第11版:科技·装备

中国能源报 2023年07月31日 星期一

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蕴藏丰富铜锂镍锌银 商业化开采尚待时日

火山成“绿色挖矿”新选项

■本报记者 王林 《 中国能源报 》( 2023年07月31日   第 11 版)

  图为冰岛西南部法格拉达尔火山喷发情景。资料图

  随着全球绿色转型推进,创新型零碳技术需求也随之水涨船高。目前,科学界正在将目光投向此前从未涉及的领域——火山。科研团队经研究发现,作为炽热地心的“窗口”,火山除了能提供地热能,还蕴藏着绿色转型所需的核心金属,如铜、镍等,火山似乎正成为矿业新的绿色选择。

  ■■ 绿色转型金属品种多

  随着绿色转型加速,可再生能源、储能、电动汽车等行业发展迅猛,带动相关金属矿产需求激增,供应缺口频现,这促使业内不断改进定位高品位矿床的方法。

  日前,剑桥大学地球科学系博士生奥利维亚·霍格领导的研究小组发现,火山岩浆的含水量将给火山周围矿床的形成带来积极影响。该小组在《地球与行星科学通讯》发表研究结果称,含有更多水的岩浆可以形成经济可行的金属矿床。

  “传统上,我们主要将氯放在从岩浆中制造富金属矿床的原料清单首位,但水的重要性可能更为突出。”奥利维亚·霍格表示,“我们的研究支持了这一发现,即富含水的岩浆产生的液体含有更多金属,这一结果进一步帮助我们了解矿石是如何形成的,从而更好地预测和定位那些品质高、好开采的矿床。”

  无独有偶,牛津大学地球科学系教授乔恩·布伦迪早前也对“火山蕴藏丰富金属”给出肯定答案。他在《地球科学家杂志》上发表文章称,火山地下多孔岩石中的盐水蕴藏着丰富铜、金、锂、锌、银等金属。

  “无论哪座活火山,都蕴藏着地热能的副产物,许多金属以液态形式埋藏在热岩中,在这些岩石样本中发现含有不同浓度的铜以及其他有价值金属,包括锂、锌、金和银。”乔恩·布伦迪表示,“通过这种‘绿色挖矿’方式开发金属,不仅可以填补金属矿产供应缺口,还能够大幅减少开采对环境的影响。”

  ■■ 商业化开采有待提速

  不过,截至目前,开采“火山金属”仍然停留在调研阶段,对金属矿产的极度“渴求”促使该研究加速朝着商业化迈进。

  英国《卫报》援引数据指出,全球对铜、镍、锌等金属的需求持续激增,预计到2050年,锂产量将增加10倍、钴产量将增长6倍、银产量将再增长50%。“即使是最有效的回收系统也很难满足金属需求,而传统的能源密集型采矿方式将给环境带来巨大负担,可持续的‘绿色挖矿’方案被赋予极高期待。”

  《经济学人》指出,要想全面且充分发挥火山的“能量”,需要进行深度研究和投资,了解地质情况的同时开发提取“火山金属”的商业化技术,从而最终实现“像开采油气一样钻取铜”。

  据了解,乔恩·布伦迪领导的团队通过5年时间寻找到钻探测试井的最佳位置,预计可能需要5至15年时间才能打出首个有效的火山卤水矿坑。乔恩·布伦迪表示:“事实上,从流体溶液中提取金属比处理固体矿石更便宜、所需能耗与成本也更少。”

  油价网指出,全球大约有2000座火山有望成为“金属矿”,直接开采这些火山可能成为获得金属资源的更环保的方法。

  不过,开采过程仍伴随挑战与危险。火山卤水具有腐蚀性、温度高达450摄氏度,而且容易在钻井内壁沉积出一层层的“附着物”,需要全新涂层技术和工具,甚至存在引发火山爆发的可能性,这些都对技术提出了更高要求。