周四(7月8日),为因应气候变迁造成的全球暖化,许多国家都在规划能源转型,因此除了发展绿色能源技术外,也需要获得足够的关键矿物。最近牛津大学的科学家们提出了一个想法,即从休眠火山下方约2公里深处的多孔岩石中的盐水 (brine) 中,提取铜、金、锌、银和锂。
在发表在《开放科学》杂志上的一篇论文中,研究人员解释说,火山下方岩浆释放的气体富含金属,随着压力下降,气体分离成蒸汽和盐水,大多数溶解在原始岩浆气中的金属集中在浓盐水中,而浓盐水处于多孔岩石中。
根据由岩石学家乔恩·布伦迪 (Jon Blundy) 领导的团队的说法,这种被困在地下盐水是一种潜在的“液态矿石”,其中包含大量有价值的金属,包括金、锂和数百万吨铜,他们都可以通过将盐水提取到地表来开采。
采用这种方法可能会降低采矿和矿石加工的成本,此外,由于地热发电将是这种绿色采矿方法的重要副产品,因此其运营将实现碳中和。布伦迪在一份声明中说:“绿色采矿是一种提取含金属液体和地热能的新方法,大大减少了传统采矿对环境的影响。”
科学家们说,对火山的调查表明,几乎每个活跃和休眠的火山都拥有潜在的、可利用的、富含金属的盐水,这意味着在未来金属勘探可能不仅限于智利、刚果民主共和国或美国等国家,因为目前世界各地都存在火山。
不过,这个提议存在风险,主要的问题与必须使用的技术有关,因为该过程涉及在2公里深且温度超过450°C的情况下钻入岩石,最重要的是,提取的液体具有腐蚀性,因此限制了钻井材料的类型,且采矿时通常会将金属倒在井筒中,这意味着科学家需要对井筒中的液体流动动力学和压力-温度控制进行更多研究,并且需要开发电阻涂层以防止井筒受到腐蚀。
幸好其中许多挑战已经通过深层的地热钻探项目得到解决,在某些情况下,这些项目的温度已超过500°C。牛津团队正在解决其他问题,他们已经为提取液体的想法申请了专利,它能确保液体在钻井后继续流入井中,同时考虑到热岩的渗透性和孔隙度。
对于是否有引发火山爆发的风险,研究人员表示可能性非常小但仍必须审慎评估,因为他们不打算钻入岩浆本身,而是钻入岩浆上方的热岩,这大大降低了遇到岩浆的风险。
在过去的五年里,科学家们一直在努力降低此类风险,现在他们已经准备好在一座休眠火山上钻井。在他们看来,一个可行的“盐水矿”可能还需要5到15年的时间,具体取决于解决挑战的速度。
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