即便在礦業(yè)開發(fā)高度發(fā)達的今天，在廣袤的非洲土地上，人們仍在冒著危害健康的風險，從事著手工鈷開采的勞動，用以換取每天的糧食。它不僅是剛果（金）人賴以生存的“原材料”，更是與之相關的資本市場風向標，更可能是決定著未來新能源產業(yè)走向的關鍵元素。除了電池產業(yè)外，鈷還在制取合金、顏料、醫(yī)療、航空航天等多個領域發(fā)揮著關鍵作用。這個目前被廣泛應用的稀有金屬，還有著一段不為人知的故事。

地下“惡魔”

在鈷進入科學家的視野之前，一個有趣的“誤會”推進了科學家對鈷的研究。數百年前，德國薩克森州有一個規(guī)模很大的銀銅多金屬礦床開采中心，礦工們發(fā)現一種外表似銀的礦石，在冶煉過程中，工人因二氧化硫、砷等毒氣中毒，未完成提煉金屬的任務。當時的人們認為這是“地下惡魔”作祟，便在教堂里誦讀祈禱文，為工人解脫“地下惡魔”迫害。這個“惡魔”其實是輝鈷礦（含鈷的藍色礦石輝鈷礦，首先出現在16世紀德國礦物學家阿格里科拉的著作里）。因為這個緣故，鈷被無辜地叫成了“惡魔”，并沿用至今。

1780年，瑞典化學家伯格曼制得純鈷，確定鈷為金屬元素。至此，“惡魔”之謎也終于被揭示，其實鈷對人體沒有顯著傷害，而是含鈷30％左右的輝鈷礦加熱后生成的硫或砷的化合物都有劇毒。到1789年，拉瓦錫首次把鈷列入元素周期表中。鈷金屬（元素符號Co）呈銀白色，熔點1495攝氏度，沸點2870攝氏度，密度8.9g／cm3，質地硬而脆，有鐵磁性，加熱到1150攝氏度時磁性消失。常溫下不和水作用，在潮濕的空氣中也很穩(wěn)定。在空氣中加熱至300℃以上時氧化生成CoO，在白熱時燃燒成Co3O4。因為特殊的物理化學性質，鈷是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金和磁性合金的重要原料。

鈷的“前世今生”

地球上鈷分布不均一，由地核向地殼迅速遞減。地核中鈷含量為0.25％，到上地幔減至0.01％，再到地殼含量只有0.002％。自然界中鈷廣泛賦存在火成巖和沉積巖中，但主要富集于超鎂鐵質巖石中，平均含量可達0.011％。此外，在空氣、水、土壤及植物當中鈷也展現出不同程度的富集。盡管超過80％的鈷賦存于海底鐵錳結核、結殼中，然而卻因為開發(fā)程度低難以被利用，而大陸型鈷礦則貢獻了超過700萬噸鈷儲量。

鈷礦常常作為銅礦和鎳礦的伴生礦種，在大陸型鈷礦中主要分布在沉積巖型層狀銅鈷礦床（41％）、紅土型鎳鈷礦床（36％）和巖漿型銅鎳礦床（15％）中。沉積巖型層狀銅鈷礦床作為其中最重要的鈷礦床，絕大部分分布在剛果（金）境內，礦種發(fā)育在白云巖、頁巖、粉砂巖、角礫巖等巖性中，典型礦物包括硫銅鈷礦、水鈷礦、菱鈷礦等，形成年代大約在8億～4億年前。

鈷在人類生活中的應用可以追溯到1000多年前。中國古代對鈷的應用，最早可以見于唐三彩器物中。彼時，鈷藍作為著色顏料十分名貴，只見于少量唐三彩之中，此類鈷藍的唐三彩也被后世推崇備至，同一時期，古羅馬和古希臘人曾用輝鈷礦來制作深藍色的玻璃。在當時的技術條件下，這種靚麗的深藍色是無法用輝鈷礦之外的東西來代替制作的。1980年，鈷首次應用在了電池領域，該電池被稱為鈷酸鋰電池。因為它有效解決了此前電池的安全問題，因此被廣泛應用在手機、電腦、充電寶以及電動汽車上。自智能手機之后，新能源汽車在全球范圍內的崛起，掀起了鈷的全球爭奪戰(zhàn)。如今，除電池行業(yè)外，鈷在合金、集成電路、半導體、磁記錄設備、催化劑、著色劑以及醫(yī)療保健等領域都發(fā)揮了重要作用。

海底“鈷”事

我國是全球最大的鈷消費國家，然而鈷資源十分稀缺，對鈷的依賴使得我國必須盡快找到屬于自己可開采的鈷資源。大洋底部蘊藏了豐富的鈷資源，占全球總資源量的80％以上。其中位于海平面以下800米～3000米的洋中脊擴張區(qū)、海山及高原區(qū)的富鈷鐵錳結殼中鈷含量可高達2％，是陸地含鈷礦床中鈷含量的20倍。據統(tǒng)計，洋底富鈷鐵錳結殼、結核在太平洋、印度洋、大西洋的海底均有大量分布，覆蓋范圍約為5400萬平方公里。我國自1997年起對太平洋5個海山區(qū)的28座海山開展了富鈷結殼資源調查，并于2014年起，獲得位于西北太平洋麥哲倫海山區(qū)的國際海底富鈷結殼礦區(qū)勘探合同，成為世界首個擁有3個海底礦區(qū)的國家。未來，海底仍將具備極大的鈷礦開發(fā)前景，是全球重要的潛在接替資源。

對深海鐵錳結殼，利用淺鉆定點獲取結殼巖心樣品，是目前富鈷結殼資源勘查最重要的方法之一。另外，電視抓斗和水下機器人（ROV）也已普遍應用于深海鈷資源開采。隨著科技不斷進步，未來包含更高精度、高清晰的水下可視裝備等新型采樣技術將繼續(xù)應用于深海鈷資源勘查和開采當中。新能源汽車需求的增長將帶動鈷資源需求的強烈增長，所以開發(fā)大洋鈷資源是未來發(fā)展的重要方向。