马志飞
即将过去的2025年,黄金上演了一场震撼全球的史诗级牛市,让穿越千年时光的古老贵金属再度成为人们瞩目的焦点。同样是贵金属家族的成员,为何黄金凭借“财富硬通货”的标签流传千年,而铂金却始终难及黄金?两者境遇悬殊的背后,又藏着哪些鲜为人知的奥秘?
南非的铂金岩石层
曾沦为被嫌弃的“劣质银”
铂金块
铂金是一种命运多舛的贵金属。
有资料表明,人类与铂金的缘分其实很早。公元前1200年,古埃及人从努比亚获得的黄金中就含有铂金成分,人们还将其制成了饰品;公元前700年,一位埃及公主的石棺上,装饰着黄金与铂金镶嵌的象形文字。在南美印加文明中,匠人已掌握铂金加工技艺,制作出精致的鼻环与仪式饰品。只是这些文明火花先后熄灭,铂金也被历史的尘埃掩埋了近两千年。
直到十六世纪,人们再次注意到这种奇怪的金属。西班牙殖民者在厄瓜多尔河流淘金时,发现有一种银白色金属时常混杂在金砂中,看似白银却更为沉重,闪着光泽却无法被火焰熔化。由于当时黄金和白银是硬通货,可用于铸币和制造金银器,当他们见到这种金属与银相似时,就以为是含银的矿石,便想方设法将其熔化从而提取有价值的银。无奈它的熔点远远超过了当时熔炉的极限,淘金者轻蔑地称其为“platina”(意为“劣质的银”),误认其为“未成熟的黄金”或无用杂质,并将其扔回河里,或者直接倒入海中。就这样,它又被嫌弃了一百多年。
到了十八世纪,铂金才迎来命运的转折。1735年,西班牙科学家兼探险家安东尼奥·德·乌略亚在秘鲁考察时,首次系统记录了这种“难以加工的白色金属”的特性。1748年,英国化学家沃森确认其为新元素。四年之后,瑞典科学家亨利克·特奥菲卢斯·谢费尔通过深入研究,进一步证实了它并非黄金、白银的变体或杂质,并正式将其归入贵金属之列。我们通常所说的贵金属,指的就是金、银、铂、锇、铱、钌、铑、钯这8种金属,它们在自然界中含量稀少、价格昂贵、化学稳定性好,常被用于制造贵重饰品、艺术品以及精密仪器的零部件,故而得名。而铂金被归入此类的主要原因就在于,其原子结构与金、银等传统贵金属同属一类,同时兼具稀缺性与化学稳定性这两大关键特质。
此后,由于王室贵族的青睐,铂金身价倍增。十八世纪80年代,法国巴黎珠宝匠马克·艾提尼·坚尼提通过特殊工艺解决了铂金的锻造难题,并在凡尔赛宫将其进献给国王路易十六。路易十六被铂金纯净明亮的光泽吸引,宣称它是“唯一配得上国王的金属”,令人打造了一件十分精致的铂金糖罐碗。后来珠宝匠又陆续为王室打造了铂金戒指、胸针与项链等多种首饰。于是,铂金一跃成为宫廷宠儿,用这种金属制作首饰的风潮逐渐从宫廷蔓延至整个社会。
为什么铂金能够华丽转身?这主要源于其独特的物理化学性质。与黄金、白银相比,铂金的化学稳定性极致出众,在常温下能抵御盐酸、硝酸、硫酸等强酸侵蚀(仅溶于王水)。日常佩戴中,汗水、温泉中的硫、泳池的氯都无法让它变色,光泽历久弥新。相比之下,白银易氧化变黑,黄金虽稳定但较软,容易磨损刮花,而铂金硬度高,显得更为坚韧耐用。不仅如此,铂金密度高达21.45克/cm3,是白银的两倍多,也比黄金的密度大,其熔点高达1772℃,远超黄金(1064℃)和白银(961℃),这也正是当年西班牙人无法熔化它的原因。
1900年,伯莎·霍诺雷·帕尔默夫人佩戴的铂金钻石项链。
1953年,在英国女王伊丽莎白二世和爱丁堡公爵菲利普亲王拍摄的皇家肖像照中,女王手腕上佩戴着镶钻铂金腕表。
位列“战略金属”的多面手
在近代以来,铂金凭借稀有、纯净、永不褪色的特质,完美契合人们对永恒爱情的想象,成为恋人间的重要信物和婚戒的理想材质,走进了人们的日常生活。例如人们常见的六爪镶嵌钻戒,就多以铂金作为戒托镶嵌钻石,不仅能牢牢将其固定住,解决了传统黄金戒托易变形、钻石易脱落的问题,而且不会抢钻石的风头,其纯净温润的白色光泽能最大程度地衬托钻石的璀璨火彩,可谓珠联璧合,魅力四射。随着工艺进一步成熟,铂金也被用于重要仪式中。1902年,英国国王爱德华七世的加冕典礼上,王后亚历山德拉佩戴的皇冠框架首次采用铂金打造,上面镶嵌的钻石、珍珠历经百年仍完好无损。然而,在1939年第二次世界大战爆发后,铂金被美国、英国等国家列为“战略金属”,禁止用于首饰制作,转而用于制造军事装备。这一时期,全球铂金首饰生产几乎停滞,普通人别说佩戴,就连接触的机会都极少。直到二战结束后,大众对铂金的热情才被重新点燃,铂金首饰市场也逐步复苏。
