Khi bước vào một trung tâm mua sắm gần đây, người tiêu dùng có ý định mua trang sức bằng vàng sẽ nhận thấy rõ rằng giá vàng đã đắt hơn trước rất nhiều.
Giá vàng “tăng vọt” trên thị trường số lượng lớn nhanh chóng được truyền đến thị trường tiêu dùng, kéo theo giá vàng trang sức và các sản phẩm khác cũng tăng theo. Là một trong những biểu tượng của sự giàu có của con người, mỗi biến động lớn của giá vàng đều tác động đến suy nghĩ người tiêu dùng.
Vậy tại sao vàng lại quý giá như vậy từ xa xưa?
1. Trữ lượng lớn nhưng khó khai thác
Dữ liệu do Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ công bố cho thấy trữ lượng tài nguyên vàng toàn cầu hiện có để khai thác là khoảng 53.000 tấn, trong đó 33.000 tấn đã được chứng minh. Thoạt nhìn, tổng trữ lượng tài nguyên vàng tưởng chừng không hề nhỏ nhưng tại sao giá vàng vẫn cao?
Mặc dù trữ lượng vàng rất lớn nhưng điều đó không có nghĩa là tất cả chúng đều có thể được khai thác. Ngay cả ngày nay với khoa học và công nghệ tiên tiến, việc thăm dò và khai thác tài nguyên vàng vẫn là một công việc khó khăn, đầu vào và chi phí cao.
Trong thời đại con người thiếu công nghệ tiên tiến và thiết bị quy mô lớn, lượng vàng đầu tiên được khai thác thường là vàng sa khoáng lộ ra trên bề mặt, tức là vàng mịn như cát. Các mỏ vàng sa khoáng phân bố nông, dễ bị sông tự nhiên cuốn trôi khiến quặng vàng dạng cát mịn chảy ra sông, đổ xô về hạ lưu để người dân tận dụng. Đây cũng là nguồn gốc sớm nhất của từ "khai thác vàng".
Tuy nhiên, khu vực có thể khai thác vàng phải hội đủ 3 yếu tố chính: thứ nhất phải có mỏ vàng sa khoáng; thứ hai phải có sông ngòi địa phương làm kênh vận chuyển; cuối cùng, đặc điểm địa hình ở hạ lưu mỏ vàng cần đáp ứng được yêu cầu khai thác vàng, chẳng hạn như địa hình tương đối bằng phẳng và tốc độ dòng nước chậm hơn, độ sâu sông nông hơn, v.v.
Vàng đá chôn sâu dưới lòng đất thậm chí còn khó khai thác hơn. Trước khi khai thác, việc tìm ra vị trí chính xác của mỏ vàng là vô cùng khó khăn.
Các mỏ vàng lớn thường nằm dưới lòng đất hàng trăm km. “Việc thăm dò cũng giống như câu cá. Vành đai khoáng sản là một đàn cá. Chúng tôi không biết vị trí của đàn cá trên bờ nên chỉ có thể kiểm tra từng lỗ một. Cho đến khi bắt được con cá đầu tiên” Li Wen nói. Và với mỗi lỗ được khoan, chi phí thăm dò sẽ tăng lên đáng kể.
Tìm vàng chỉ là bước đầu tiên, việc lựa chọn phương pháp khai thác phù hợp cũng quan trọng không kém.
Đối với các mỏ vàng phân bố nông dưới bề mặt trái đất, có thể lựa chọn khai thác lộ thiên. Với sự hỗ trợ của công nghệ nổ mìn hiệu quả, máy xúc và xe tải khai thác lớn, các chuyên gia có thể khai thác trực tiếp thân quặng bằng cách loại bỏ lớp phủ quá mức. Nếu muốn khai thác các mỏ khoáng sản chôn sâu, cần sử dụng công nghệ khai thác hầm lò, các phương pháp thường được sử dụng bao gồm phương pháp lộ thiên, phương pháp lấp đầy, v.v.
Có hai yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí khai thác vàng: một là trữ lượng và cấp độ quặng, hai là trình độ quản lý và công nghệ khai thác của doanh nghiệp.
2. Thuận tiện và đa năng
Có lẽ nhiều người không biết rằng vàng thực sự “đồng hành cùng” chúng ta mỗi ngày. Người ta ước tính rằng một chiếc điện thoại thông minh chứa trung bình 0,05 gram vàng. Không chỉ điện thoại di động, hầu hết mọi thiết bị điện tử có cấu trúc phức tạp và chức năng tiên tiến đều chứa một lượng vàng.
Việc sản xuất các thiết bị điện tử là một trong những ứng dụng công nghiệp quan trọng nhất của vàng. Hiệu quả và độ tin cậy của thiết bị điện tử phần lớn phụ thuộc vào chất lượng kết nối giữa các bộ phận điện tử khác nhau bên trong nó, trong đó chủ yếu là đầu nối và điểm tiếp xúc.
Nhiều thiết bị điện tử dễ bị oxy hóa và các hiện tượng không mong muốn khác tại các điểm tiếp xúc của chúng trong môi trường làm việc có điện áp thấp và dòng điện thấp. So với các kim loại khác, tính dẫn điện tốt và tính ổn định của vàng khiến nó trở thành vật liệu sản xuất tuyệt vời cho các đầu nối và tiếp điểm trong ngành điện tử và bán dẫn.
