富钴结壳： 大洋深处的宝藏

一、 富钴结壳缘由何生

富钴结壳，生长在海底基岩上富含多种金属元素的壳状矿床。因钴含量是多金属结核的3倍左右，而被命名为富钴结壳。国家海洋局第一研究所副研究员崔迎春说：“富钴结壳是锰的氧化物和铁的氢氧化物以及其它微量矿物的复杂聚集体，富含多种经济金属元素。至于它的形成有很多种解释，比如震荡生长模式、生物模式和物理化学模式等。根据海底摄像资料，海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室研究组认为，富钴结壳的发育形成受水岩界面点化学场控制。”崔迎春还表示，由于组成富钴结壳的基本矿物在水体中均是带电的粒子，因此它们会根据自身的电荷不同而排列，形成双电层。该双电层具有两种典型特征，一是连续性差，二是各处的生长速率不一致，该两种基本属性特征均体现在富钴结壳微结构中，因此富钴结壳生长界面双电层控制了富钴结壳的发育。而生物过程等其它作用过程则加速或者延迟了富钴结壳的发育。

二、富钴结壳开采颇难

目前，世界大洋海底海山铁锰结壳的生长年代可追溯到晚白垩纪，统计发现主要集聚在400～4 000米深的大洋海底海山的表面。开采结壳的技术难度大大高于开采多金属结核。采集金属结核比较容易，因为结核形成于松散沉积物基底之上，而结壳却或松或紧地附着在基岩上。要成功开采结壳，就必须在回收结壳时避免采集过多基岩，否则会大大降低矿石质量。海洋资源的开采和开发毕竟不同于陆地，厚厚的海水层给人类开发利用带来的巨大挑战。开展富钴结壳需要水下开产机械部分、水体输送机械部分和水面收集部分等，难度不小。在开采过程中，由于对海底原始生态系统环境扰动巨大，存在重要的生态系统平衡失衡的危险。此外，由于当前技术的局限，水下设备研发也面临不小的挑战。

三、富钴结壳能作何用

崔迎春说：“富钴结壳富含钴、铂等重要贵金属元素，这些元素对于人类社会发展起着重要作用，尤其是当今陆地资源日益枯竭的情况下，开发这些海底矿产将有助于弥补资源的不足，同时也会带来技术的革新，促进科技的发展。”其中钴含量可高达2%，是陆地最著名的含钴矿床中非含铜硫化物矿床含钴量的20倍；贵金属铂含量也相当于地球上地壳含铂量的80倍。

据了解，富钴结壳所含金属（主要是钴、锰和镍）用于钢材可增加硬度、强度和抗蚀性等特殊性能。在工业化国家，约1/4至1/2的钴消耗量用于航天工业，生产超合金。这些金属也在化工和高新技术产业中用于生产光电电池和太阳电池、超导体、高级激光系统、催化剂、燃料电池和强力磁以及切削工具等产品。

摘自2013年《中国剪报》