石头中的贵金属

曹学灿+马将

寻宝，是我们从小就爱玩儿的游戏，不论是在旷野或是河边，只要发现一块颜色或形状漂亮的石头，我们就会兴奋不已，觉得自己好似找到了宝藏！

的确，各式各样的矿物是大自然给予人类的珍贵馈赠。从这些矿物中产出的宝石、玉、贵金属、稀有金属等“宝贝”，不仅可以美化生活、陶冶情操，更具有极高的科技价值，能服务于航天、深潜、军事、工业、生活等各个领域。

也许这个暑假，一些读者朋友就参加了户外的探宝夏令营，用自己的双手淘到了五彩的宝石。其实，这些矿物不仅颜色炫丽，还蕴含着许多的小秘密呢！比如，透明的钻石为什么能浮动着火彩？月光石的表面缘何泛着朦胧的月光？玉温润凝腻的质感是如何形成的？“真金不怕火炼”的极品金矿石是从哪来的？……在本期特别策划中，我们都将一一为您解答！

贵金属主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。这些金属大多有美丽的金属光泽，同时对化学药品（强酸、强碱）、生活溶液（水、汗液）的抵抗力很大，一般不易引起化学反应，所以能长时间保存。因此，它们常被制成首饰、珠宝或纪念品。今天就让我们追寻贵金属的踪迹，看看它们还有哪些实用功能！

贵金属，重要的饰物材料

黄金的历史，从某种程度上来说就是人类的文明史。几千年前，当人类首次发现天然金粒，黄金就被认为是贵重的材料。黄金因具有美丽的色泽、非常稳定的化学性质、良好的机械性能，是极好的保值品。因此，黄金首饰在所有首饰中，历来地位重要。

除了金外，银是最常用于首饰制作的金属。首饰多用银的原因：一是白银更加经济，二是银具有漂亮的金属光泽，能使首饰具备较好的光色效果。

另一种常见的用于首饰制作的贵金属就是铂金，也称为白金。它与金、银相比用于首饰制造的时间较晚。然而，因其具有艳丽的白色、优异的延展性以及耐磨、耐酸性，铂自19世纪开始，就已广泛应用于首饰制造中。

贵金属的矿石“缘”

自然界赐予的单质态的贵金属是有限的，大量的金、银等贵金属是由各种含有贵金属的矿石制得的。生活中常见的制作各种首饰的贵金属，多是从贵金属矿石中经过多道复杂的工序冶炼提纯而来。

贵金属矿石经过冶炼步骤后，再进行必要的提纯就可以用于首饰的加工及其他生活应用了。下面我们来看看，都是哪些矿石中含有贵金属呢？

金属冶炼是将金属从化合态变为单质态的过程，常用方法如下：

还原法

把金属氧化物与还原剂共热，得到单质态的金属。常用的还原剂有碳、一氧化碳和氢气等。

置换法

在金属的盐溶液中加入活泼金属，从而将其置换出来，可分为火法冶金和湿法冶金两类。

火法冶金：又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出用于精炼的粗金属的方法。

湿法冶金：这是在酸、碱、盐类的水溶液中发生的以置换反应为主的从矿石中提取所需金属组分的制取方法。此法主要应用于低本位、难熔化或微粉状的矿石。

置换法

将金属盐矿石熔融并加入电解工艺，从而生成金属单质的过程。电解法应用在不能用还原法、置换法冶炼生成单质的活泼金属（如钠、钙、钾、镁等）和需要提纯精炼的金属（如精炼铝、镀铜等）。电解法成本相对较高，易造成环境污染，但提纯效果好、适用于多种金属。

金矿石

金在地壳中的丰度只有铁的1/1000万，银的1/21，因此极为稀有，这也决定了这种金属具有很高的价值。

银矿石

自然界含银的矿石有200余种，其中银为主要元素的银矿石有60余种，都具有重要的经济价值，但作为生产白银的主要原料的，则仅有12种银矿。

铂矿石

铂是地壳中极稀少的元素之一。铂几乎都以游离状态分散于冲积矿床和砂积矿床中，如含铂磁黄铁矿、镍黄铁矿等。此外，铂还与其他铂系元素形成合金，如自然铂、钯铂矿、锇铱矿等。

