第1章　金矿物及矿床

1.1　黄金的主要用途和性质

1.1.1　黄金的主要用途

黄金具有商品和货币双重职能。黄金的主要用途如下。

（1）黄金用作货币　早在远古时代，黄金就作为交换手段进入了流通领域。黄金具有特殊和良好的物理化学性质，且产量稀少。到目前为止，人类总共开采的黄金大约只有17万吨。黄金具有价值大，价格昂贵；体积小，便于携带和储藏；耐腐蚀，不变质；易于分割与合并；经久耐磨，不易耗损，重量和外形不易变化等优点。以上特性赋予了黄金很多的社会自然属性，使它成为表现商品价值量、充当一般等价物的最好材料，成为公认的“货币金属”，成为唯一突破地域及语言限制的国际货币。

（2）黄金的工业用途　黄金的工业用途是从20世纪50年代初随着高科技的发展才形成的，主要用于电子工业、信息产业、航空和宇航等工业中。黄金被现代工业应用的原因是其具有许多优良的特性，如化学稳定性、耐腐蚀、不氧化、导电性和对太阳光的热反射性等。

①在电子和信息工业中的应用　黄金被广泛应用于电子、电器和通信工业的设备和耗材中，如在电话机、程控交换机、电视机和无线通信器材等的继电器、固体电路微型集成块、插接件、高频开关等，使用纯金或镀金材料，可保证其接点可靠以及反复连通或切断的转换性能。

②在航空航天工业中的应用　黄金可使安装在喷气式飞机、宇航飞行器、导弹上的电子系统与地面接收系统之间发出的指令和信号在通过联结器传送到接收器的过程中，不会发生千分之一秒的中断；在宇航站的外壳上加装镀金铝塑隔热反射屏后，可使站内温度由43℃降到24℃；在宇航服上镀一层厚0.2μm的金，可使宇航员在太空行走时免遭红外线的热辐射等。

③在军事工业中的应用　可使用黄金制造各种用途的红外线探测器和反弹道导弹装备；在航海望远镜上镀金，可使望远镜无需擦洗，长期保持清晰。

④在化学工业中的应用　在化学工业中，黄金主要作为催化剂使用，精细制备的黄金载体催化剂具有高活性和选择性，而且比任何催化剂的工作温度都低；纳米级金载体催化剂催化活性强，可降低一些化学反应的反应温度；以黄金为原料生产的金盐是电镀工业的主要原料；黄金常被用作化工设备的安全膜。

⑤在纺织工业中的应用　黄金合金是制造化学纤维生产设备喷丝头的首选材料；扁平的镀金丝在棉线或丝线上，常被用于高贵纺织品的花边或镶边；黄金可作丝绸上印金敷彩技术的原料。

⑥在陶瓷和玻璃工业中的应用　黄金可作陶瓷和玻璃工业中的着色剂。将金、铋、铑合金溶解于芳香油中制成“金水”，作为染料，在高档瓷器、搪瓷和工艺瓷器釉面上绘制花纹图案，经煅烧即成金边或金色花纹图案；氯化金用于装饰瓷器的红、紫釉底色；在弱酸性氯化金的稀溶液中加入氯化锡溶液制成的紫红色胶体，是红色玻璃的着色剂等。

⑦在建筑装饰中的应用　黄金可用于建筑装饰，以显示建筑物的豪华；另常用于建筑玻璃的防护材料，可反射太阳光的热辐射。

⑧在日用品工业中的应用　黄金是制造加热和干燥设备红外线辐射器的良好材料；还常用于金笔、表壳、表带、眼睛架等日用品的生产中。

（3）黄金用于制造首饰　黄金具有高化学稳定性、美丽的颜色等优良的特性和观赏收藏价值，故常将黄金用于制作首饰、饰品和各种器物等。目前，全世界每年都要用大量黄金制作首饰，约占制造业总用金量的80％。

（4）黄金用于医疗　黄金可用于治病和延寿的药物，金可用于治疗肺结核和关节炎。另外，金广泛用于牙科材料、针灸材料和人体植入材料等。如金可用于镶牙，制造针灸中的14K金针，用作埋入式心脏起搏器的材料，用作视觉、听觉、疼觉等多种神经修复刺激装置的材料等。

1.1.2　黄金的性质

1.1.2.1　黄金的物理性质

黄金，又称金，化学符号Au，原子序数79，相对原子质量197，质量数183～204。金为化学元素周期表第6周期ⅠB族元素，原子序数为79，相对原子质量为196.967。

纯金为金黄色，其颜色随其中杂质的种类和数量而改变，如银和铂可使金的颜色变浅，铜能使金的颜色变深。金被碎成粉末或碾成金箔时，其颜色可呈青紫色、红色、紫色乃至深褐色及黑色。

所有金属中，金的延展性最好，1g纯金可拉成长达3500m以上的细丝，可碾成厚度为0.23×10-3mm的金箔。但当金中含有铅、铋、碲、铬、锑、砷、锡等杂质时，其力学性能明显下降，如金中含0.01％的铅时，性变脆；金中含铋达0.05％时，甚至可用手搓碎。

