爱达荷州最新的钴矿可以负责任地开采吗?

爱达荷州最新的钴矿可以负责任地开采吗?

在爱达荷州中部的萨蒙-查利斯国家森林深处,黑鸟矿的遗址位于 830 英亩的陡峭峡谷之中,峡谷中长满了高耸的针叶树。土路穿过一片片森林,一个 12 英亩的露天矿坑(大约有九个足球场那么大)仍旧存在,让人想起一个逝去的时代。废弃的隧道蜿蜒在蓄水池下方,蓄水池里充满了金属沉积物的水泥。

在 20 世纪中叶的几十年里,Blackbird 是美国主要的钴生产商,钴是冷战时期喷气发动机制造中必不可少的金属。在经过多年时断时续的运营后,该矿场于 1982 年关闭,因为钴的价格跌得太低,无法盈利。如今,这座关闭的矿场占地 10,000 多英亩,是美国环境保护署对极度污染地区的指定。自 1995 年以来,一个由过去和现在的所有者组成的财团一直致力于补救损害,包括在污水排入附近的 Blackbird Creek 之前对其进行处理。去年秋天,美国地质调查局的一位水质专家在接受《大西洋月刊》采访时表示,该矿场比他第一次到访的 1990 年代干净得多。

如今,被称为爱达荷钴矿带的这片土地即将迎来 40 年来的第一座新矿。这片距离博伊西约 6 小时车程的 37 英里长的沉积岩带蕴藏着该国最大的银灰色金属矿层之一。Jervois Global 是一家拥有近 60 年历史的澳大利亚公司,该公司也在开发一个在新南威尔士州开采钴矿的项目,预计将在 2022 年底前开始在新地点开采钴。

钴是电动汽车锂离子电池必需的金属之一,每辆汽车需要大约 30 磅钴。全球每年开采量超过 18 万吨,但随着锂离子电池市场的增长,对钴的需求也将增长。根据欧盟 2018 年发布的一份报告,如果没有新技术进入市场,到 2030 年,对钴的年需求量将达到近 43 万吨。全球研究公司 Wood Mackenzie 表示,到那时,全球道路上将有大约 1 亿辆电动汽车行驶。虽然州地质学家表示,谁也不知道该带中蕴藏着多少钴,但 Jervois 估计其矿山每年可生产超过 2,000 吨——足够生产数万块电池。

钴矿-黑云母样本,一种含有钴和其他矿物的矿石,于 20 世纪 40 年代从爱达荷州中部的黑鸟矿中采集。(图片由 Art Bookstrom(美国地质调查局名誉研究员)提供)Ted + Chelsea

然而,新的活动正在唤起人们的旧忧虑,尤其是那些警惕地关注着该州钴矿开采情况的当地团体。黑鸟矿的重大过错是“露天”开采,导致有毒副产品污染了当地的生态系统。另一方面,杰沃斯即将完成建设的新矿完全位于地下——这有助于避免将新鲜泥土暴露在风雨中可能产生的副作用——现场建造的第一批建筑物之一是一座水处理厂。

爱达荷州保护联盟的 Josh Johnson 是一位近 50 年的矿业监督机构,他不得不指出,Jervois Global 即将开工的矿井与已关闭的 Blackbird 矿井之间唯一的物理隔阂就是一座山。“我们所能期望的最好结果就是负责任的采矿,”他说。“这是我们从矿业公司那里听到最多的。你说你可以拥有一个对环境影响最小的现代化矿井?好吧,让我们拭目以待吧。”

然而,采矿业是迈向电气化未来的一部分。“我们不能只把电装进口袋,”爱达荷州地质调查局局长克劳迪奥·贝尔蒂说。“新技术需要关键矿物。因此,不幸的是,采矿业是绿色未来不可或缺的一部分。”

但像刚果民主共和国(全球最大的钴矿生产国)这样监管不力的矿场,却表明开采过程中不顾员工和当地人的安危,因为当地人在幽闭的矿井和受污染的土壤中工作和生活。杰沃斯希望其在爱达荷州的矿场能够树立更好的榜样——将更周全的流程带到美国,并在从地下挖出第一块矿石之前就做好清理计划。