极品金矿石

大块的、富含金质的流星陨落所产生的金矿石。这种流星因滑落时速度极高，穿越地球大气层时产生强烈摩擦和剧烈氧化燃烧，使其中很多杂质在此过程中被消耗掉，又因黄金是稳定的单质，在高温下也很难与其他物质发生化学反应，即民间所说的“真金不怕火炼”，所以在落地后，会呈液体流动状态。这种金矿石含金量接近100%，世上极为罕见。

高品位金矿石

富含金质的大块流星在穿越大气层时，因温度过高、受热不均、流星内部组成成分不一，熔点和气化点都不同，所以产生爆炸，爆炸后的细小颗粒继续燃烧，如同冰雹一样，撒落在地球的某一地区。因杂质气化带走了热量和细小颗粒易于散热，因此形成的金矿石多保留了黄金的自然晶体（等轴晶系，立方面心晶格），或者成半流体状。虽含金量各不相同，也是天然极品。

贵金属与现代生活

长期以来，大量纯度较高的贵金属用于制造货币和装饰品。随着科学技术的发展，这些贵金属的功用已由传统的货币和首饰工艺品，逐渐转变为服务于工业及科学技术的发展及应用，如电子、宇航、原子能、电工材料、仪器仪表、感光材料等领域，它们都有着广泛的用途。

金

金具备独一无二的完美性质，如极高的耐腐蚀性、良好的导电性和导热性。金的原子核具有较大的捕获中子的有效截面，此外，它对红外线的反射能力接近100%，在金的合金中还具有各种触媒性质等。

良好的工艺性也是金的特殊优势，它极易被加工成超薄金箔、微米金丝和金粉，能镀到其他金属、陶器、玻璃的表面；金在一定的压力下，也容易被熔焊和锻焊。此外，金还可以制成超导体与有机金等。

正因为金有如此多的有益性质，使得它有理由被广泛用于极重要的现代高新技术产业中去，如电子技术、宇航技术、化工技术、医疗技术等。

银

银在现代生活中的应用，最常见的是在影视和照相行业中。因为含银的卤盐（溴化银、氯化银、碘化银、硝酸银）具有对光特别敏感的特性，因此银可用来制作电影、电视和照相所需的黑白与彩色胶片、底片、晒相和印相纸、印刷制版用的感光胶片等。借由此特性，银还被用于医疗与工业探伤领域的X光胶片和航空测绘、天文宇宙探索与国防科学研究等领域的各种特殊感光材料中。

此外，银在机电和电气工业领域的应用，主要是以纯金属、银合金的形式，用作电接触材料、电阻材料、钎焊料、测温材料和厚膜浆料等。如银铜、银镉、银镍等合金制作的电触头，可以消除一般金属的消耗变形、接触电阻及粘接等弊病；银钨、银钼、银铁合金等制作的低压功率开关、起重开关、重负荷的继电器与电接点材料，可广泛用于交通、冶金、自动化和航空航天等尖端工业。

同时，在厚膜工艺中，银浆料与陶瓷的附着力强，它是导电好，使用较早的一种银浆料。银在石油化工领域，主要以催化剂的形式用于化学反应。

铂

铂由于有很高的化学稳定性（除王水外，不溶于人们已知的任何酸和碱）和催化活性，因此，应用很广。

如今，金属铂大量用于汽车催化的转换器中，以及作为炼油工业的催化剂，用于制作电子器件、铂金坩埚、牙科材料和人造纤维的喷丝头等。同时，铂在氢化、脱氢、异构化、环化、脱水、脱卤、氧化、裂解等化学反应中，均可作为催化剂。

同时，铂因具有良好的耐腐蚀性及化学稳定性，所以多用来制造耐腐蚀的化学仪器，如各种反应器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等。铂和铂铑合金常用作热电偶，可用于精确测定高于1000摄氏度的高温。

随着科学技术的发展，人们对贵金属的认知更加全面。相信不久的将来，这些贵金属将为百姓的生产与生活提供更多更实用的功能！

（责任编辑/李银慧）