@ 2021.06.29 , 18:52

“傻瓜的黄金”原来包含真金

黄铁矿在历史上被称为傻瓜的黄金(愚人金),因为它与贵金属有高欺骗性的相似外观。

这个词在19世纪40年代的加州淘金热中经常被使用,因为没有经验的探矿者会声称发现了黄金,但实际上那是由毫无价值的二硫化铁(FeS₂)组成的黄铁矿。

具有讽刺意味的是,黄铁矿的晶体可能含有少量的真金,尽管它是出了名的难以提取。隐藏在黄铁矿中的黄金有时被称为 "隐形黄金",因为它无法用标准显微镜观察到,而是需要复杂的科学仪器。

直到20世纪80年代,研究人员才发现黄铁矿中的黄金可以有不同的存在形式——要么是黄金颗粒,要么是合金。

发表在《地质学》上的论文里,我和同事们发现了第三种以前未被记录到的存在形式,即黄金潜伏在黄铁矿内。当黄铁矿晶体在极端温度或压力下形成时,晶体结构会出现微小的缺陷,可以用金原子 "填充"。

晶体内的原子是以一种被称为原子晶格的特征模式排列的。但是,当黄铁矿这样的矿物晶体在岩石内生长时,这种晶格模式会出现缺陷。

像许多矿物一样,黄铁矿在地球表面是坚硬的,但在地球深处形成时,会变得更加曲折和伸展,这也是黄金矿床形成的地方。

当晶体拉伸或扭曲时,相邻原子之间的键被打破并重组,形成数十亿个被称为 "位错" 的微小缺陷,每个位错大约是头发的宽度10万分之一。

原子级缺陷的化学成分是出了名的难以研究,因为它们如此之小,任何杂质都以绝对微量数存在。探测它们需要被称为原子探针的专门仪器。

原子探针可以以极高的分辨率分析材料,但它的主要优势是,允许我们建立三维映射图,显示晶体内杂质的精确位置——这在以前是不可能的。

研究显示,黄铁矿晶体内的位错可以用金原子进行 "补位"。这在晶体在其历史上被扭曲的地方特别常见;在这里,金的浓度可能比晶体的其他部分高几倍。

为什么要关心如此微小的东西呢?好吧,它提供了关于矿藏如何形成的有趣见解,也是黄金开采业的潜在福音。

以前,人们怀疑异常丰富的黄铁矿晶体中的黄金实际上是由多步骤过程中形成的黄金颗粒构成的,这表明黄铁矿和黄金在不同时间结晶,然后结成一团。

但是我们发现黄金可以装饰这些晶体的缺陷,表明即使是黄金含量相对较高的黄铁矿晶体也可形成于单一过程中。

新发现可能帮助更有效地从黄铁矿中提取黄金,减少温室气体排放。为了提取黄金,通常需在大型反应器中氧化矿石,这需要极大的能耗。

晶体内的错位点有可能提供一个增强的部分浸出,或成为细菌攻击和分解晶体的目标,在被称为 "生物浸出 "的过程中释放出黄金,从而有可能减少能源消耗。这个想法仍未得到验证,但绝对值得调查。

https://www.sciencealert.com/fool-s-gold-actually-contains-a-newly-discovered-type-of-real-gold-scientists-find


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