来自黑鸟矿的一块抛光岩石上布满了闪亮的灰色钴矿脉。(图片由 Art Bookstrom 和 USGS Emeritus 提供)Ted + Chelsea

勘探对美国西部来说并不是什么新鲜事:人们在加利福尼亚州寻找黄金,然后在内华达州寻找白银。在 19 世纪末的镀金时代,随着城市的建筑物和街道通电,财大气粗的工业家涌入蒙大拿州,渴望垄断高导电性铜的市场,这种铜是输送电子的基本材料。他们都留下了伤痕累累的土地。例如,巴特的伯克利矿坑受到重金属和硫酸的严重污染,以至于 2016 年,一群不幸的数千只鹅落在其表面,喝了一些有毒的水,很快就死了。和黑鸟一样,它也是超级基金的场地。

“我们的地貌已变成月球表面,留下的污染需要用几个世纪的时间去治理,”负责任采矿保证倡议组织执行董事艾米·布朗热 (Aimee Boulanger) 说道。该组织为工业规模开采作业的独立审计制定标准。

在 20 世纪 50 年代黑鸟矿的鼎盛时期,没有联邦环境检查。《清洁水法案》、《清洁空气法案》和《国家环境政策法案》(其中最后一项法案规定了在新矿场开工前进行公众通知和公众评论的程序)都在 20 世纪 70 年代初成为法律。尽管如此,布朗热仍认为世界上没有一个国家制定了足够的法律来保护环境免受开采活动的影响。“投入采矿的绝大部分资金都是为了从岩石中开采出较小等级的矿石,”她说,指的是矿物浓度较低的矿床,但公司在关闭矿山之前还是很想从地下开采出来。“这不是‘我们如何恢复地球?’的问题。”

杰沃斯全球公司 (Jervois Global) 正在小心翼翼地走这条钢丝,因为它正在打造美国西部钴供应链的关键组成部分。该公司去年收购了巴西和芬兰的炼油厂;爱达荷州的矿山是缺失的一环。

矿业执行总经理马特·伦格里奇 (Matt Lengerich) 表示,开采时注重保护景观是公司的首要任务。他是一名拥有 23 年从业经验的行业资深人士,于 2021 年 8 月被任命为爱达荷州业务负责人。在 Jervois 之前,他曾在力拓公司工作,除了其他职责外,他还管理过盐湖城附近的宾汉峡谷铜矿。

其他国际公司也对爱达荷州的钴矿感兴趣,但 Jervois 抢占了先机。2019 年,该公司从之前的所有者手中收购了钴矿带上 2,500 英亩的土地,这些所有者早在 2009 年就费尽心思获得了美国森林管理局的许可。因此,该地区已经进行了环境影响研究。评估建议采取一些减少水污染的方法,其中之一是用废石制成的水泥回填地下矿井,使地下水远离可能渗入溪流和湖泊的污染物。

即将投产的 Jervois 钴矿希望减少对环境的影响,部分方法是将作业重点放在地下。Jervois Global

尽管杰沃斯矿场尚未开采,但由于位于地下,其环境条件已经比黑鸟矿更好。地下矿使用隧道到达密集的矿物集中​​地。已关闭的黑鸟矿有竖井,但也使用所谓的露天开采方法来定位钴矿。露天矿场听起来就是:巨大的洞——有时宽一英里,深数千英尺——附近堆积着大量充满废料的土壤和岩石。

州地质学家贝尔蒂指出,依靠这种方法复垦矿场比复垦地下矿场要困难得多。当然,恢复土地原貌的过程是在开采完所有材料之后进行的。毫无疑问,这个问题比简单地填洞要复杂得多。首先,挖掘会引发一场实时科学实验:暴露在空气中的岩石开始氧化,嵌入的金属有机会渗入附近的水源,杀死水生生物。更重要的是,由于钴矿石也含有硫,流经矿山废料堆的水会将硫酸带入附近的溪流。黑鸟矿的修复工作正在进行中,已经花费了大约 1 亿美元。

