美国矿山废料蕴含大量关键矿物和稀土元素，足以轻松终止进口。但开发这些资源绝非易事

美国大多数金属矿山的开采目的都是为了一两种矿产：铜、铁，或者在某些地方，甚至可能是金。但问题是——当这些矿业公司开采出矿石时，其主要成分并非铜、铁或金，而是其他物质。而这“其他物质”或许正是我们清洁能源未来的关键。 

“我们只生产少量矿产，”科罗拉多矿业学院的采矿工程师伊丽莎白·霍利说。“问题是：这些岩石里还有什么？”

正如她的新研究表明的那样，答案是很多。

例如，锂是一种碱金属，对现代电动汽车、智能手机以及几乎所有需要供电的便携式设备都至关重要。美国一年的矿山废料中含有的锂足以为1000万辆电动汽车提供动力。

同一项研究还发现，美国采矿废料中含有足够生产 9900 万辆电动汽车的锰，以及足够生产的钴、锗和其他稀有金属，几乎可以抵消美国进口量。

废料堆金矿

霍利和她的团队梳理了美国54座活跃金属矿的数据。他们将矿石化学成分与矿山产量进行交叉比对，绘制了一张前所未有的地图，展现了地下实际开采的矿产资源。他们的结论是：美国几乎开采了所有必要的关键矿产——钴、锂、镓、稀土、锗。唯一的问题是，我们没有回收这些矿产，而是把它们扔进了尾矿堆。

采矿业丢弃的贵重金属和稀土元素的估计数量是惊人的。

霍利直言不讳：“这就像从面包面团中提取盐一样——我们需要做更多的研究、开发和政策，以使这些关键矿物的回收在经济上可行。”

这意味着我们需要重新思考岩石的加工方式。如今，矿业公司只专注于主打产品。其他所有副产品都被粉碎、清洗，然后作为废料丢弃。霍利的团队估计，即使回收1%的副产品，也能“大幅减少”对进口的依赖。如果回收率达到90%，几乎所有关键矿物都无需进口。

为什么重要

这不仅仅关乎电动汽车电池和风力涡轮机——尽管它们也岌岌可危。关键矿物为卫星、战斗机、太阳能电池板和医疗设备提供动力。目前，美国依赖于一条岌岌可危的全球供应链：来自智利和澳大利亚的锂，来自刚果民主共和国的钴，以及日益敌对的中国控制的稀土。

这种依赖是地缘政治紧张局势的根源。各国过去主要争夺石油；如今，争夺的焦点是矿产。今年早些时候，中国扩大了稀土出口管制。唐纳德·特朗普总统动用战时权力，加速美国铀、铜、钾和金等矿产的开采。五角大楼向美国唯一的稀土矿投入了4亿美元。与此同时，国会大幅削减了对联邦科学项目的资助，而这些项目实际上可能有助于我们找到如何回收利用更多已开采资源的方法。

特朗普的行政命令警告说：“我们对敌对外国矿产生产的依赖现在严重威胁着我们的国家和经济安全。”

霍利的研究正值这场风暴的中心。如果我们能重新布线矿井，以便开采副产品，或许就能稳定供应链，而无需开采新的矿井或炸毁更多的山峰。

霍利说：“最好能从我们已经开采的资源中获得更多。”

从尾矿到科技

从采矿副产品废料中开采关键矿物既麻烦又具有挑战性。镓和碲等矿物含量微量，隐藏在更常见的矿石中。提取这些矿物需要新的精炼步骤、额外的电路和不同的试剂。这既昂贵又危险。

矿山的利润非常微薄，任何单一矿物的需求都可能因最新的科技趋势而大幅波动。同时，采矿业是一个非常传统的行业，这意味着如果没有得到适当的推动，他们不会愿意承担可能让他们损失惨重的风险。

尽管如此，这个机会仍然不容忽视。在阿拉斯加的红狗矿，霍利的团队发现了美国最大的锗矿资源潜力。在蒙大拿州，斯蒂尔沃特矿和东博尔德矿可以回收富含镍的副产品。即使回收率很低，其进口量也相形见绌。

而且它还具有环境效益：减少浪费。矿山尾矿是有毒物质，需要持续监测。如果将金属剥离出来，剩余物会变得更加惰性，并有可能在建筑中重复使用。“副产品回收是一种资源高效利用的方法，”霍利和她的同事写道。它减少了浪费，降低了地缘政治风险，并充分利用了我们已经在开采岩石上投入的大量能源。

未来之路

霍利称之为“唾手可得的果实”。但要收获它，需要政治意愿。矿山需要激励措施来投资新的加工设备。政府机构需要支持系统性采样，以便企业真正了解其矿石流中的成分。

我们还需要制定政策，激励矿山运营商增建加工基础设施。如果没有这种推动，大多数公司都不会费心。

美国能源部已启动副产品回收试点项目。今年夏天，美国宣布将拨款10亿美元支持非常规采矿。但资金仍然分散，监管也不够明确。

霍利认为，总体情况很简单：美国不存在地质问题，而是采矿问题。矿产资源早已存在，只是我们任由它们从指尖溜走。

发表在《科学》杂志上的论文总结道：“从已开采的岩石中释放副产品需要取得重大进展。即使采收率只有1%，也能大幅减少大多数关键矿产的净进口依赖。”