万亿富矿！全球巨头正从矿山废料里闷声发大财
美国开始瞄准矿山尾矿，加强本土关键矿物供应。今年7月，美国内政部进行一系列监管改革，建立尾矿回收项目的快速审批通道，还指导美国地质调查局对国内尾矿进行测绘和清点。科罗拉多矿业学院研究团队发布最新成果显示，美国采矿作业中的70个元素中，除了铂和钯，理论上都可以通过改进回收方法获得并满足国内需求。尾矿作为矿产资源开发的主要固体废弃物，长期以来面临堆存占地、环境污染与资源浪费的三重困境。在全球绿色低碳转型与关键矿产资源短缺双重驱动下，尾矿已从“工业废料”升级为兼具经济价值与生态价值的“二次资源”，一场安静的矿业革命大幕已然拉开。
技术革命正推动尾矿“价值重构”悄然展开
采矿造就了遍布世界各地的数十亿吨污泥尾矿池，引发公众对采矿业的反感，这也是新矿建设和投产需要如此长时间的原因之一。以往的采矿是非常低效的行业，由于缺乏处理低品位矿石的技术，太多有价值的矿物被当作废物丢弃。2020年德国弗劳恩霍夫研究所发布的研究论文称，1910年至2010年间全球开采了6.5亿吨铜，但有1亿吨从未进入市场。这些躺在尾矿池中的金属成为潜在的巨大资源宝库，等待着创新技术来打开大门。随着传统加工创新与生物工程和人工智能等新技术相结合，这种情况正在发生变化。
尾矿再开发带来经济和环境两方面利益。据GEP Research测算，2025年全球尾矿处理规模已突破90亿吨，其中金属矿尾矿占比达65%。随着矿石品位的下降，该数量还在上升。力拓已经成功分离关键金属，如从现有操作的尾矿中提取钪和碲。哈德贝矿业公司正在评估加拿大马尼托巴省弗林弗隆矿址的尾矿再开采潜力，该矿于2022年关闭后留下了近一个世纪的富含矿物质的废矿石。澳大利亚的Cobalt Blue Holdings一直在Flin Flon项目上进行合作，该公司还与昆士兰州的芒特伊萨市议会签署协议，在该镇铜冶炼厂关闭后加工硫铁矿尾矿，作为潜在的硫替代来源。印度的Hindustan Zinc计划投入4.38亿美元，在世界上最大的锌矿Rampura Agucha矿每年处理1000万吨尾矿。
图1：美国犹他州宾汉峡谷铜锌矿的尾矿（来源：Flickr Commons License）
尾矿回收领域的许多工作都是渐进式发展。嘉能可技术公司（Glencore Technology）一直在稳步改进其ISAMill研磨机，以减少磨矿量、节约用水和减少尾矿浪费。该公司的Albion浸出工艺可以将铜回收率提高到99%以上，将运营成本降低三分之一，并且可以开发传统技术无法开发的复杂矿体。生物创新公司Allonnia正在开拓更具革命性的方法，其D-Solve技术利用微生物从精矿中选择性提取镁等杂质。该公司刚与美国的Eagle镍矿合作建立了一个现场装置，可以将镍品位提高18%，并将镁杂质减少40%。
人工智能（AI）成为聚合所有创新的技术总成。力拓和必和必拓等大型企业已经在自动运输系统中使用人工智能，并预测维修停工时间而不是被动应对设备故障。必和必拓在其南澳大利亚铜矿和智利Escondida铜矿，将AI与“数字孪生”技术结合起来创建的GenAI模型可制定矿石爆破和混合策略，并支持半自动球磨机模型预测控制。美国铜生产商自由港麦克莫兰与咨询集团麦肯锡合作，利用人工智能提高其北美矿山的产量。亚利桑那州巴格达矿的人工智能试验，使铜产量增加了5%—10%。随着其在美国整体业务中推广，该技术预计每年将提高美国铜产量9万吨。而建设一个相同产量新加工厂，从规划、建设到试运行，时间要长达8至10年。
