电解海盐公司从海水中提炼的一小块黄金
海洋占世界总面积的71%,溶解有约77种元素。1902年瑞典著名化学家C.Arrenius通过分析从海洋考察过程中带回来的海水后确认了海水的高含金量,即每吨海水含金不少于60毫克。已经查明,在加利福亚湾每吨海水含金11~32毫克,在澳大利亚海岸高达40~50克。依据上述资料,门捷列夫认为,世界海洋的总含金量约为100亿吨。之后,世界各国共收到申请海水提金专利30多项,当然其中许多方案并未付诸实施。史上只由一次大规模的海水提金尝试,但以失败告终。
1919年,第一次世界大战结束,德国被彻底打败了,战争耗尽了德国的所有物资和财源,整个国家生产萎缩、经济衰退、通货膨胀严重,几百万人失业,人民生活极度贫困。在这种情况下德国政府还要支付协约国50000吨黄金的战争赔款,全国上下处在沮丧的气氛中。就在这时,有个人站出来,大声疾呼:“朋友们,不用为国债担忧,可以用海水提炼黄金,偿还国债。”
这个人是一位举世闻名的德国化学家,名叫哈柏。哈伯记得,瑞典著名化学家阿伦尼乌斯曾估计海水中有80亿吨黄金。他突然萌发了一个大胆的奇异的想法:从海水中提取黄金,以支付战争赔款。很难找出第二个象他这样地位显赫的人,有勇气甘冒声誉受损的风险,去进行如此大胆的探索。在正常情况下,他也不会这样做。哈伯对9份公开发表的海水含金量数据进行考察,尽管相差较大,但数据显示,金的含量在每吨5~19mg之间。这让哈伯甚为惊喜,认为海水提金的前景乐观。因此,1920年,他向德国政府打报告,提出建议,并制定了详细的实验方案。德国政府同意了这个计划,拨出经费给他研究,并派了一艘名叫“流星号”的海洋调查船供他使用。不久,不久,简里克(Johannes Jaenicke)带领由几十位经验丰富的化学家组成的研究小组,开始从事分析方法和设计提取工艺等方面的工作。1923年哈伯和4位科学家,乘“流星”号,满怀希望,横跨北大西洋和南大西洋采集试样。但令他们万分惊讶和沮丧的是,他们发现海水中金的实际含量比原先估计的小得多。哈伯并没有完全放弃希望,认为或许某个区域的海水中就有高的含金量。这个幻想破灭后,他决定,应该弄清楚海水中金的真实含量。1924年,他系统收集了海水试样,进行了精确的分析实验,最终测得海水的含金量不及原先估值的千分之一。1926年,哈伯无奈地放弃了海水提金计划。他的兴趣转向海洋学,1927年,他乘一艘研究船,研究海水中金的深度分布以及与浮游生物分布的关系。1928年,随着考察的结束,海水提金悲剧的帷幕完全落下。
海水提金计划的失败,给哈伯带来巨大的失望和痛苦。他在没有搞清楚海水中金的真实含量的情况下,就匆忙从事提金工艺过程的研究。在早期阶段,哈伯对天然海水的研究甚少。战后德国的航海受到严格限制,获得可靠的海水试样无疑变得非常困难。哈伯高估了19世纪分析化学家的实验结果的价值,过分相信自己从这些前人的混乱数据中推算出来的金的含量。
现在比较被人接受的海水中金含量一般仅为0.001~0.5mg/t,平均为0.0112mg/t。并且海水中的金主要呈可溶的非离子状态,呈离子态或散粒状的金只占海水中金总量的20%左右。
回顾过去,曾研究过的海水提金方法主要有吸附法、离子交换法及沉淀法等。
吸附法是将具有吸附金性能的硅胶、无机化合物、活性炭等吸附剂装入吸附桶或特制的框架内,放入海水中浸泡数周或数月。吸附结束后,从海水中起出吸附桶或特制框架,取出的载金吸附剂用氰化物溶液溶解其中的金。也可以用胶态金属硫化物浸渍荨麻纤维或有机纤维制成吸附带,放入海水或海水淡化厂流出的卤水中,载金的吸附带用次氯酸钠或氰化钠解吸其中的金。海洋微生物是新发展的一种吸附剂,通过基因改性后的微生物对金有极高的亲和势和选择性,也可用于从海水中吸附金。
离子交换法是将离子交换树脂(如磺化苯乙烯二乙烯基苯离子交换树脂)装在船舱的特殊装置中,船行驶时,海水流经离子交换树脂而吸附其中的金。当海水以约100t/d的流速流经盛载有一定数量离子交换树脂的特殊装置时,约14天后,可从含金较高的海水中吸附约200g金。
沉淀法是往盛有一定数量海水的容器中加入石灰乳、镍粉或通入硫化氢气体,使金沉淀或置换而被提取。例如将镍粉与海水搅拌后,取出镍粉,用熔炼法回收金。镍粉的载金率达到其质量的15%~20%。
尽管前景诱人,但可以肯定通过任何已知的方法从海水中提金都是一种不切实际的幻想。