

如今,微生物冶金已成为绿色冶金的重要研究方向,国内外已有大量实践应用的实例,相关技术具有广阔的应用前景。

来源:科技日报