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刨根究底:海底捞稀土元素目前尚无可行

 产业前沿 2020-08-09

谁能独自开启海床地质结构的实践先河?技术实用性、开采的经济性如何评估?工业规模的生产,还有最主要的挑战,就是泥浆的处理以及将稀土元素从海洋中提取出来并转化成可用的形式。

其实陆地矿采不空,基本就是海底采矿最实实在在的拦路虎。我们可以设想到一些矿枯竭稀土金属价格暴涨的场景,我们同时也不能拒绝新矿被发现的事实。

日本:今后10年开发能够实际使用的开采技术

对于南鸟岛周边海底的稀土资源量超过1600万吨的测算,东京大学教授加藤强调:“通过大幅提高经济性,实现稀土资源开发已经进入了视野”。然而据目前情况看,由于达到实用水平的开采技术尚不存在,目前尚无能够利用的预期。

该岛附近约965平方英里的海床中含有逾1600万吨稀土氧化物。如果准确的话,估计全球的钇供应量为780年,铕为620年,铽为420年,镝为730年。

早稻田大学讲师高谷教授说,还需要对不断提取稀土的方法进行更多研究。研究人员说,一个由日本政府支持的实体、包括丰田汽车公司(Toyota Motor Corp.)在内的企业和研究机构组成的财团希望在未来5年内进行可行性测试。

加藤则表示:“希望与企业和研究机构推进讨论,在今后10年开发能够实际使用的开采技术。”

快速分离方法未经证实,难以证明开采经济性

《自然科学报告》描述了一个利用离心力快速分离海泥中许多不必要物质的水循环过程。一个水循环利用一个圆锥形的形状,不断地加速流经它的水的速度,增加向心力和最大限度地分离。

但根据《The Verge》上发表的一篇文章,这种方法未经证实。

埃克塞特大学(Exeter University)坎伯恩矿业学院(Camborne School of Mines)的弗朗西丝沃尔(Frances Wall)教授表示:“以前没有人这么做过,也没有人证明它能在工业规模上发挥作用。”

沃尔教授告诉The Verge说日本的研究小组正在做“一些不错的工作”,但是在海床成为这些重要元素的可靠来源之前,还需要做大量的研究。“实际上已经有数百个勘探项目(发现了稀土金属),但由于无法证明自己能赚到钱,这些项目无法投产,”沃尔说。

太多的未知,生态系统环保和经济可行性争议

目前来看,基本结论就是“得不偿失”。

2011年,针对太平洋海底淤泥中发现稀土储量1000亿吨,并将适时进行开采这一消息。中国自然资源部官网消息中的专家指出,人类并不熟知海底4000米-5000米地区的生态系统,如果随意在海底大规模挖泥,必然会破坏海底生态系统。由于物种长期生存在稳定环境中,如果大规模开采,它们将无法适应这种变化。

澳大利亚深海采矿运动公司就在大力呼吁禁止此类活动。该公司的娜塔莉娅·劳瑞说:“海底采矿业要大踏步前进存在太多未知。我们已经毁坏了不少陆地,不能让海洋遭受同样的命运。”劳瑞就生活在巴布亚新几内亚沿岸,她担心,采矿机器人引起的海底沉积羽流会随着海流移动,破坏海洋生态系统。

环境专家也表示,这些羽流可能对滤食性动物有害,杀死很多位于食物链更低端的动物,导致其它动物产生连锁反应,甚至对本地食物链顶端造成严重破坏。

研报《深海底采矿:一个正在崛的环境挑战》

2018年7月23日-27日,国际海底管理局第24届年会在牙买加金斯顿召开,与会各方继续就制定深海底矿产开采规章进行商讨。会议期间,世界自然保护联盟发布了这份名为《深海底采矿:一个正在崛的环境挑战》的研究报告,论述了深海底采矿技术发展、管理规章完善及其环境影响等方面的情况,旨在全面概述深海底采矿所面临的机遇与挑战。

该报告指出,国际社会应在高质量的环境影响评估和减少危害策略的基础之上,制定行之有效的深海底开采管理规章,以避免因深海底采矿对海洋环境所造成的持续性伤害。然而,报告也指出目前人类对深海底生态环境和资源仍缺乏充分研究和了解。

“我们还在黑暗中摸索前进。”世界自然保护联盟主任卡尔·加斯塔夫·伦丁说,“以我们现在对深海底的认知水平,还不足以确保开采活动对海洋环境和生物不产生影响。而且即使是目前被批准的勘探区域,因为有众多独特的海洋物种生存,因此以现有的深海底开采技术,依然有可能造成众多海洋物种的生存危机。马上开采的结果,只能使少部分人获益,但却会损害子孙后代的福祉。”

深海采矿本质上就是将海床特定区域内的一切都抽干。收集到的材料经过过滤处理,从剩余的淤泥中分离出理想的结核,然后再不需要的送回大海。沉积物释放的深度会影响该海域的氧气和光照水平,破坏该海域生物的稳定性。

直面挑战和困境,专注于环境保护的私人组织Gordon and Betty Moore基金会对其潜在影响感兴趣,并资助了SCOPE Cruise对深海区域的初步研究。

在夏威夷大学海洋学教授克雷格·史密斯(Craig Smith)的带领下,这个国际团队囊括了从鱼类到浮游植物等各类海洋生物的专家。

中国制定了海底资源开发的相关法律,加强对深海海底区域资源勘探、开发活动的管理,规范深海海底区域资源勘探、开发活动的申请、受理、审查、批准和监督管理,促进深海海底区域资源可持续利用,保护海洋环境。根据《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》、《中华人民共和国行政许可法》和有关法律,国家海洋局2017年4月27日发布了《深海海底区域资源勘探开发许可管理办法》。

随着陆基矿山的可用数量在未来几年开始减少,稀贵金属的价格攀升的可能性很大,这使得深海采矿成为一种更经济可行的尝试。

不过,丽人太平洋的结核等海底资源的开采有可能造成比它所能解决的问题更多的问题。结核形成需要成千上万年的时间,一旦它们消失它们就永远消失了。而且,地球并没有停止进化,当然应该也会有新的路基矿山被发现。

综上所述,海底捞稀土元素难于规划、尚无可行之路,尤其,支持海底采矿的各大洋的团队在此领域还基本各自为战,各自算盘不利于这种高难度系数的科研。

据悉,几经周折,“MAC Goliath”号深海采矿船最终将在2019年第三季度交付,“MAC Goliath”号交付后将为鹦鹉螺矿业公司位于巴布亚新几内亚海上的Solawara 1金矿及铜矿开采项目服务。

目前,联合国国际海底管理局(ISA)已经批准了20多份海底探索和采矿合同,涵盖数十万平方英里海域。

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