地球上最豐富的金屬,如何從皇冠和帝王餐具變成易拉罐專屬材料?

地球上最豐富的金屬,如何從皇冠和帝王餐具變成易拉罐專屬材料?

在元素週期表中,某些元素幾千年來都深受人們的喜愛,它們十分受歡迎,甚至可能永遠都不會過時,比如金和銀。

而有些元素可能在過去的日子裡從未被重視,直到最近才開始嶄露頭角,比如矽,豐富度僅次於氧的矽,我們已經離不開它。

當我們對自然的掌控力越來越強時,一些幾乎不可能出現的元素透過技術手段得到了,這些元素中有些出場就驚豔所有人,但隨著我們的對其的認識,它們的熱度開始慢慢下降,其中最出名的可能是鐳。

地球上最豐富的金屬,如何從皇冠和帝王餐具變成易拉罐專屬材料?

圖注:曾經風靡一時的鐳產品

很難想象鐳這樣的放射性元素曾經是包治百病的良方,高階的藥品和食品上都喜歡新增鐳來顯示與眾不同。

但是,如果在元素週期表中選擇一個最具傳奇色彩的元素,那我必須投鋁元素一票,沒有任何一個元素能像鋁那樣具有奇特的歷史。

雖然你現在喝的飲料就裝在鋁製易拉罐裡,它是最常見的金屬之一,但其實鋁是工業產物,單質鋁很難在自然界中存在。

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關於鋁元素

鋁是地殼中最豐富的金屬元素,它的豐富度幾乎是鐵的兩倍,差不多佔了所有金屬的三分之一,在所有元素中,它的豐富度也僅次於氧和矽。

然而鋁(13號元素)是非常活躍的金屬,主要以化合態形式存在於鋁土礦中。不過單質鋁在自然界中也有被發現過的案例,只是它存在的條件十分苛刻。

關於鋁礦的開發最少可以追溯到古希臘和羅馬時期,那時候的人們就已經開始使用一種常見的鋁礦——明礬。

(題外話:很早以前的中國也已經開始使用明礬了,用途比較廣,其中包括作為食品新增劑!)

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?圖注:明礬

但是,不像鐵那樣,無論你怎樣加熱鋁礦石,都沒有簡單的方法從礦石中提取到鋁,因此在人類歷史的很長一段時間裡,沒有人能夠成功分離出鋁。

直到19世紀20年代,一位德國化學家弗里德里希·沃勒(Friedrich Woehler)提取了一些鋁薄片,雖然只是薄片,但是他打開了鋁的“傳奇之路”。

貴過黃金的鋁

雖然,全新金屬鋁在外觀上很容易和貴金屬銀混為一談,但事實上在十九世紀它比黃金更珍貴,因為它更難獲得。

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法國皇室曾經在皇冠上的珠寶旁擺放著諾克斯堡式(Fort knox)的鋁製條杆,正常情況下這個工藝最喜歡用的是黃金。

拿破崙三世(Napoleon III)在宴會上為貴賓保留了一套珍貴的鋁製餐具,而那些不太受歡迎的客人則使用金制餐具。

1884年,美國為了炫耀其工業實力,甚至在華盛頓紀念碑的頂上建了一個6磅重的鋁製金字塔。

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圖注:華盛頓紀念碑頂部的鋁製金字塔

但此後不久,鋁市場遭遇了一場巨大的崩潰。因為美國和歐洲的企業家們終於找到了如何廉價地將鋁從礦物中分離出來,以及如何進行工業規模生產的方法。

鋁價格的暴跌

他們的方法是讓電流透過一盆溶解了鋁礦石的液體,電擊溶解的鋁離子,把它們從溶液中擊出來,然後小塊的鋁就會聚集在大桶裡。

到了1888年,美國最大的鋁業公司(也就是後來的美國鋁業公司)每天可以生產將近50磅(≈22。7kg)的鋁,而在那之前的幾十年裡,世界鋁的總產量可能每月只有百來克。

隨著產量的飆升,另一方面就是價格的暴跌。

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19世紀中期,市場上的第一批鋁錠售價為每磅550美元,這個價格和黃金差不了多少(19世紀中期的黃金在800美元每磅左右)。

50年後,即使不考慮通貨膨脹的因素,鋁的價格每磅也只要25美分,不知道當時有沒有像現在這樣屯黃金一樣去屯鋁,那真是要血虧了。

然而,隨著鋁價格在暴跌,這個世界上最令人垂涎的金屬變成了我們今天都知道的最不可或缺的金屬之一。

鋁器時代

我們永遠無法讓時間停止,一個時代接著一個時代,有時候我們可能還沒有發現就已經進入下一個時代。

我們人類經歷了石器時代,青銅時代,然後是鐵器時代,然而現在許多人認為我們站在“鋁器時代”的門檻上。

地球上最豐富的金屬,如何從皇冠和帝王餐具變成易拉罐專屬材料?

由於不受回收的損害,當鋁的價格下降後,首先取代的就是銅和鑄鐵炊具,以前的帝王餐具現在變成了平民用品,不知道拿破崙三世作何感想。

雖然鋁既柔軟又輕巧,但人們很快發現將其與其他金屬合金化可以提高硬度,同時保持低密度。

又輕又硬的東西這簡直就是理想的航天和運輸工具的理想材料。

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圖注:第一顆人造衛星是鋁製品

1957年人類發射地第一顆人造衛星,由兩個相連的鋁半球組成,隨後的所有航天器都在某種程度上使用了鋁;

鋁罐在1956年被製造出來,在1958年被用於飲料的容器,一層薄薄的、可回收的鋁製易拉罐到今天都是主流包裝。

地球上最豐富的金屬,如何從皇冠和帝王餐具變成易拉罐專屬材料?

自1970年代以來,高速火車因其極高的重量比而普遍使用了鋁合金,出於同樣的原因,汽車的鋁含量也在增長;

其實鋁的用途遠不止這些,幾乎我們生活的每個角落都有鋁的身影,雖然鋁的產量越來越高、價格越來越低,但是它的用途也越來越廣。

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圖注:萊特兄弟的飛機使用了鋁銅合金

最後

有意思的是,根據華盛頓官方的要求,任何建築不得超過華盛頓紀念碑的高度,因此,可以說鋁一直在華盛頓的最高點,似乎在展示它曾經的貴重,以及現在的輝煌。

在這裡要提的是,如果我們進入了鋁器時代,那麼中國絕對是這個時代佼佼者,我們一直都是產鋁第一大國,2006產量就達到近1000萬噸,佔全球總產量的三分之一,此後一直處於絕對領先狀態。

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