关键矿产面临万亿吨废石威胁

您可能认为采矿业就是挖掘有价值的矿物。但事实上，情况几乎恰恰相反。

矿工们通过爆破、铲掘和卡车运输从地下挖出的大部分岩石都是无用的废料。首先是必须挖走的、覆盖在矿体之上的无价值覆盖层，其次是矿石经研磨和加工以提取有用元素后留下的尾矿。如今，要生产一茶匙的黄金，通常需要从地球上移除相当于一座埃菲尔铁塔重量的物料。

如何管理这日益堆积如山的废石，是我们在未来几十年获取世界所需的关键矿产所面临的最大障碍之一。目前，这些废石的总量可能已超过万亿吨，预计到2050年将翻一番。

矿井壁和废石堆的坍塌可能掩埋或困住工人，使有毒矿物进入水道，并阻碍通往珍贵矿床的路径。全球变暖带来了更强的暴雨，以及更不稳定的干湿交替周期，这进一步破坏了维持这些岩石堆稳定的脆弱平衡。

全球第二大铜矿最近就残酷地印证了这一现实。9月8日，在位于新几内亚岛印尼所属部分一座山顶上的巨型矿坑——格拉斯伯格（Grasberg）矿场，80万吨泥石流冲入地下隧道，造成两人死亡、五人失踪。其运营商自由港麦克莫兰公司（Freeport-McMoRan）上周表示，该矿场的运营已经暂停，预计要到2027年才能恢复正常。去年，该矿场的铜产量和金产量分别约占全球总产量的3.5%和1.8%。

现在要查明这次灾难的确切原因还为时过早，但有一个罪魁祸首是明确的：水。

格拉斯伯格（Grasberg）矿场位于地球上最湿润的地区之一，矿区附近一条通道的年降雨量有时超过12米。尽管发生湿料流的地下洞穴远低于550米深的露天矿坑底部，但雨水不可避免地会渗透到地表深处。一旦到达那里，水就会撑开微小的裂缝，导致岩石破裂。巴布亚高地时常出现的冰点低温，更是加剧了这一过程。

矿工们并非不了解这一过程。由于采矿是一项高风险活动，业界投入了大量的智慧和资金，用于研究和监测那些固定废石和矿井壁的斜坡。

从一个角度看，2010年代发生的45起尾矿坝溃坝事故——这是自1970年代以来任何一个十年中此类事故数量最多的一次——证明了我们安全系统的不足。然而，考虑到现在被丢弃的物料量要大得多，这个数字没有变得更糟已算是一个奇迹。

问题最严重的可能是在大约3万5000个堆放尾矿的地点。这类废料尤其棘手，因为它们已经过加工厂处理，这不仅增加了有毒元素的浓度，还将颗粒研磨成稳定性与泥浆相当的细小淤泥。

当矿床枯竭后，没有人愿意接手管理这些废石堆长达数十年的责任。责任往往被推给政府，而政府偶尔会与新公司签约，试图从这些废料中再榨取一点珍贵的矿物。

在赞比亚，一家中国国有企业中色金属浸出赞比亚公司（Sino-Metals Leach Zambia）正在进行再处理的一座尾矿坝于今年2月发生坍塌。之后，美国大使馆于8月下令从铜矿城市基特韦（Kitwe）撤离其工作人员。大使馆称此次灾难是历史上第六大同类事故，用砷、氰化物和铀污染了下游社区。但该公司和赞比亚政府均表示这些评估夸大其词。

显而易见的是，我们尚未准备好应对这一局势可能变得多么糟糕。近年来，关键矿床的品位一直在下降——根据必和必拓集团（BHP Group）的数据，以铜矿为例，自1991年以来品位下降了高达40%——而要开采这些矿石需要移除的覆盖层数量却在增加。

这意味着我们挖掘出的物料总量增速，已超过提取的有用矿物量增速。根据S&P Global的数据，2023年的开采量达到了创纪录的287.4亿吨。

其中许多矿产，如铜、锂和稀土，预计将对世界向清洁能源转型至关重要。试图实现其供应链本地化的地缘政治对手可能会进一步推高需求。更严格的监控将增加成本，而高昂的成本已经将供应限制在世界所需水平之下。管理这些废料堆的规则通常基于历史气候记录，而不是反映世界正进入的日益不稳定的状况。

那些未能预见到暖空气会如何压垮雨水系统、并淹没一度被认为安全的城市的工程师们，如今在管理堆放着万亿吨岩石的颤动护堤时，也面临着同样的问题。如果您居住在矿区的下游，那么未来几十年将充满风险。