除了制作首饰,铂金还有很多普通人不知道的重要用途。早在十八世纪末,科学家就选择了铂铱合金(90%铂与10%铱)铸造国际千克原器,也称其为“一千克标准物”,只因它稳定性卓越,永不磨损,能确保质量标准历经百年而无丝毫误差,这一铂金圆柱体至今仍保存在法国巴黎的国际计量局总部。1889年,国际计量大会正式定义长度为“1米”的基准量具,即“国际米原器”,也是用铂铱合金制作而成。
铂金最神奇的能力在于催化。虽然铂金常态下呈银白色,但是当它被制成极细粉末后就呈现出黑色,被称为“铂黑”,表面积暴增,具有很强的催化活性。2007年,德国化学家格哈德·埃特尔因揭示了物质接触表面发生的化学反应机理获诺贝尔化学奖,他研发的一氧化碳铂催化氧化技术直接为汽车尾气净化器设计提供了理论基础,从而大幅减少了汽车尾气中有毒气体的排放。如今,铂金作为汽车催化转化器的核心催化剂,凭借高催化活性,能够将尾气中一氧化碳、碳氢化合物等有害气体转化为无害的二氧化碳和水。因此,这也就成了目前全球铂金最重要的用途,全球铂金产量的一半以上都用在这一领域。
铂金还具有很强的延展性和耀眼的光泽,使其成为重要的珠宝首饰材料。在特殊工艺条件下,1克铂金能拉伸出近1.6公里长的细丝,也可锤打成0.127微米厚的箔片,几乎达到透明状态,这就为珠宝匠人提供了无限创作空间。例如,某些著名品牌设计的铂金腕表,通常采用Pt950铂金(含有95%的铂金和5%的其他金属)制作表壳,赋予腕表厚重质感与历久弥新的光泽。
稀少又珍贵的“天外来客”
铂金在自然界并不孤单,它与钌、铑、钯、锇、铱共同构成地球上最稀有、最昂贵的铂族元素家族。在元素周期表中,它们分为两排——钌、铑、钯属“轻铂族”,锇、铱、铂属“重铂族”。这“六兄弟”不仅关系亲密,而且“脾气”相似,熔点极高、硬度出众、性情稳定,但在地壳中的含量微乎其微,分布极不均匀。
铂金之所以稀少而又珍贵,是因为它来自地球之外。地质学家研究发现,铂族元素在陨石(尤其是铁陨石)中的含量远高于普通地球岩石。主流理论认为,约20亿年前,一颗源自超新星爆发的富含铂族元素的巨大陨石撞击年轻的地球,为我们的星球带来了这份天外馈赠。地质学家常以地层中的“铂族元素异常”作为地外物质撞击地球的直接证据之一,追溯遥远宇宙事件在地球上留下的印记。在地球形成之初,铁、镍及铂族等重金属元素大多沉降至地核深处,如今能在地壳中找到的铂金都是借助地幔柱(从地幔深处升腾的热物质流),才得以从地核附近被带至浅表。
作为“天外来客”,铂金需经地球内部复杂的地质作用才能形成可开采的矿藏。铂金偏爱在富含镁铁的超基性岩浆中聚集,当这种源自地幔的岩浆缓慢冷却时,会发生分异作用。因铂金具有“亲硫”“亲铁”特性,因此一部分会与铜、镍硫化物结合形成微小液滴,在岩浆房中下沉汇聚,形成岩浆铜镍硫化物型铂矿床;另一部分则与铬、铁结合,在早期结晶的铬铁矿中富集。例如,南非共和国北部的布什维尔德杂岩体,总面积达3万平方公里,含有钒矿、铬铁矿等多种金属,1924年,地质学家汉斯·梅伦斯基在这里发现了大型铂矿床,全矿区累计探明铂族金属储量63000吨,居世界第一位,其中仅铂金的储量就占全球已知储量的75%。此外,经亿万年风化剥蚀,部分含铂矿物被水流搬运,可在河床或海滨沉积形成砂铂矿。1819年,人们在乌拉尔山脉的叶卡捷琳堡附近淘洗砂金时,注意到银白色、沉甸甸的铂金颗粒,从而发现了砂铂矿,还曾在这里发现重达八九公斤的天然铂块。乌拉尔地区的砂铂矿让俄罗斯在十九世纪上半叶成为全球重要的铂金产地,垄断了全球铂金产业近一个世纪,直到二十世纪中叶以后才逐渐枯竭。
2025年,在第31届中国国际金融展上,标准银行展示的铂金展板。
释疑解惑
铂金为何没有黄金保值?
