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準。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行詳細對比。

       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)展的一個標志性年份，美國寶石學院（GIA）首次為一顆超過1克拉的近無色人造鉆石進行等級劃分。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行沉積轉(zhuǎn)化。但在實際工藝生產(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)主要是利用碳氫氣體混合物來生長金剛石，和天然鉆在自然環(huán)境下的形成進程類似。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；能夠更精準地控制制品的化學雜質(zhì)和屬性。此外，CVD技術(shù)不像HPHT技術(shù)那樣需要高壓實驗條件。

　　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
　　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，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，因為這些金屬的勘探可能會用于其他......
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