从“生态包袱”到“气候资产”的产业变革
碳信用市场在过去两年中增长了十倍，麦肯锡预测到2050年价值将高达1.2万亿美元。由非营利性气候咨询机构Arca Climate Technologies与前《金融时报》矿业记者威尔・麦克纳马拉联合撰写的《超越开采：将矿山废物转化为数十亿美元的净零机会》报告，打破了尾矿“成本中心”的传统定位，从气候变化角度就尾矿开发提出颠覆性认知，即“碳矿化”，代表了变革性的商业机会和新的收入来源。
重构矿山废物的三重价值认知。报告首次系统论证了镍、钻石、铬等矿产开采产生的镁铁质/超镁铁质尾矿，其化学属性天然具备捕获CO₂的能力。这类岩石中的活性元素可与大气中的CO₂反应生成稳定的碳酸镁晶体，是“待激活的碳储存载体”。全球存量尾矿中适宜碳矿化材料近2000亿吨，理论上可储存400亿吨CO₂，相当于全球年碳排放量的10倍以上。与传统碳捕获技术需新建昂贵设施不同，矿业企业已拥有处理海量物料的基础设施（尾矿库、运输系统）与地质专业能力，可直接将尾矿设施改造为“碳矿化工厂”，这种“就地转化”的优势使碳移除成本较其他技术降低30%-50%。报告测算，仅存量尾矿的碳信用潜在价值就已达1.3万亿美元，若纳入历史碱性废物则可增至5.2万亿美元。
Arca模式与市场双向突破的商业化实践。Arca是从事矿业碳捕获和碳封存研究与开发应用的加拿大公司，开创了尾矿碳转化的可落地技术路径。一是资产租赁模式，向矿业企业支付尾矿库使用权费用，自主运营碳矿化项目并独享碳信用收益；二是合资共建模式，与大型矿企成立合资公司，矿企提供尾矿资源与场地，Arca输出技术，收益4:6分成，该模式已在Talon Metals的美国镍矿项目落地；三是技术授权模式，向矿企出售技术包与监测系统，按碳信用收益收取15%—20%的授权费。目前Arca已与微软、谷歌等科技企业签订碳信用预购协议，单价约80—120美元/吨CO₂，较传统林业碳汇溢价40%。因尾矿碳储存具备永久性、无逆转的风险优势，政策补贴使项目投资回收期从8年缩短至3—4年。
Arca科学家在澳大利亚的一个矿场研究超镁铁质尾矿（来源：Arca气候技术公司）
矿业的“气候身份”重塑。报告以秘鲁伊特湾的污染案例（某铜矿35年排放7.85亿吨尾矿，摧毁渔业生态）对比指出，碳矿化技术将尾矿从“污染源头”转变为“环保资产”，从根本上回应了社区与监管的环保关切。Arca在智利铜矿的试点显示，采用其技术后，矿山获得社区环保许可的时间从18个月缩短至6个月。报告数据显示，具备碳矿化能力的矿企估值较传统矿企高出25%—30%。与Arca合作的Poseidon Nickel在协议公布后股价上涨40%，获得新能源车企的溢价采购订单。尾矿碳矿化同时解决了两大转型痛点：一方面，通过回收尾矿中的锂、钴等元素（与碳矿化同步进行），缓解战略性矿产短缺；另一方面，为新能源产业链提供“低碳金属”原料。报告预测，到2030年全球30%的镍、20%的钴将来自尾矿回收，且相关金属的碳足迹降低60%以上。
矿业巨头纷纷将尾矿列为资源增长的战略选择
