大海淘金

吳青

“那天晚上可真冷呀！”亞瑟·瑞安后來回憶說?！按髩K大塊的冰在水面上四處漂浮，我們能聽見它們互相碰撞的聲音。”1897年2月的那個夜晚，在美國羅德島州普羅維登斯（羅得島州府）附近一座搖曳的碼頭上，瑞安和他的投資伙伴打著寒戰(zhàn)熬過了一宿，不敢閉眼，只為守護他們所在棚屋地面上的一個洞。幾小時前，同時身為浸禮會牧師、紳士科學家和發(fā)明家的普雷斯科特·杰尼根把一個“電瓶箱”放進這個洞里，讓它進入下面的納拉干西特灣。

次日早晨，在撬開這個箱子后，睡眼惺忪的瑞安及其伙伴得到了獎賞：黃金。然而，一切并非看上去那樣……

長久以來，冒險家們一直夢想著能夠從大海中獲得金銀財寶。通常，他們會得到來自過去年代的戰(zhàn)利品——例如2013年9月，潛水者在美國馬薩諸塞州科德角沿岸海域發(fā)現(xiàn)了一箱金幣，它很可能來自1717年失事的一艘海盜船。當時，這些尋寶人不得不透過一米多深、黑暗而又泥濘的海底海藻聚落去拿到這些金幣。按照當?shù)孛襟w的話說，他們“就像是潛入了一只盛滿黑色明膠的大缸子”。

從海洋淘金的理念，最早是由意大利化學家福斯蒂諾·馬拉古蒂提出的。1850年，他發(fā)現(xiàn)海水中包含氯化銀，由此提出了怎樣從海水中提煉白銀的問題。1865年，在回答伯明翰英國公會的提問時，約翰·寶寧甚至考慮了給船體的銅殼通電，以便海洋中的貴金屬能被電鍍到銅殼上。

1872年，在海水中發(fā)現(xiàn)黃金的消息進一步增加了上述誘惑。即便當時的估計是每噸海水中所含黃金不到1格令（英美制最小重量單位，等于0.0648克），但這也意味著全球海洋中的黃金數(shù)量非常非?？捎^。到了19世紀90年代，使用氰化物從溶液中過濾黃金的新技術(shù)問世，看來為從海水中提煉黃金提供了一種方法。澳大利亞人在這方面的興趣最大，因為他們有繁榮的礦業(yè)和很長的海岸線。1896年，悉尼大學著名化學家阿奇博爾德·利弗西奇試驗了利用吸積方法，從懸浮于碼頭下面的銅板上采集礦物。

僅僅一年后，普雷斯科特·杰尼根就宣布了他的“吸金”過程。這顯然是一大突破。杰尼根拒絕為這一過程申請專利，因為他不想讓那些急不可耐的投資人知道他的電瓶箱里的秘密。不過，人們還是了解到那個箱子涉及電、鉑金細線和汞。至少，汞是用于美國加利福尼亞和加拿大克朗代克地區(qū)（育空河流域黃金產(chǎn)地）金屬提煉過程中的一種熟悉的東西：在汞的上方?jīng)_洗金礦石，金元素就會作為混合物沉降出來，這樣就能提取黃金。瑞安及其伙伴打開電瓶箱后，發(fā)現(xiàn)汞上面有黃金顆粒。這就是說，杰尼根的方法證明上述原則也可延伸到海水。

“大海是金礦！”當時的報刊如此驚呼。1897年，杰尼根的“電鍍海鹽公司”成立，股本近100萬美元（這在當時堪稱天文數(shù)字）。該公司的293個電瓶箱被嚴加看守，保存在美國緬因州盧貝克的一家谷物磨粉廠里。海濱小城盧貝克因此有了“新克朗代克”的美譽。讓當?shù)厝丝裣驳氖?，掘金者“從此幾乎無需再去阿拉斯加了”。1898年，首批海金被送到了試金者手中。

盧貝克一下子就繁榮起來。一家巨大的“二廠”計劃在潮水中放置數(shù)千個電瓶箱，為此雇傭了700人來建廠。盧貝克因此有了第一條電話線、一座新的大橋和一艘叫作“金蟲子”的公司專用船。

終場以驚人的速度到來。1898年7月28日，到達二廠的工人們發(fā)現(xiàn)，杰尼根及其同伙查爾斯·費舍爾卷著公司的30萬美元跑了。在放置電瓶箱的廠房里，記者們發(fā)現(xiàn)“直徑大約50厘米、水壺形狀的機器一直淌著水”。這些黏濕的機器上有汞，但沒有黃金。

然而，這并非是海洋淘金夢的終結(jié)。在澳大利亞和英格蘭，兩個獨立的企業(yè)均在1904年建立。這些澳大利亞淘金者很輕松地得到了礦業(yè)工程師艾伯特·阿爾戈自掏腰包的資助，而阿爾戈在澳大利亞新南威爾士州布羅肯·希德的試驗廠使用了一種被證明可行的技術(shù)——“麥克阿瑟-弗雷斯特氰化物過濾過程”。位于英格蘭南岸海靈島的一家類似的廠子，則夸口說得到了諾貝爾獎獲得者威廉·拉姆西的首肯。

