晴耕雨读的浣熊君,在知乎撂地的闲散科普创作者,争取每周双更

首先值得一提的是,需要被化学提炼的是岩金金矿,而早在人类普遍掌握混贡法、灰吹法前,从河道河滩里收集到的砂金是不太需要提炼,直接融化后就能得到纯度在 95%左右的金,拿在手上你会感觉这就是纯金。

这也是为什么我们在许多影视作品里,淘金者从河里过筛子时就能发现金光闪闪的金粒子,甚至更夸张的能捡到狗头金,这些金子就是经过河道冲刷物理分离自矿石之中的产物。

而黄金的熔点是 1064℃,这要比铜和铁要好处理很多,而且我们不需要完全将金融化成液态就可以加工,烧热后黄金就能被锤击成规则的颗粒或者金箔方便携带。

所以如果我们捡到小金粒,甚至不需要熔炉,只需要坩埚和点木炭的篝火就能对纯度较高的砂金预处理成小金块随身携带,毕竟金砂颗粒太小,最好的方式还是用火将金融成小金豆子带走,而如果你有时间做磨具,烧化黄金后也可以铸造成金条。

这一桥段在许多淘金热相关的影视作品中都有记载,从辽东老金沟到美国的加利福尼亚,全世界的淘金客使用的都是这一套手法。

而在古代我们可以看到,历史上许多游牧民族,比如说黑海沿岸的斯基泰人,在希罗多德的记述中,就以向希腊世界出口金而闻名,并且斯基泰人墓葬中也出土过大量金制品,其中不少本身就源自于希腊工匠之手。

而传说中伊阿宋寻找的金羊毛,被推测实际上指的是古高加索地区,当地人收集金砂的一种方式,当地人将羊皮铺在河道上。

我们知道羊毛在水中就像一个天然的筛子,水流冲刷会让质量较大的金砂就会挂在羊毛上边,并且金光闪闪的很耀眼,这也与后世使用簸箕和盘子淘金有着相同的原理。

这样的手法与工具或许各有不同,有用竹编笸箩的,也有用筛子过筛网的,但淘金的原理上是基本相同,没什么本质区别。

但河道里不会平白无故出现金子,这一定也是河流搬运产生的作用,其源头就是后世人类开采的岩金金矿,这是金的原生矿脉,也就是我们平常所说的金矿,所以挖金矿和淘金其实是两个工种,前者是要挖开山体去开采矿脉。

而淘金利用的,则是河水通过千百年的冲刷,其实是物理层面上剥离了金矿里边的杂质,并将其冲到河滩最后让人捡到了,当人们捡到时长期风化剥离之后,人们捡到的其实就已经是纯度非常高的黄金了。

金矿属于热液矿,是在以亿万年为单位的地质活动中,沿着断裂裂隙向上运移而形成的,地壳中含金的热液最终会与石英一起沉淀,这其中金也会渗透到附近的岩石当中,含金的石英就被称为石英脉(Quartz Vein),而后者则是蚀变岩型金矿。

这就是一块蚀变岩型金矿

也是因为金在自然界里难以产生什么化合物,所以矿石里金光闪闪的那部分其实就是游离态的金,因为这种金不是化合物所以不需要化学反应,我们只需要将现成的金元素从这块矿石里分离出来就可以了,这是我们提炼黄金的原理和目的。

所以古典时代,人们会使用混汞法提纯黄金,因为水银能够溶解黄金成为牙膏状的汞齐,这样金首先就与矿石中的岩石还有硫化物、氧化物分离开来。

此时我们再用蒸馏器去加热汞齐,汞的沸点仅为 356.7℃很容易沸腾,这就意味着小火慢炖下,水银会迅速蒸发剩下的就是提取出来的海绵金了,而这些水银如果有条件也可以再次冷却回收,循环多次使用。

当然如果有条件挥发的水银也可以回收

事实上这项技术可以说是欧洲人的祖宗之法,从罗马帝国一直用到了近代南美洲金矿,老普林尼在《自然史》中就记录了提炼黄金的奴隶需要用动物膀胱皮蒙住面部,尽可能减少熬汞齐时吸入肺中中毒,一直到 18 世纪这种方式才被氰化物提取法所取代,所以整个中世纪和近代,从欧亚大陆到南美洲各处的金矿我们都能看到这种提炼技术。

当然贡齐法本身因为会用到水银,这中间产生的废液通常也会严重影响附近的水域用水安全,因为提炼黄金后掺杂着水银的废水会被随意排放污染水源,又因为这个原理简单大家都能模仿,所以在现代很多地区已经禁用贡齐法。

水银融金还有一项逆炼技术,就是可以被用于鎏金工艺,如果我们想要在青铜器或别的什么物件表面涂一层均匀的鎏金,就可以用金贡齐将其包裹,然后加热使汞挥发,金就留在器物表面了。

所以利用水银提取或重塑黄金这项技术在古典时代已经很成熟,而其影响也一直持续到现在。

家里有富裕黄金和水银的可以试试()

经过了混汞法得到的金,依然含有很多杂质,是一块与金、银、铜融合而成的合质金,想要进一步提纯就需要耳熟能详的灰吹法了。

将海绵状的合质金放在由骨灰或草木灰制成的多孔器皿中,再加入大量的铅一起加热,使用鼓风炉加热时,铅、铜等贱金属极易被氧化,生成黄绿色的密陀僧,也就是一氧化铅。

这种液态的密陀僧,会被多孔的灰皿所吸收,然后我们将器皿中的固体取出来,灰皿扔掉吹干金属,最后剩下的就是金、银化学惰性极强,不被氧化的贵金属,根据矿石成分不同剩下可能是纯金纯银,也可能是金银合金。

这就是所谓灰吹法的作用,而这项技术在《天工开物》中被称为“沉铅结银”,是用于提纯白银的,这一技术在 16 世纪左右的大航海时代里被世界各地的金银矿广泛使用,成为了当时先进生产力的代表技术。

但是我们需要提纯的是黄金,所以到这一步我们还需要将合金中的金与银分离,这就需要食盐水泥法 (Salt Cementation)来帮助了,这指的是将金银合金锤打成极薄的片,然后将食盐与焙烧过的砖粉或硼砂混合放入坩埚中再次加热。

食盐在二氧化硅、氧气等助剂作用下会产生氯气,它能选择性地与银反应,生成氯化银(AgCl)挥发掉,或被砖粉吸收,但金的惰性让其不会反应,这样我们去掉灰中杂质留下的这才是纯金,这就算提炼出来了,至此可以说我们在前工业化时代提炼黄金的步骤才全部走完,能做的我们都做了。

人们相信这一技术出现在公元前 6 世纪的吕底亚,这也是后来希腊化时代制金的重要技术,也就是说在古代社会到这里我们才真正能从山中的金矿石里提纯出黄金来。

大都会博物馆收藏的吕底亚金币,这个狮币造型在西方社会也被视为金币始祖

而这一技术同样在《天工开物》中有记载,而在明朝将白银融进黄金里,以此充数是黄金造假的一种典型手法,书中就是讲的如何分离这种金银合金的方式,通过试金石发现端倪后,就可以用灰吹法分离其中的黄金。

其步骤是这样的,也是利用砖粉吸收,最后将合金分离再提炼就成了纯金了

“(造假的黄金)伪售者唯银可入,余物无望焉。欲去银存金,则将其金打成薄片,剪碎,每块以土泥果涂,入坩锅中,鹏砂镕化,其银即吸入土内,让金流出,以成足色,然后入铅少许,另入坩锅内,勾出土内,银亦毫厘具在也。”

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