表1 一份内部文件引发的暴涨 | 数据来源:[3]
看到这里,大家可能隐约猜到,在一天之内同时引发中外市场异动的“罪魁祸首”是锡矿。但又不免心生疑惑,锡矿究竟有何价值,能让缅北军阀的一纸文件撬动世界有色经济的运转?实际上,我们与锡结缘甚早,它奠定了人类青铜文明的基础,又在工业革命的灯火中默默奉献。即使到当下的信息时代,锡的重要性与应用范围也不断显现和扩大,使得我们不惜跨越千山万水来寻觅它。那么锡是如何与人类在不同时代携手前行呢?下面请大家跟着我的脚步,一起在历史的海洋中探寻锡的过往。
锡:青铜文明的基础
表 2 “六齐”合金配比及锡的百分含量 | 图片来源[9]
正如前面提到的越王勾践剑的合金配比选择,随着含锡量的增加,青铜的颜色会逐渐由黄变白,韧性下降但硬度上升。钟鼎所需的合金配比,使得铸成的产品呈现金黄的颜色,编钟的声音浑厚饱满,符合礼乐器的要求。而青铜镜和阳燧(生火用凹面镜)需要经常磨制,硬度上需要提升,故含锡量最高。虽然“六齐”规律在古代受限于技术条件显得较为粗糙,但在世界冶金史上也是一项了不起的古代科学成就。
锡:工业革命的无名配角
无论这些传说真实与否,都反映了锡的两种不同的同素异形体:灰锡(α-Sn)和白锡(β-Sn)。我们常见的银白色金属锡为白锡,它具有正方形晶体结构,但白锡弱不经风,一旦气温降到13.2℃以下时,银白色的身躯便会黯然失色,逐渐碎裂成煤灰般松散的粉末。这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器,正常的锡板在接触到灰锡后也会产生斑点并逐渐腐烂掉,这种现象被称为“锡疫”,是由古希腊哲学家亚里士多德最早发现的[10]。为了防止“锡疫”的发生,我们通常会请来几位小伙伴来保护他,如我们之前提到过禁止出国的锑(Sb)和胃药中常见的铋(Bi)(点击文字查看对应文章)。铋原子中有多余的电子可供给给锡的结晶点阵,使锡的晶体结构稳定,防止“锡疫”的产生。
图2 安徒生童话中坚定的锡兵因为锡疫而倒下 | 图片来源:https://www.miniatures.de/
虽然有着“锡疫”的毛病,但总体而言,锡的化学性质稳定,不易被锈蚀。因此当1804年法国人尼古拉·阿佩尔发明玻璃瓶罐头后不久,英国人布莱恩·唐金(Bryan Donkin)和工程师约翰·霍尔(John Hall)通过购买法国专利的方式建立了世界上第一家商业罐头工厂。他们采用的罐头形式并非易碎的玻璃,而是穿上了镀锡外衣的铁皮。与镀锌、镀铅相比,锡的化合物对人体相对无害。但需要注意的是,一旦在搬运过程破坏了铁皮的这身锡外衣,让铁暴露于潮湿空气下时,反而会因为电化学反应促进铁的锈蚀。因此当20世纪塑料兴起时,罐头上又增加了一道塑料涂层以防止腐蚀的发生。
图3 1812年早期型马口铁罐头,因为电化学反应已经锈透 | 图片来源:Science Museum,London
锡在工业革命时代是默默无名的配角,焊锡帮助人类焊接金属,镀锡的马口铁罐头协助人们保存长距离食物,含锡的轴承合金推动探索遥远的大海和无尽的天空。此外,用钴锡酸盐制成的蔚蓝颜料,使得天空之蓝得以在油画中再现……锡的身影频频出现,但他的名字却不为人所知。但锡没有想到的是,在接下来的信息时代,他的工作将从传统产业开始跨入战略新兴产业。而这又引发了各国对锡矿石的新一轮布局与竞争。
锡:千山万水来寻你
图 5 佤邦领导人鲍有祥对锡矿开发的回忆 | 图片来源:凤凰卫视纪录片《金三角的大佬们》
佤邦内部文件风波实际上是近些年来战略矿产供应链扰动事件的一个缩影,那么对于我国而言,应该如何保护自身的资源供应链与新兴产业不受外界局势变动影响呢。一个事实是,全球目前探明的锡矿资源总量呈现下降趋势,而去全球化浪潮下引发的地区资源民族主义倾向抬头,更加剧了进口的不确定性。过于依赖单一国家矿产出口,不如未雨绸缪,提前布局新的海外供应基地。鼓励矿冶企业借助“一带一路”发展倡议走出去,基于互利共赢的原则,在锡成矿带沿线的南美、非洲国家展开地质勘探调查,基于互利共赢的原则联合当地企业带动资源开发,履行企业社会责任,践行ESG(环境、社会和公司治理)理念。开源的同时尚需节流,国内加强电子垃圾回收力度,基于双碳目标提高再生锡的使用率,并为再生锡生产回收企业量身定做优惠政策。相信通过上述措施,纵使走遍万水千山,我们有“锡”望在信息时代里继续心心相“锡”,合作谱写更加绚丽的时代新章!
参考文献
来源:石头科普工作室
编辑:薄薄酒
转载内容仅代表作者观点
不代表中科院物理所立场
如需转载请联系原公众号
↓ 点击标题即可查看 ↓