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从金矿里淘出来的“垃圾”,可能藏着美国战斗机和导弹最缺的宝贝。
美国陆军日前启动一项计划,尝试从金矿尾矿中回收镓,这是一种被广泛用于战斗机、军用雷达和先进电子设备的关键矿产。
这个看似冷门的举动背后,是一个让华盛顿坐立不安的事实:美国已经将近40年没有本土原生镓产量了。
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镓是一种银白色的柔软金属,熔点只有约30摄氏度,放在手心就会慢慢化成液体。
别看它“性格温柔”,在军工和高科技领域却是不折不扣的硬通货。用镓制成的特种半导体,是先进雷达、电子战装备和军事通信系统的核心材料。
卫星、电信网络和高效电子设备同样离不开它。如今最先进的有源相控阵雷达,大量采用氮化镓器件,让战斗机和军舰能“看”得更远、更准。
美国早在1987年就停止了镓的生产。在那之前,镓主要作为从铝土矿中提炼铝的副产品被回收出来。
铝冶炼产业外迁后,美国的镓供应也随之断档,从此只能依赖海外进口。
问题在于,全球绝大部分镓产自中国。2023年8月,中国宣布对镓、锗相关物项实施出口管制,此后又进一步收紧对美出口。
这让美国国防工业在关键材料上被“卡脖子”的担忧瞬间变得具体而紧迫。一架先进战斗机的雷达、一枚导弹的导引头,都可能因为一种小众金属断供而无法按时交付。
镓的产量本身并不大,全球每年不过数百吨,但它的战略价值与产量完全不成比例。这就像一道菜里的盐,用量不多,却缺一不可。
更麻烦的是,镓在地壳中几乎不形成独立矿床,只能从铝土矿、锌矿等矿石的冶炼过程中“顺带”回收。没有庞大的冶炼工业做底子,就很难稳定获得镓。
美国陆军工兵部队给出的答案,是回到自家后院“翻垃圾”。
应陆军工兵部队请求,总部位于内华达州的国防工程公司SAFE结构设计公司正在开发一个试点项目,测试从金矿废料等国内资源中回收镓的新设备。
所谓金矿尾矿,是矿石加工后剩下的细砂状残渣。虽然大部分黄金已被提走,但其中仍残留着砷、汞以及镓等多种金属。
内华达州是美国最重要的黄金产区之一,数十年开采积累下的尾矿堆积如山,如果能从中提取镓,就等于在家门口开出了一座新矿。
不过,这件事说起来容易做起来难。尾矿中的这些金属可能被物理包裹、发生过化学变化,或者浓度极低,提取难度很大。
为此,SAFE与科研人员合作开发了专门的回收设备。目前,这项技术已在实验室中得到验证,试点项目的任务是证明它在野外现场同样可行。
试点还将检验设备的实际性能,为今后是否规模化生产和部署提供决策依据。
公司表示,这一试点的目的,是展示从包括金矿尾矿在内的国内原料中回收镓的能力,并为未来的部署和生产打下基础。
这个项目得到了多方力量的背书。
美国国防后勤局研发办公室出具了支持函,对这项技术特别是其回收镓的潜力表示兴趣。
内华达州州长乔·隆巴尔多领导的经济发展办公室、副州长斯塔夫罗斯·安东尼,以及州参议员凯莉·巴克和联邦众议员迪娜·泰特斯也纷纷表态支持。
SAFE总裁兼首席执行官约翰尼·布西马把这项工作形容为一项全国性的努力,认为它汇聚了美国制造、先进研究和强国共识。
他还希望这项工作能增强美国关键矿产供应链,并为下一代创造发展机会。
公司计划与高校合作,培训学生和工人掌握矿物加工、先进设备制造以及回收设备运行维护等技能。这表明,美国不仅缺矿,也缺懂得加工矿产的人才。
值得注意的是,目前公开信息并未透露试点的产量目标、时间表、资金规模以及具体采用的回收工艺。
这意味着,从实验室成功到稳定供货,中间还隔着工程放大、成本控制和环保审批等多道关卡。
从环保角度看,这一思路也有额外的吸引力。尾矿中的砷、汞等有害元素长期堆放,本身就是环境隐患,如果回收工艺能顺带处理这些物质,就有望实现“变废为宝”和“治污减害”的双赢。
当然,提取过程中使用的化学试剂、产生的废水废渣如何处理,同样需要严格评估,否则可能是解决一个问题的同时制造另一个问题。
从更大的视野看,这只是美国重建关键矿产供应链的众多尝试之一。从稀土到锗再到镓,华盛顿正在想方设法减少对单一来源的依赖。
但重建一条产业链远比拆掉它困难。中国在镓提炼领域积累了几十年的技术、规模和成本优势,美国要想追赶,恐怕不是一两个试点项目就能解决的。
金矿尾矿里能否淘出“国防黄金”,还要看这场试点能交出怎样的答卷。
可以肯定的是,在大国科技竞争的新时代,哪怕是一堆被遗忘的矿渣,也可能被重新赋予战略意义。
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