摘要：本研究利用行業(yè)數(shù)據(jù)對人造金剛石和天然鉆的資源利用和能源排放兩個環(huán)境指示物進(jìn)行評估分析；這兩個環(huán)境指示物常用于產(chǎn)品對比。根據(jù)鉆礦的形成和地理位置，數(shù)據(jù)差異比較大，不能作為環(huán)境影響的單一測量標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要在工業(yè)生態(tài)中建立一種壽命周期分析技術(shù)，從而對人造金剛石和天然鉆進(jìn)行詳細(xì)對比。

       關(guān)鍵詞：人造金剛石,天然鉆,生態(tài)對比

       引言：2010年是人造金剛石行業(yè)發(fā)展的一個標(biāo)志性年份，美國寶石學(xué)院（GIA）首次為一顆超過1克拉的近無色人造鉆石進(jìn)行等級劃分。工業(yè)級人造金剛石可以追溯至通用電氣公司的超硬材料專利技術(shù)領(lǐng)域。而首飾級的人造金剛石的興起僅有短短幾年的時間，主要由少數(shù)幾個關(guān)鍵技術(shù)公司領(lǐng)軍，和首飾精品店合作，生產(chǎn)并銷售人造鉆石。隨著珠寶商的環(huán)保意識和社會責(zé)任的提高，人造金剛石和天然鉆的資源利用放成為環(huán)境影響的重要因素。但人造金剛石和天然鉆的生態(tài)環(huán)境對比技術(shù)尚未充分完善和定義。

       制備人造金剛石有兩種關(guān)鍵技術(shù)—高溫高壓法（HPHT）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）。HPHT更適宜工業(yè)級人造金剛石制備，主要利用石墨轉(zhuǎn)化為金剛石；CVD更適宜首飾級人造金剛石制備，主要在襯底上利用氣體進(jìn)行沉積轉(zhuǎn)化。但在實(shí)際工藝生產(chǎn)中，兩種技術(shù)都可以用來制備首飾級金剛石。HPHT技術(shù)能更節(jié)省原料，生產(chǎn)速度更高。CVD技術(shù)主要是利用碳?xì)錃怏w混合物來生長金剛石，和天然鉆在自然環(huán)境下的形成進(jìn)程類似。CVD技術(shù)能夠在多個不同襯底上制備金剛石，而且金剛石的體積更大；能夠更精準(zhǔn)地控制制品的化學(xué)雜質(zhì)和屬性。此外，CVD技術(shù)不像HPHT技術(shù)那樣需要高壓實(shí)驗(yàn)條件。

　　方法
　　該研究主要討論了生態(tài)影響對比方面的數(shù)據(jù)不足并強(qiáng)調(diào)了壽命周期分析方法的必要性。
       對人造鉆石和天然鉆制備過程中的能源利用進(jìn)行估價可以得到一個大概的環(huán)境影響對比結(jié)果。但主要問題是由于鉆礦地理位置的不同，天然鉆制備時的資源利用數(shù)據(jù)存在較大的變量和差異。
       西澳洲的Argyle鉆礦每生產(chǎn)1克拉鉆石需要4.2磅能源，而加拿大北部的Diavik鉆礦由于氣候條件惡劣和特殊的礦體地理位置，每生產(chǎn)1克拉鉆石則需要11.5磅的能源。另外，Diavik鉆礦由于遠(yuǎn)離常用能源，需要大量柴油來自行發(fā)電。由于生產(chǎn)規(guī)模問題，每克拉人造金剛石的能源利用可能比天然礦鉆的能源利用更多。
       由于地理位置的差異，資源利用存在很大變量。Apollo鉆礦每生產(chǎn)3-4克拉中等品質(zhì)的人造鉆石所需能源為28kWh/克拉，耗時2-4周。而Argyle鉆礦所需能源為7.5kWh/克拉，Diavik所需能源為66.3kWh/克拉，De Beers所需能源為80.3kWh/克拉。

　　早期研究重點(diǎn)
　　Martin的研究顯示，如果將環(huán)境影響、溫室氣體排放這些推論轉(zhuǎn)化為汽車能源消費(fèi)，就可以得到一個完整的對比研究。根據(jù)對Ekati鉆礦和Gemesis鉆礦能源排放的對比，Martin計算出如果Ekati鉆礦轉(zhuǎn)向人造金剛石生產(chǎn)，可以節(jié)省相當(dāng)于4.83億米里程的汽車能源排放。
       但該數(shù)據(jù)存在一定誤差，主要是由于無法對制備人造金剛石的原材料進(jìn)行精確度量。由于專利技術(shù)的原因，某些制備工藝所需原料不被披露。HPHT工藝中要用到多種形式的過渡金屬催化劑；CVD工藝也需要類似的金屬成分。如果大量多用途的金屬，如鐵、銅等用于金剛石的制備，則計算分析可以得出其環(huán)境影響比較小，因?yàn)檫@些金屬的勘探可能會用于其他......
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