Là một chất dẫn điện hiệu quả, vàng có thể mang những dòng điện nhỏ này và duy trì ổn định trong thời gian dài. Đồng thời, vàng có tính ổn định hóa học tốt và không bị ăn mòn trong thời gian dài, giúp đảm bảo mạch hoạt động ổn định trong thời gian dài. Vì vậy, vàng là nguyên liệu thô thiết yếu trong các linh kiện điện tử quan trọng của nhiều thiết bị quan trọng.
Ngoài ra, vàng còn đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực y tế và sức khỏe. Ví dụ, vàng keo ở dạng keo đã được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện virus và phát hiện mang thai.
Lu Wensheng, nhà nghiên cứu tại Viện Hóa học, Viện Khoa học Trung Quốc, cho biết axit chloroauric có thể polyme hóa thành các hạt vàng có kích thước nhất định dưới tác dụng của chất khử và tạo thành trạng thái keo ổn định dưới tác dụng của tĩnh điện gọi là vàng keo.
Vàng keo có ưu điểm độc đáo là có thể xuất hiện với nhiều màu sắc tươi sáng khác nhau chứ không chỉ riêng vàng nguyên chất. Đặc điểm này là lý do chính tại sao vàng keo được sử dụng rộng rãi như nhiều loại thuốc thử thử nghiệm y tế. Bề mặt của các hạt keo vàng có thể liên kết với các phân tử như protein. Khi các kháng thể được dán nhãn vàng keo phản ứng với kháng nguyên, các dấu hiệu này có thể xuất hiện màu đỏ hoặc tím có thể nhìn thấy bằng mắt thường nếu chúng tập hợp đến một mật độ nhất định trên chất mang.
Các sản phẩm xét nghiệm di động như que thử thai và thuốc thử phát hiện kháng nguyên coronavirus mới được chế tạo bằng phương pháp này có ưu điểm là tiện lợi, tốc độ, độ đặc hiệu và độ nhạy, độ ổn định cao và phán đoán kết quả trực quan. Chúng đặc biệt phù hợp cho thử nghiệm quy mô lớn và lớn.
3. Luyện kim vi sinh có tiềm năng lớn
Vàng không chỉ thúc đẩy sự tiến bộ của khoa học công nghệ hiện đại mà sự phát triển của khoa học công nghệ còn thúc đẩy việc nâng cấp công nghệ khai thác, chế biến vàng.
Trong các mỏ, vàng mà con người có thể tìm thấy thường nằm rải rác giữa các thành phần đá khác trong các mỏ vàng. Do đó, luyện kim thực sự liên quan đến việc "kéo" những vàng phân tán này ra khỏi quặng thông qua một số phương pháp đặc biệt, sau đó chuyển hóa nó thành vàng cốm hoặc vàng hạt.
Trước đây, luyện vàng là một ngành gây ô nhiễm nặng. Phương pháp pha trộn xyanua và thủy ngân được sử dụng hàng trăm năm để chiết xuất vàng đã gây ra thiệt hại đáng kể cho môi trường. Những phương pháp này không hiệu quả và có thời gian chu kỳ dài. Các hóa chất liên quan tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, khiến tình trạng ô nhiễm khó kiểm soát. Chúng gây ra mối đe dọa lớn đối với nước mặt, nước ngầm và đất. Vì vậy, “giải độc và phủ xanh” luôn là hướng phát triển quan trọng của ngành luyện vàng.
Không thể tưởng tượng được rằng những vi sinh vật tưởng chừng như không liên quan gì đến vàng lại có thể đóng vai trò quan trọng trong ngành luyện kim. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện các thành phần sinh học trên bề mặt vàng hình thành tự nhiên và xác định được DNA (axit deoxyribonucleic) của 30 loài vi khuẩn. Một loài được gọi là Ralstonia metallico. Các nhà nghiên cứu có liên quan đã thêm dung dịch chứa ion vàng vào quá trình nuôi cấy vi khuẩn này và sau đó quan sát thấy sự kết tủa vàng rõ ràng. Từ đó, các nhà nghiên cứu tin rằng những vi khuẩn này có liên quan đến việc hình thành vàng tự nhiên.
Tuy nhiên, vàng không chứa chất dinh dưỡng, vậy tại sao nó lại có thể thu hút vi khuẩn, thậm chí cho phép vi khuẩn tham gia vào quá trình hình thành vàng?
Các nhà nghiên cứu tin rằng nhiều sinh vật khác nhau trong tự nhiên sống trong môi trường “có lợi nhất” hơn là sống trong môi trường “thích hợp nhất”. Sở dĩ những vi khuẩn này chọn sống trên vàng và tham gia “xây dựng” vàng là vì chỉ có chúng mới chịu được độc tính của vàng. Bằng cách này, các vi sinh vật khác sẽ không cạnh tranh với chúng về không gian sống và chất dinh dưỡng xung quanh.
Trên cơ sở này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một đại diện của “vi sinh vật giả kim” - Cupriaphila có khả năng chịu kim loại. Nó có thể chuyển đổi các ion vàng ngoại bào thành các hạt vàng thông qua một loại enzyme đặc biệt để chống lại sự phá hủy của các ion vàng đối với tế bào của chính nó. Quá trình này tương tự như "giả kim thuật". Và nếu loại enzyme đặc biệt này được cho riêng vào dung dịch vàng, nó cũng có thể chuyển hóa các ion vàng thành hạt vàng.
Ngày nay, luyện kim vi sinh vật đã trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng của luyện kim xanh. Có rất nhiều ví dụ thực tiễn và ứng dụng trong và ngoài nước, và các công nghệ liên quan có triển vọng ứng dụng rộng rãi.