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资源匮乏 科学家向大海取要黄金
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2005年05月18日 20:31:42 杭州网
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世界资源日益匮乏，世界上已有不少人在打海洋的主意，国际科学界已在考虑从海水中提取稀有金属和黄金的种种方案。
俄罗斯莫斯科大学化学系的专家们断言，最近几十年来矿藏的开采和加工总量实际上已和地壳内部的蕴藏量相差无几，尤其是像银、锡、钴、铀和汞这样的金属，前景并不乐观。它们的蕴藏量将在最近这半个世纪开采殆尽。今天要解决这个原料匮乏的问题，最可行的一个方案是开采海洋资源。根据化学博士格奥尔基·利西奇金教授的意见，当今科学界完全知道该怎样借助传统的化学方法从海水里提取所有的金属。
大海的馈赠
世界海洋几乎占了我们行星表面的71％。在这个广阔的水域里，有陆地上所有的矿物。它们或是溶化在水中，或是静静躺在海底的沉积层。科学家们计算过，每升海水含有35克矿物质。而且，海洋的矿物资源还在不断增加，因为河流和大气层降下的雨雪往大海送去大量的碎屑材料，仅因地表的侵蚀每年都得有33亿吨的固体物质流入海洋。太空生成的沉淀物又有近400万吨。据估算，海水中每年增加的矿物量超过在地表所开采到的资源的总量，可以保证人类在今后好几百年的合理需求。
再说，开发海洋还有诸多的好处，首先是海水的成分比较固定，人们可以在不同海域采用同样的技术进行开采。最大的优点是海洋“矿区”便于开采，由于有漫长的海岸线，就再没有必要去进行耗资巨大又花费大量劳力的钻探和地质勘探工作。最后，就水冶工艺的要求，海里的原料是现成的，完全可以省去复杂和对生态相当有害的开矿工序。
科学家们早就在寻找利用这种财富的办法，而且似乎是找到了。比如说，还早在苏联时期，国防工业就曾拨款给有关部门，让从海水里提取铀。今天这门技术已经不成问题。只是如果说冷战时期大部分铀（不一定是从海水里提炼）都用来生产原子武器，那今天开采铀多半是用来维持原子能发电站正常运转。
由于进行科学的开采，海洋今天对人类用镁完全可以做到敞开供应。眼下每年从海水中提炼的镁总量为20万吨，几乎是全世界开采量的一半。
可以毫不夸张地说，世界各国的科学家已打算开始向海洋要宝。比如说，俄罗斯的化学家和地质学家都坚信不疑，除了铀和镁，在不久的将来还可以从海水里提炼铜、铬、钒、钼、钴和银，甚至还有金。
比如说，地球化学和分析化学研究所就建造了一种无废料提炼海水的自动演示装置，该技术已安装在鄂霍次克海、日本海、萨哈林国营地区发电站和海参崴一家中央热能站的装置上进行过试验，结果证明完全可以从海水里提取镁、钾、钠、溴、锂的纯盐和其他贵重微量成分。
提炼海水的关键是使用廉价的无试剂吸着剂，这种物质能吸取矿物。
今天，很多国家的科学家，尤其是那些地下资源匮乏的国家的科学家已经在这个方向开展工作。比如，日本已在采取如下的方案：他们在日本海海域内架设了不少装有吸着剂颗粒、能从海水中吸取金属的管状“金属外壳”。俄罗斯也在科拉潮力试验发电站成功地运用了该技术。
现在有不少工厂已制订出好几十个对海水进行提炼的方案，有的规模相当宏大，设计也很新奇，大大超乎人们的想象。比如说，瑞典的科学家提出在大陆架地区建造一些水下设施，其关键是在水下200米的深处筑起一道大坝来挡住洋流。意大利的方案是建造一些带有网状工作部件的装置，网是用能吸附微量元素的聚合物制成。如果能在水流相当湍急的海峡设置这样的网，那从海水中提取金属的问题原则上已经解决。
由此可见，目前世界上对这个问题相当有兴趣，但是今天尚需对这些方案的可行性作客观的评定。
从海水中提炼黄金
20世纪初期，由于创立在压力达到20兆帕的情况下用锇催化剂从氮和氢中提取氮的工业合成法而获诺贝尔奖金的德国人弗里茨·哈柏曾进行过从海水中提取黄金的试验。当时的德国是第一次世界大战的战败国，应付战败国赔偿。在政府的支持下，哈柏组织了一支考察队，想用从海水中提取的黄金来支付战争赔款，没料想遭到了失败。
上个世纪20年代，科学家有个错误的估计，满以为海水中金的含量很高，是实际情况的10倍。哈柏开始这项研究的时候，正是相信了这个数字。可结果，科学家斥巨资干了几个月，才提炼到几克金子。他于是得出结论，从经过精选的砂矿里提炼黄金还更划得来。
今天的研究结果证明，洋（大西洋和北冰洋）底沉淀物中黄金的含量有些地方高于陆地上的砂矿，因此前景更为看好。据莫斯科大学专家们计算的结果，如果将海水中所含黄金全部提取出来，地球上的每一个人约能摊到1.2公斤。
人类果真能如此轻而易举地从海水中提炼到其他金属的同时提炼到黄金吗？20世纪90年代，俄罗斯有好几艘科考船在黑海西北大陆架一带水域对水样进行专门的精选，以保证能充分提取金粒，也包括那些粉状黄金。结果在大多数水样中都发现有黄金，而在第聂伯河的河口湾地段，平均每吨水含0.436克左右。这就说明在亚速－黑海一带，包括大陆架和邻接的陆地，都分散地蕴藏着黄金。从那一带采到的金粒有0.5毫克重，形态不一。其中显然有河流冲下来的，也有天然金块。当前，俄罗斯和乌克兰的科学家很想恢复类似的研究，只可惜考察基地的条件太简陋，无法承担此项工作。
不过，看来问题不仅仅在财政拨款方面。比如说利西奇金就认为，尽管这项工作前景看好，但是对从海水中提炼黄金一事，科学家们还仅仅是在酝酿之中。如果把注意力集中到其蕴藏量估计有几千亿吨的海底锰铁矿田，人们的兴趣可能还会更大。 要开采这些矿田当然困难不少。首先是矿层太深，得寻求新的开采技术，因为眼下用绞车和采掘机将原料送达洋面的做法太费力，也不划算。
俄罗斯的考察船有可能开赴大西洋去勘查锰铁矿田，有好几家俄罗斯科研机构也在开始着手详细拟定多个建造水上开采设施和水下机器人技术系统的方案，使之在无人情况下可以进行探矿、采矿等操作，并把金属送达漂浮基地。
就征服海洋和开发其资源而言，人类才是刚刚迈出了第一步。不过，在考虑工业对海洋侵入的同时，科学家们也得有清醒的认识，任何对大自然的侵入都可能对生态带来危害，这在开始阶段就应该引起人们的足够重视。
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来源：北京科技报 作者： 编辑：易晔
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