自由港麦克莫兰的“尾矿浸出”新增长极。自由港麦克莫兰的关键增长极，就是大举押注通过浸出技术从废矿石中提取铜。该公司是全球最早开展大规模湿法冶金的企业，目前与Jetti Resources公司进行合作，Jetti公司的催化技术被应用于自由港在智利的El Abra铜矿和美国亚利桑那州的Bagdad矿。2023年，自由港麦克莫兰通过浸出技术创新增加的铜产量达到1.44亿磅，2024年提升至2.14亿磅，其中仅第四季度就增加了5000万磅。公司计划到2025年底通过浸出技术实现每年3亿磅铜产量，到2026年底达到4亿磅，长期目标为每年生产8亿磅铜。浸出铜的生产成本将比硬岩矿低三分之一，且无需冶炼厂加工。这使这家公司能够以较低成本从大量废石堆中回收铜，有效抵消矿石品位下降的影响，提升公司竞争力。
艾芬豪矿业的超细磨矿与浮选技术。艾芬豪矿业的卡莫阿-卡库拉铜矿是全球品位最高的超大型铜矿之一，2023年公司针对Ⅰ期和Ⅱ期选厂的尾矿开展再回收试验。在尾矿回收中，采用了将尾矿磨至小于12微米（80%）的超细磨矿技术，然后再进行常规的浮选、浓密和压滤工序。初步试验结果表明，在入选品位低于1%的情况下，仍可回收尾矿中约65%的铜以生产含铜约40%的铜精矿。尾矿选厂还将采用传统技术，包括浮选工艺使用的高强度磨机和Jameson浮选机，并扩大浓密处理能力。目前该项目全流程服务商DRA Global公司已针对尾矿再回收设施的建设和运营开展了相关技术经济研究，结果显示经济效益非常可观。
紫金矿业分段氨氰浸出与选矿技术。紫金矿业研究应用低药剂分段氨氰浸出-选择性除铜技术，解决了塔吉克塔罗含高硫、高砷金铜矿的世界性选冶难题，通过20余项技术升级，使苏里南罗斯贝尔金矿回收率突破95%。紫金矿业已实现对0.15克/吨品位黄金矿石、0.1%品位铜矿石的经济开采，其研究应用的“钼可浮及分离+铜硫混浮及分离选矿技术”，实现了西藏巨龙铜矿铜及低品位伴生钼、银有价金属资源清洁高效回收，铜、钼回收率分别达85%、74%，入选的矿石铜品位从初期的0.4%下降到0.17%。紫金矿业董事长陈景河提出“储量可变理论”，认为资源价值随金属价格、技术条件与成本动态变化，这一理论指导下紫金山金矿可利用资源从5.45吨提升至318吨。
力拓Nuton生物浸出技术。Nuton技术依托自然存在的微生物，在专有生物反应器中大规模培养后，投入碎矿堆加速原生硫化矿的氧化过程，微生物氧化产生的热量使铜溶解到浸出液中，最终可直接加工成纯度99.99%的阴极铜。该技术省去了传统采矿的选矿、熔炼、精炼环节，实现了矿山现场的直接铜产出。其场景适配性更灵活：无需大型冶炼设施，可定制化部署，既适用于老旧矿场改造，也满足本土小型矿开发、绿色矿山建设等需求，对原生硫化矿的铜回收率最高可达85%，远超传统工艺的50%—70%，还能从废石、尾矿等传统“废料”中提取铜，延长矿山寿命。相比传统工艺，碳排放、耗水量较传统工艺分别降低40%—60%、60%—80%，契合绿色矿山政策；基建成本与投产周期（18个月）远低于传统工艺（18年），运营成本更稳定。全球70%的铜资源为原生硫化矿，Nuton技术的商业化应用有望解锁这部分巨大储量，力拓已在北美、南美推进项目合作洽谈。目前Nuton技术处于商业化初期，但在资源利用率、环保性、成本控制上具备颠覆性，是全球铜供应链“降碳+本土自主”趋势下的重要技术方向。
尾矿作为矿业生产的“副产品”，在政策驱动、资源短缺、技术突破与市场需求的多重作用下，已从传统的“生态包袱”转变为矿业巨头争相布局的“价值富矿”。尤其是关键矿产供需矛盾加剧、矿石品位逐年下降、新矿发现越来越少、开发新矿时间漫长、各国ESG政策趋严、运营难度及成本抬升等多重背景下，尾矿战略价值更加凸显，成为破解资源短缺与环保压力的双重突破口。