金的密度随温度略有变化，常温时金的密度为19.29～19.37g/cm3。金锭中由于含有一定量的气体，其密度略有降低，经压延后金的密度增大。

金的挥发性极小，在熔炼金的温度下（1100～1300℃）金的挥发损失小，一般为0.01％～0.025％。金的挥发损失与炉料中挥发性杂质的含量及周围的气氛有关，如熔炼锑或汞含量达5％的合金时，金的挥发损失可达0.2％；在煤气中蒸发金的损失量为空气中的6倍；在一氧化碳中蒸发金的损失量为空气中的2倍。金在熔炼时的挥发损失是由于金有很强的吸气性引起的。金在熔融状态时可吸收相当于自身体积37～46倍的氢或33～48倍的氧。当改变冶金炉气氛时，熔融金属所吸收的大量气体（如氧、氢或一氧化碳）会随气氛的改变或金属的冷凝而析出，出现类似沸腾现象，其中较小的金属珠（尤其是直径小于0.001mm的金属珠）会随气体的喷出而被强烈的气流带走，从而造成金的飞溅损失。

金具有良好的导电和导热性能。金的导电性能仅次于银和铜，在金属中居第三位。金的电导率为银的76.7％，金的热导率为银的74％。

金的主要物理常数为：

1.1.2.2　黄金的化学性质

金的化学性质非常稳定，在自然界仅与碲生成天然化合物——碲化金，在低温或高温时均不被氧直接氧化，而以自然金的形态存在。

常温下，金与单独的无机酸（如硝酸、盐酸或硫酸）均不起作用，但溶于王水（一份硝酸和三份盐酸的混酸）、液氯及碱金属或碱土金属的氰化物溶液中。此外，金还溶于硝酸与硫酸的混合酸、碱金属硫化物、酸性硫脲液、硫代硫酸盐溶液、多硫化铵溶液，碱金属氯化物或溴化物存在下的铬酸、硒酸、碲酸与硫酸的混合酸及任何能产生新生氯的混合溶液中。金在各种介质中的行为如表1-1所示。

碱对金无明显的腐蚀作用。

金在化合物中常呈一价或三价状态存在，与提取金有关的主要化合物为金的氯化物、氰化物及硫脲化合物等。

金的氯化物有氯化亚金AuCl和三氯化金AuCl3。它们可呈固态存在，在水溶液中不稳定，分解生成配合物。金粉与氯气作用生成三氯化金。三氯化金溶于水时转变为金氯酸：

金粉与三氯化铁或氯化铜作用时也能生成三氯化金。

金易溶于王水中，其反应可以用下式表示：

金氯酸可呈黄色的针状结晶（HAuCl4·3H2O）形态产出，将其加热至120℃时转变为三氯化金。在140～150℃下将氯气通入金粉中可获得吸水性强的黄棕色二氯化金，它易溶于水和酒精中，将其加热至150～180℃时分解为氯化亚金和氯气，加热至200℃以上时分解为金和氯气。

氯化亚金为非晶体柠檬黄色粉末，不溶于水，易溶于氨液或盐酸液中，常温下能缓慢分解析出金，加温时分解速度加快：

3AuCl→2Au↓+AuCl3　　（1-6）

溶于氨液中的氯化亚金，用盐酸酸化时可析出AuNH3Cl沉淀。氯化亚金与盐酸作用则生成亚氯氢金酸：

存在于溶液中的金离子可用二氧化硫、亚铁盐、草酸、甲酸、对苯二酚、联氨、乙炔、木炭及金属镁、锌、铁和铝等作还原剂将其还原而呈海绵金粉形态析出，加热溶液可加速还原反应的进行。

金的氰化物有氰化亚金和三氰化金。三氰化金不稳定，无实际意义。有氧存在时，金可溶于氰化物溶液中，金呈络阴离子形态存在于氰化液中：

将金氰络盐溶于盐酸并加热时，金氰络盐分解并析出氰化亚金沉淀：

金化合物在氯化物溶液或氰化物溶液中，金几乎均呈络阴离子形态存在，如[AuClO]2-、[AuCl2]-、[AuCl4]-、Au（CN）-等。氰化液中的金常用锌（锌丝或锌粉）、铝等作还原剂将其还原析出，也可采用电解还原法将金还原析出。

有氧存在时，金易溶于酸性硫脲液中，其反应可表示为：

金在酸性硫脲液中呈络阳离子形态存在。

金虽然是化学性质极稳定的元素，但在一定条件下仍可制得许多金的无机化合物和有机化合物，如金的硫化物、氧化物、氰化物、卤化物、硫氰化物、硫酸盐、硝酸盐、氨合物、烷基金和芳基金等化合物。浓氨水与氧化金或氯金酸溶液作用可得具有爆炸性的雷酸金。

金与银或铜可以任何比例形成合金。金银合金中的银含量接近或大于70％时，硫酸或硝酸可溶解其中的全部银，金呈海绵金产出。用王水溶解金银合金时生成的氯化银将覆盖于金银合金表面而使其无法进一步溶解。金铜合金的弹性强，但延展性差。往金铜合金中加入银可制得金银铜合金。

金与汞可以任何比例形成合金，金汞合金称为金汞齐。金汞齐因含金量不同可呈固体或液体状态存在。

1.1.2.3　黄金的其他属性

黄金不同于一般商品，从被人类发现开始就具备了货币、金融和商品属性，并始终贯穿人类社会发展的整个历史，只是其金融与商品属性在不同的历史阶段表现出不同的作用和影响力。

黄金是人类较早发现和利用的金属，由于它稀少、特殊和珍贵，自古以来被视为五金之首，有“金属之王”的称号，享有其他金属无法比拟的盛誉。正因为黄金具有这样的地位，一度是财富和华贵的象征，用于金融储备、货币、首饰等。随着社会的发展，黄金的经济地位和商品应用在不断地发生变化，它的金融储备、货币职能在调整，商品职能在回归。随着现代工业和高科技快速发展，黄金在这些领域的应用逐渐扩大，到目前为止，黄金在国际储备、货币、首饰等领域中的应用仍然占主要地位。