一、金的性質
金的化學符號為Au,位于元素周期表中第6周期IB族,原子序數79,原子量196.97,已知同位素26個,其中唯一穩定的同位素是Au197。金具有良好的延展性、導電性和導熱性,和較好的反射紅外線功能,低揮發性和明亮的光澤。由于金的良好延展性,因此易于鍛造和延壓,可把金碾成0.00001毫米厚的薄膜,可把1克金拉成長3500米、直徑0.0043毫米的細絲。1000克黃金可以延展530平方米。金的電導率僅次于銀和銅,在金屬中位居第三位。導熱性僅次于銀,在金屬中居于第二位。金的硬度較低,礦物硬度為3.7,24K黃金首飾的硬度僅2.5。金是抗磁體,但含錳的金磁化率很高, 含大量的鐵、鎳、鈷的金是強磁體。金的反射性能在紅外線區域內,具有高反射率、低輻射率的特性。金中含有其他元素的合金能改變波長,即改變顏色。金的再結晶溫度低。高純度的金呈現明亮的黃色,金成色不同,顏色也不同,從淡黃色到鮮黃紅色;金的顏色同時也取決于金屬塊的厚度及其聚集體的狀態,例如很薄的金箔發綠色,細粒分散金為深紅色或者暗紫色。
金的化學穩定性極高,具有極佳的抗化學腐蝕和抗變色能力,在堿及各種酸中都極穩定。金在低溫或高溫時都不會被氧直接氧化,在空氣中不被氧化,也不變色。常溫下單獨的無機酸(如鹽酸、硝酸、硫酸)對黃金均不起作用,只有王水(王水為鹽酸和硝酸的3:1的混合劑)、鹽酸和鉻酸的混合液以及硫酸和高錳酸的混合液中能溶解金。此外,金也能溶解于氰化物鹽類的溶液中。酸性的硫脲溶液、溴的溶液、沸騰的氯化鐵溶液,有氧存在的鉀、鈉、鈣、鎂的硫代硫酸鹽溶液等,也能很好地溶解金。堿金屬的硫化物能腐蝕金,生產可溶性硫化金。黃金在氫、氧、氮中明顯地顯示出不溶性。氧不影響它的高溫特性,在1000℃高溫下不熔化、不氧化、不變色、不損耗,這是黃金與其他所有金屬最顯著的不同。
二、金的主要用途
金的高穩定性、可靠性和其他金屬無法替代的良好的物理化學性質,以及其稀缺性帶來的高價值含量,使其具有特殊而廣泛的用途。黃金被越來越廣泛地用到傳統工業和現代高新技術產業等領域中,電子技術、通訊技術、宇航技術、化工技術、醫療技術等現代電子行業越來越多的電子元件都可以使用金作原材料。金具有金融屬性,可以充當貨幣,是其他金屬無法比擬的。
三、金的資源
黃金資源主要包括兩大類,及原生礦產資源和二次資源。原生礦產資源以各種各樣的礦石礦物存在,二次資源則是指礦產資源以外的各種再生資源,其來源和范圍十分廣泛。截至2011年年底世界黃金儲量為51000噸,儲量基礎為100000噸(2008年數據)。世界黃金儲量和儲量基礎的靜態保證年限分別為18.1年和35.6年。目前世界金礦資源儲量主要集中于在南非、俄羅斯、澳大利亞、印度尼西亞、中國、美國、加拿大、智利、墨西哥、加納、巴西、秘魯、新西蘭、烏茲別克斯坦等國家和地區。
中國金礦床在全國各地都有不同程度的分布,但明顯集中在少數幾個礦集區。在不同的礦集區中,分別富集不同類型的金礦床。其中,砂金礦集區主要集中在黑龍江領域和長江水系的漢江、嘉陵江領域;巖漿型金礦主要集中在膠東、遼東、華北地臺邊緣、小秦嶺、阿爾泰和西南三江的金沙江-紅河斷裂帶;與陸相火山作用有關的金礦主要集中在臺灣和東南沿海;與海相火山作用有關的金礦主要在一些塊狀硫化物礦床中伴生產出;卡林型金礦則集中在滇黔桂和陜甘川兩個金三角;綠巖型金礦則主要分布在華北地臺邊緣。實際上,單一類型金礦的礦集區比較少見,同一類型的金礦可能出現在不同的礦集區,而同一礦集區中完全可能出現多種類型的金礦,如巖漿作用與構造作用同時控制的金礦床在造山帶屢見不鮮。
中國金礦資源分布廣、并且不均衡。除上海市、香港特別行政區外,在各個省、市、自治區都有金礦產出。就省區來看,山東的獨立金礦最多,江西的伴生金礦最多;黑龍江、河南、湖北、陜西、四川等省的金礦資源也較為豐富。巖金查明資源儲量以山東省最為豐富,其次是甘肅、河南、云南、陜西、貴州、福建、河北、江西和吉林等省;砂金查明資源儲量以四川省最多,其次是黑龍江、陜西、甘肅、江西、青海、吉林等省;伴生金查明資源儲量以江西省最多,其次是湖北、湖南、黑龍江,甘肅、安徽、青海等省。
四、金的提取與制備
黃金精煉的目的就是除去雜質, 提高金的純度,獲得符合各種不同要求的黃金產品, 以滿足市場交易的要求。精煉是一個包括許多工藝過程的系統。由于用于精煉的原料中含有大量的鋅、銅、鐵、鉛等雜質,嚴重影響從金泥中提純和冶煉黃金的純度,故在精煉工序之前必須除去這些雜質。常用的除雜方法主要有硫酸除雜法、鹽酸除雜法、硝酸除雜法、控電氯化除雜法、混合銨鹽除雜法等。其主要原理都是采用合適的溶劑使金泥中可溶于溶劑的成分溶解,形成可溶性鹽,而金不溶解,達到除雜的目的。
金的精煉方法很多,其工藝主要有高溫氯化工藝、化學工藝、電解工藝和溶劑萃取法等。最主要的是電解法,其特點是操作簡單,原材料消耗少,效率高,產品純度高且穩定,勞動條件號,且能綜合回收鉑族金屬。企業在選擇黃金精煉工藝時應對物料性質、環保要求、操作成本、生產周期、產品質量要求等因素進行綜合考慮。
五、金的深加工及其應用
黃金加工技術包括:熔煉鑄錠工藝、壓力加工、金銀焊接、金化工產品鹽類加工、金飾品加工、金銀材料(線絲板帶箔等)加工、合金材料加工、電鍍工藝等。
六、主要金企業