既然铂金具备优良的物理和化学特征,也具备稀缺性,那它为什么不能取代黄金,且没有黄金保值?
一方面,黄金历经数千年沉淀,已经成为全球公认的财富象征,人们对黄金的需求是以投资和珠宝为主,需求比较稳定,但铂金大规模应用仅200余年,文化积淀不足,目前的需求主要是工业领域,受汽车催化、化工行业等周期波动影响较大。另一方面,黄金全球交易市场规模巨大,流动性强,变现便捷,而铂金市场规模较小,流动性较差,难以吸引大规模投资资金。因此,对比二者就可以发现,黄金的属性主要体现为“货币金属”,而铂金更倾向于“工业金属”,难以替代黄金。
废旧汽车里藏着“移动铂矿山”
在美国田纳西州孟菲斯,人们通过研磨机研磨催化转化器,以回收其中的铂金。
铂金的全球分布呈现极度不均衡的特点。全球已探明铂金储量约1.4万吨,其中南非独占绝大部分,其布什维尔德杂岩体堪称“铂金王国”,俄罗斯拥有剩余储量的绝大部分,两国合计掌控全球98%的铂金储量,美国、加拿大、津巴布韦等其他国家和地区虽有产出,但份额极小。
中国的铂金资源绝大部分属岩浆铜镍硫化物型,主要分布在甘肃、云南和四川等地,其中甘肃金川是我国铂族金属主产区,堪称中国铂金产业的支柱。但即便如此,仍难以满足庞大的工业与消费需求,铂金已成为紧缺资源。
面对资源的稀缺与需求的增长,人们逐渐将目光投向“城市矿山”。一个极具价值的发现是:汽车上的催化转化器即便经过数年甚至十几年的高温废气冲刷,其中含有的铂、钯、铑等铂族金属(总计约2-6克)依然完好,如果按照矿产资源的品位计算,远高于原生矿石的2-10克/吨,因此废旧汽车上的催化转化器被形象地称为“移动的铂族金属矿山”。
回收铂金意义重大,前景光明。有数据显示,2023年全球铂族金属总供应量为604.9吨(含铂228吨、钯305吨、铑33.3吨等),其中157吨来自废料回收,占全年总供应量的26%左右,回收来源以废旧汽车催化转化器为主,有效弥补了原生矿产供应的缺口。不仅如此,回收铂金比开采铂金更加环保,能避免采矿对环境的破坏,大大减少在矿石熔炼和精炼过程中排放的二氧化硫、二氧化碳等气体。除废旧汽车上的催化转化器外,废弃电子设备、化工催化剂、旧珠宝首饰等,也都是回收铂金的重要来源。
随着全球对可持续发展的重视,铂金的回收利用产业将迎来更大的发展空间,为铂金资源的可持续供应提供重要保障。作为铂金消费大国,我们也应当发展高效规模化的铂金回收产业,这不仅关乎经济效益,更是践行循环经济、实现可持续发展的必然选择。未来,铂金的应用将进一步向高科技与绿色发展领域拓展,在航空航天精密部件、精密医疗设备、氢能源等领域发挥越来越重要的作用。
本版供图:视觉中国