富鈷結殼： 大洋深處的寶藏

一、 富鈷結殼緣由何生

富鈷結殼，生長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核的3倍左右，而被命名為富鈷結殼。國家海洋局第一研究所副研究員崔迎春說：“富鈷結殼是錳的氧化物和鐵的氫氧化物以及其它微量礦物的復雜聚集體，富含多種經濟金屬元素。至于它的形成有很多種解釋，比如震蕩生長模式、生物模式和物理化學模式等。根據海底攝像資料，海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室研究組認為，富鈷結殼的發育形成受水巖界面點化學場控制。”崔迎春還表示，由于組成富鈷結殼的基本礦物在水體中均是帶電的粒子，因此它們會根據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，一是連續性差，二是各處的生長速率不一致，該兩種基本屬性特征均體現在富鈷結殼微結構中，因此富鈷結殼生長界面雙電層控制了富鈷結殼的發育。而生物過程等其它作用過程則加速或者延遲了富鈷結殼的發育。

二、富鈷結殼開采頗難

目前，世界大洋海底海山鐵錳結殼的生長年代可追溯到晚白堊紀，統計發現主要集聚在400～4 000米深的大洋海底海山的表面。開采結殼的技術難度大大高于開采多金屬結核。采集金屬結核比較容易，因為結核形成于松散沉積物基底之上，而結殼卻或松或緊地附著在基巖上。要成功開采結殼，就必須在回收結殼時避免采集過多基巖，否則會大大降低礦石質量。海洋資源的開采和開發畢竟不同于陸地，厚厚的海水層給人類開發利用帶來的巨大挑戰。開展富鈷結殼需要水下開產機械部分、水體輸送機械部分和水面收集部分等，難度不小。在開采過程中，由于對海底原始生態系統環境擾動巨大，存在重要的生態系統平衡失衡的危險。此外，由于當前技術的局限，水下設備研發也面臨不小的挑戰。

三、富鈷結殼能作何用

崔迎春說：“富鈷結殼富含鈷、鉑等重要貴金屬元素，這些元素對于人類社會發展起著重要作用，尤其是當今陸地資源日益枯竭的情況下，開發這些海底礦產將有助于彌補資源的不足，同時也會帶來技術的革新，促進科技的發展。”其中鈷含量可高達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于地球上地殼含鉑量的80倍。

據了解，富鈷結殼所含金屬（主要是鈷、錳和鎳）用于鋼材可增加硬度、強度和抗蝕性等特殊性能。在工業化國家，約1/4至1/2的鈷消耗量用于航天工業，生產超合金。這些金屬也在化工和高新技術產業中用于生產光電電池和太陽電池、超導體、高級激光系統、催化劑、燃料電池和強力磁以及切削工具等產品。

摘自2013年《中國剪報》