“地下矿井的视觉冲击较小,”Berti 说。“你会看到一个入口,一座工厂建筑,一个通风井,这就是全部了。”联邦法规要求 Jervois 提供一笔可能价值约 3000 万美元的保证金,用于矿井关闭后的清理工作,关闭时间应在 2030 年左右。为了尽量减少对环境的破坏,该公司还建造了一个水处理厂,并在该地块上安装了一个系统来收集地下水并将其泵送到工厂进行清洁。独立采矿业专家兼咨询工程师 Jim Kuipers 表示,这些类型的保障措施如今已很常见。

如果要推销负责任采矿,那么 Lengerich 就是个不错的选择。他很快就开始吹嘘自己热爱户外活动的天分(他在科罗拉多州长大,在那里他成为了一名狂热的山地自行车手和飞钓者)以及他在爱达荷州钴矿带内的 Salmon 镇的居住地。

“从一开始,我们就非常重视确保我们所做的一切都考虑到对水的影响以及我们如何降低风险,”他辩称。“30 年后,我预计你站在这片土地上时,不会知道我们曾经来过这里。”

当伦格里奇从家开车去上班大约 90 分钟时,崎岖的峡谷和郁郁葱葱的冷杉树尽收眼底。在杰沃斯矿,建筑物标志着工作现场,包括水处理厂和一组预制房屋,供前往地下开采钴的矿工居住。还有用于储存尾矿(又称矿石残渣)和水的设施。为了表明其承诺,杰沃斯已与爱达荷州保护联盟达成协议,每年为该地区的保护项目拨款 15 万美元。“采矿对很多地方的环境产生了很大的影响,”联盟的约翰逊说。“这是一种创造额外保护效益的方式。”

如果一切按计划进行,挖掘工作将于秋季开始,并扩大到 2022 年底。全面投入运营后,该场址每年应能从地下开采出多达 400 万磅钴,足以制造超过 130,000 块电动汽车电池。

尽管如此,与世界主要钴生产商开采的钴量相比,这些数字微不足道。杰沃斯的家乡澳大利亚排名第三,但无可争议的领先者是刚果民主共和国,约占全球供应量的 70%。2021 年,那里的矿山生产了超过 2 亿磅钴,其中大部分被送往中国的精炼和加工厂。

因此,美国制造商不得不依赖中国和其他国家来获取所需的钴,它们不仅为电动汽车提供动力,还为许多美国人所依赖的笔记本电脑提供动力。“在爱达荷州开采钴的最大原因是出于战略目的,”矿业顾问库伊珀斯说。即使只在该州采购几年,也能让美国更好地控制其电气化供应链中的金属。开采出钴后,Jervois 将对其进行净化,将其磨成沙状材料,然后运往其在巴西的工厂,该工厂将对金属进行精炼,以便投入实际使用——并在美国市场上销售。“虽然它可以卖到其他国家,”Lengerich 说,“但这是我们将金属带回美国供美国消费的战略的一部分。”

不过,在这里开采钴矿还有另一个原因:避免参与其他地方的邪恶行动。刚果民主共和国的大部分开采活动都是由大型工业矿山进行的,这些矿山不受杰沃斯在美国面临的同一套环境法规的约束。在刚果民主共和国,水污染和土壤污染导致景观和农作物受损,这是在追求盈利采矿的竞赛中牺牲的。

然后是社会影响。刚果民主共和国有 200 多万居民靠小规模采矿谋生。这些矿山约占该国钴矿总产量的三分之一,因侵犯人权和健康问题而臭名昭著。许多矿山通风不良,不安全。根据世界经济论坛 2020 年发布的一份报告,矿山可能同时雇用多达 35,000 名童工。采矿业还导致农民流离失所,并污染了当地的饮用水源。

在爱达荷州钴矿带,很难说采矿是否真的已经解决,因为采矿尚未恢复。但有一份充满希望的蓝图可供采矿公司遵循:以负责任的方式从地下开采钴意味着关注环境和附近人民的长期健康,并确保土地尽可能恢复到原始状态。

“我们确实必须寻找能够负责任地开采这些重要金属的方法和地点,”保护联盟的约翰逊说。“归根结底,还是那句话:你真的能成功吗?除非我们亲眼目睹了整个生命周期,否则我们永远不会对一项行动感到完全放心。”

这个故事最初刊登在 PopSci 2022 年夏季金属版上,是关于电池的三部分系列文章中的第一部分。接下来阅读第二部分和第三部分。或者查看更多 PopSci+ 故事。

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