从幽暗地层到新能源汽车“心脏”：钴的奇幻旅程
从幽暗地层到新能源汽车“心脏”：钴的奇幻旅程
导读：钴，这种神秘而稀少的金属，从深埋地下的矿石到新能源汽车的“心脏”，经历了一段奇幻的旅程。随着新能源汽车产业的快速发展，作为电池核心材料的钴日益受到关注。本文将带你深入了解这种关键金属的开采、冶炼和应用过程。
“钴，一种神秘而稀少的金属，大多数人对它知之甚少。然而小到手机电池，大到航空发动机，一直以来钴都与我们密不可分。只是直到新能源汽车的发展普及，作为其电池核心材料的钴才慢慢浮出水面。从幽深黑暗的地层，到现代社会的无处不在，钴走过了一段漫长而奇幻的旅程”
随着中国新能源汽车政策的出台，续航时间长、能量密度大，被称为电动汽车心脏的三元电池发展迅速，在这颗“心脏”中，钴扮演着至关重要的角色：钴是整个材料的核心主体，起到一个框架作用，就像盖房子的钢筋一样。
钴，作为稀有金属，很少进入公众视野。其实在生活中，含钴的物品随处可见。一部苹果手机含钴4-10克，ipad含钴26克，而大飞机的发动机里，含钴高达120千克。
2018年12月5日，甘肃金昌，一条专用铁路连接着矿区、厂区和城市。2015年有800万吨矿石从这里运出。从1958年发现镍矿开始，金川集团股份有限公司成为特大型采、选、冶、化、深加工联合企业的同时，金昌也成为甘肃拥有47万人口的地级市。
高品质硫化铜镍矿石，新鲜的切面呈蓝黑色，有金属般的纹路。
各色的钴盐。从左至右分别为：雾化干燥的硫酸钴、硫酸钴、氢氧化钴、碳酸钴、硫化镍铜矿、四氧化三钴。
在甘肃金昌，一条7096米的亚洲最长矿井斜坡道，通向约8亿年前的震旦纪地层。在距地面744米的火山岩中，这里有中国最大、世界第三的硫化铜镍矿床，是中国境内仅有的成规模的钴开采基地。
一排矿灯被装在最顶端，随四通八达的巷道，向这个地下世界的每个角落延伸，昏黄的灯光穿过潮湿的空气，打亮弥漫的粉尘。
每天早晨，经过一个半小时的准备工作，矿工们9点钟到达这里开始一天的作业：凿岩机在幽蓝的矿面上钻出近3米的爆破孔，随后装药，所有人员和设备躲避到安全区后，60公斤乳化炸药起爆。半个小时的抽风排烟结束，6立方米的铲运车、25吨的矿用卡车开始轰鸣，矿工们驾驶着它们将矿石挖出转运，破碎后的矿石经专用铁路运至选矿厂。满负荷运转时，每天有1.4万吨的含钴矿石从这里运出。同时，加水搅拌后的物料棒磨砂、碎石和硅酸盐水泥被填充进挖出矿石后留下的空间。
贴在井下食堂门口的职业病危害告知卡显示：噪音、粉尘、有害气体是这里的主要危害。噪音危害防护不当时会致使听力减弱、下降，时间长可引起永久耳聋，并引发消化不良、呕吐、头疼、血压升高、失眠等全身性疾病；粉尘和有害气体在严重防护不当时还会导致哮喘、肿瘤和白血病。金川公司定期会组织长期接触矿石的工人去做体检。
2018年12月5日， 即将下井的矿工在等待乘坐罐笼。罐笼如同一部高达千米的电梯，往返于地面和井下。
12月5日，一位下了夜班的矿工坐班车从矿区离开。虽然井下条件改善很多，粉尘、噪音和有害气体仍威胁着矿工的健康，在井下工作多年患风湿和肺病的比比皆是。
2018年12月4日，金川公司电积钴冶炼车间里，工人们正准备起吊钴板。电积槽就像母亲的子宫，钴板就像婴儿，氯化钴溶液就像羊水，经过一段时间的孕育，长大的金属钴板宝宝就可以出生了，这个时间，差不多时5天。
2018年12月3日，甘肃金昌，金川公司的一处仓库里，巨大的抓斗下，钴盐堆正在冷却。因电动汽车政策的拉动，大量资金进入钴市，2018年，钴价经历了过山车式的波动。
中国缺乏钴资源，却是钴的冶炼大国，全球60%的钴盐出自中国企业。在金川公司选矿车间，足球大小的矿石被研碎成10毫米直径的矿粒，再被三层楼高的球磨机研磨碎成74微米的矿石颗粒，这时的钴矿石已经小于人眼可见的极限。经过磁选、浮选、浓缩、过滤、脱水等筛选步骤，进入冶炼环节，选矿厂最多时有1500多名工人，如今精减到1050人，数千平方米的厂房里见不到几个工人。
在镍的冶炼过程中，钴作为杂质，以氢氧化钴的形态被分离出来，进入自己的冶炼环节。刚从镍车间里拉出的氢氧化钴30多摄氏度，在甘肃零下20摄氏度的冬天里，冒着滚滚热气。工人用酸将它稀释后传送进冶炼通道。在这时，因为最终的用处不同，钴被分向多个冶炼路径：一部分成为氯化钴溶液，最终生产成用于制造高温合金的金属钴板；一部分成为四氧化三钴，用于生产手机电脑中的电池；一部分成为硫酸钴，最后和硫酸镍、硫酸锰一同制作成新能源汽车中的三元电池。
在下游产业，三元电池材料被进一步制作成汽车用的三元电池包。三元电池包的使用寿命约为5-8年。到那时，这些电动车的心脏将会衰老，通过对充电数据的评估，他们中的一部分将被梯次利用，另一部分到了报废年限的电池将被分解、回收。有色金属协会钴业分会会长徐爱东认为：电池分解的意义一方面在于环境保护；另一方面在于回收宝贵的钴资源。至此，从最初的开采到最终的回收，钴走过了一段完整的旅程。
12月13日，北汽新能源青岛基地，等待安装“心脏”的电动汽车。动力电池在新能源汽车中作用重要，被比喻为“心脏”。
青岛北汽新能源汽车基地，车用三元电池包在此聚集，等待集中生产。