雖然這兩個計劃都以失敗告終，但是一位化學家還是執(zhí)著地面對海金的挑戰(zhàn)。在1923年德國的超級通貨膨脹中，諾貝爾獎得主弗里茨·哈伯接受了從海水中淘金的秘密任務(wù)，德國希望以此還清由第一次世界大戰(zhàn)產(chǎn)生的巨額賠償。哈伯和他的小組裝扮成“漢莎號”輪船的機組人員，暗中卻檢驗大西洋海水?！鞍?！與其把錢花在海水里，還不如用來打掃輪船甲板?！惫罱K承認：“我放棄了在大海里撈這根可疑的針（指黃金）。”

人們的注意力轉(zhuǎn)向了海洋中比較豐富的其他元素（請參見相關(guān)鏈接：《海水： 金屬寶庫》），而具有諷刺意義的是，這方面許多人的努力從理論上說不一定有錯——但這只是對于他們所在的時代而言。被污染的樣本和精度不高的測量，導(dǎo)致早期研究者錯估了海水中的實際含金量。例如，哈伯當初的這一估計值就比實際值高了成百上千倍。

現(xiàn)已知道，海水中的金含量僅為萬億分之幾，實際數(shù)量則很難測量。但是對于現(xiàn)代技術(shù)和那些尋求納米微粒而非金塊的人們來說，海洋仍然是一座富礦。2013年初，英國南安普敦大學的化學家帕布羅·羅德羅和芬蘭拉彭蘭塔科技大學的米卡·希蘭帕阿證明，黃金的納米微粒能夠被從人工海水（含金量為百萬分之幾）中回收。他們在實驗中使用了兩種在商業(yè)上可行的試劑來從溶液中脫除金屬離子，還使用了已知對重金屬有高親和性的褐藻粗粉。羅德羅目前正在調(diào)查在海洋環(huán)境中做同樣實驗的可行性。

與此同時，一名印度科學家及其同事一直在探索對富含金屬的海水使用能分泌納米黃金微粒的細菌。他們的靈感來自于印度醫(yī)藥中對黃金的傳統(tǒng)使用，例如使用含金粉末治療哮喘和關(guān)節(jié)炎。

黃金納米微粒具有堆積在癌細胞里的傾向，這讓它們在細胞成像和靶向治療藥物的傳遞中得到應(yīng)用。正由于此，海水淘金也在煥發(fā)新的活力。黃金納米微粒的活躍化學和可調(diào)光學及電子特性，也使得它們在催化作用中的需求越來越多，并且在微芯片和光電池中的應(yīng)用越來越廣泛。在實驗室里制造黃金納米微粒的過程要求很高的精度，還經(jīng)常涉及使用對環(huán)境有疑似腐蝕性的化學物質(zhì)，因此，自由可得的海水被視為一種頗具誘惑性的替代資源。如此看來，海水淘金夢從普雷斯科特·杰尼根的純粹物欲演變到今天，已經(jīng)走過了一條漫長、多變之路。

杰尼根的“海水淘金”方法之謎其實在于他的同伙費舍爾，后者一直在電瓶箱中播撒金粉。費舍爾甚至穿著潛水服去添加金粉，而投資者就等候在上方的碼頭上。案發(fā)數(shù)年后，費舍爾前住地的居民們在他家里發(fā)現(xiàn)了一面隱藏的板子，在它背后是一些等待熔煉的舊金飾，這就是杰尼根的“海金”的真正來源。不過，真正的海金還在那兒，只是仍待發(fā)現(xiàn)。

海水：金屬寶庫

海水的巨大存量意味著，就算元素只以微量存在，它們的總量加起來也是很大的潛在資源?，F(xiàn)在，已經(jīng)能夠從海水中有利可圖地提取溴、鎂和碘。在重金屬中，除了黃金之外，鈾也一直很能提起科學家的興趣。海水中的鈾含量為十億分之幾，其中大多數(shù)是鈾酰離子，但這些鈾足以驅(qū)動地球上的全部核電廠成千上萬年。

科學家長久以來一直試圖提取海水中的鈾。1964年，英國原子能研究機構(gòu)嘗試使用易于結(jié)合鈾酰的過氧化鈦，從英格蘭南岸波特蘭角的海水中提取鈾。20世紀70年代，德國科學家培育過藻類來吸收高濃度的重金屬，例如鈾。與傳統(tǒng)采礦方法相比，上述兩項技術(shù)都不具競爭力。不過，這些技術(shù)對于缺乏礦物資源、但對核能有依賴的國家來說很重要。

更新的方法包括：把塑料墊子（浸透了能吸收鈾的酰氨肟）放進海水中；使用被稱為金屬有機配位子結(jié)構(gòu)、對鈾有特殊親和性的化合物?？茖W家希望，就算這類提煉技術(shù)達不到商業(yè)開采的標準，它們也能在處理放射性廢料方面有寶貴的用途。