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) i: ~" ^5 Z2 |- a5 z 金属深潜:可视化海洋采矿 + I. j5 h3 l+ h* b9 q" W
采矿业一直是 COVID-19 复苏的最大受益者之一。 4 d8 D1 h4 U' ], L" L
几个国家的复苏计划点燃了对铜、铁矿石和锂等大宗商品的需求。鉴于电气化和清洁能源转型需要更多金属,许多公司正在寻找一个未开发的市场:海洋采矿。
6 H a- r+ u( C' [# p/ W- F 深海采矿仍在研究中,但海底金属含量丰富。据估计,储备的价值从 8 万亿美元到超过 16 万亿美元不等。
9 w3 }# U3 G1 ~2 V% y 这张信息图提供了海底采矿过程的视觉概览。
& u; v1 Z4 P" z, m 在深处
( G% n' G% Q; B4 \4 N1 `0 f( V* C2 o 海洋采矿最多产的地区是东太平洋的克拉里昂克利珀顿区(Clarion Clipperton Zone,CCZ),位于夏威夷和墨西哥之间。近 20 家国际矿业公司签订了勘探该地区超过 5,000 公里的合同。
0 L( u$ t( `/ V8 H 大多数金属存在于马铃薯大小的岩石状多金属结核中。数百万年前,结核通过吸收海水中的金属而生长,并在贝壳、骨头或岩石的核心周围缓慢膨胀。 ' d3 l; l) l! Z
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据估计,CCZ 海底有 210 亿吨多金属结核,其中包括: 6 J2 l: F% D! u2 L3 e( h3 X
● 60 亿吨锰
0 M& T: ]- p; m/ c ● 2.26 亿吨铜:约占陆地储量的 25%
7 r( x( W5 A, P. T- w0 C2 n ● 940 亿吨钴:大约是目前陆地储量的六倍 # n; B7 j. b) L4 P
● 2.7 亿吨镍:2019 年全球镍产量的 100 倍 # e# C' w! S- Z) o: l- |
在水下山脉和海山的两侧发现了富含钴的铁锰结壳。与结核类似,这些结壳在数百万年的时间里以水中的金属化合物的形式形成。其中大约 57% 位于太平洋。
- y3 T( K, j' O3 u9 G8 V. c 海水渗入火山岩后形成的多金属硫化物矿床,可以在太平洋、印度洋和大西洋的构造板块边界上找到。 % n7 J! `2 k: w6 ~2 A
海洋采矿如何运作? 2 ^, _1 f4 G" l/ Y6 Z+ i- R& b, Y
计划从海底提取矿物包括改良疏浚(针对结核)、切割(针对块状硫化物和结壳),以及将材料作为立管或篮式系统中的浆液运输到地面支持船。 , p. o( i5 {: t/ y
然后将含矿物材料在船上进行处理(清洗和脱水 - 废水和沉积物返回海洋),然后转移到驳船上运到岸边,在那里进一步加工以提取目标金属。
+ B/ c+ r1 f. E/ E" e8 b 迈向更绿色的未来 6 ^% g" x% `- @7 C& x
为电动汽车提供动力以及储存风能和太阳能的电池需求不断增长,推高了许多金属的成本,并支持了海底采矿的商业案例。 ' `1 L! e9 O: H- p g( \9 }
根据发表在《清洁生产杂志(Journal of Cleaner Production)》上的一项研究,用结核生产电池金属可以减少 70-75% 的二氧化碳排放量,减少 94% 的土地使用,并消除 100% 的固体废物。 0 G }1 R: h) F7 }" V, d- ~% p9 d
以下是海洋和陆地采矿的比较: " z' o4 j& t, h G4 g9 L
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' X6 T, o- C3 `& f f& q9 x 迄今为止,《联合国海洋法公约》(United Nations Convention on the Law of the Sea,UNCLOS)已批准了 28 份太平洋、印度洋和大西洋勘探合同,覆盖了 130 万平方公里的海底。
& ]0 O6 H# Y/ B+ D 随着许多公司将目光投向海洋中未开发的资源,海底采矿可以在海底提供大量未开发的矿物。
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