富鈷結(jié)殼： 大洋深處的寶藏

一、 富鈷結(jié)殼緣由何生

富鈷結(jié)殼，生長(zhǎng)在海底基巖上富含多種金屬元素的殼狀礦床。因鈷含量是多金屬結(jié)核的3倍左右，而被命名為富鈷結(jié)殼。國(guó)家海洋局第一研究所副研究員崔迎春說(shuō)：“富鈷結(jié)殼是錳的氧化物和鐵的氫氧化物以及其它微量礦物的復(fù)雜聚集體，富含多種經(jīng)濟(jì)金屬元素。至于它的形成有很多種解釋，比如震蕩生長(zhǎng)模式、生物模式和物理化學(xué)模式等。根據(jù)海底攝像資料，海洋沉積與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究組認(rèn)為，富鈷結(jié)殼的發(fā)育形成受水巖界面點(diǎn)化學(xué)場(chǎng)控制?！贝抻哼€表示，由于組成富鈷結(jié)殼的基本礦物在水體中均是帶電的粒子，因此它們會(huì)根據(jù)自身的電荷不同而排列，形成雙電層。該雙電層具有兩種典型特征，一是連續(xù)性差，二是各處的生長(zhǎng)速率不一致，該兩種基本屬性特征均體現(xiàn)在富鈷結(jié)殼微結(jié)構(gòu)中，因此富鈷結(jié)殼生長(zhǎng)界面雙電層控制了富鈷結(jié)殼的發(fā)育。而生物過程等其它作用過程則加速或者延遲了富鈷結(jié)殼的發(fā)育。

二、富鈷結(jié)殼開采頗難

目前，世界大洋海底海山鐵錳結(jié)殼的生長(zhǎng)年代可追溯到晚白堊紀(jì)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)主要集聚在400～4 000米深的大洋海底海山的表面。開采結(jié)殼的技術(shù)難度大大高于開采多金屬結(jié)核。采集金屬結(jié)核比較容易，因?yàn)榻Y(jié)核形成于松散沉積物基底之上，而結(jié)殼卻或松或緊地附著在基巖上。要成功開采結(jié)殼，就必須在回收結(jié)殼時(shí)避免采集過多基巖，否則會(huì)大大降低礦石質(zhì)量。海洋資源的開采和開發(fā)畢竟不同于陸地，厚厚的海水層給人類開發(fā)利用帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)。開展富鈷結(jié)殼需要水下開產(chǎn)機(jī)械部分、水體輸送機(jī)械部分和水面收集部分等，難度不小。在開采過程中，由于對(duì)海底原始生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境擾動(dòng)巨大，存在重要的生態(tài)系統(tǒng)平衡失衡的危險(xiǎn)。此外，由于當(dāng)前技術(shù)的局限，水下設(shè)備研發(fā)也面臨不小的挑戰(zhàn)。

三、富鈷結(jié)殼能作何用

崔迎春說(shuō)：“富鈷結(jié)殼富含鈷、鉑等重要貴金屬元素，這些元素對(duì)于人類社會(huì)發(fā)展起著重要作用，尤其是當(dāng)今陸地資源日益枯竭的情況下，開發(fā)這些海底礦產(chǎn)將有助于彌補(bǔ)資源的不足，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)技術(shù)的革新，促進(jìn)科技的發(fā)展?！逼渲锈捄靠筛哌_(dá)2%，是陸地最著名的含鈷礦床中非含銅硫化物礦床含鈷量的20倍；貴金屬鉑含量也相當(dāng)于地球上地殼含鉑量的80倍。

據(jù)了解，富鈷結(jié)殼所含金屬（主要是鈷、錳和鎳）用于鋼材可增加硬度、強(qiáng)度和抗蝕性等特殊性能。在工業(yè)化國(guó)家，約1/4至1/2的鈷消耗量用于航天工業(yè)，生產(chǎn)超合金。這些金屬也在化工和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中用于生產(chǎn)光電電池和太陽(yáng)電池、超導(dǎo)體、高級(jí)激光系統(tǒng)、催化劑、燃料電池和強(qiáng)力磁以及切削工具等產(chǎn)品。

摘自2013年《中國(guó)剪報(bào)》