来源:环球零碳

要说能源转型中应用最广泛的金属,非铜莫属。
凭借优异的导电性能,铜被视为电网、电动汽车及各类能源转型基础设施的“生命线”。
随着人工智能产业持续扩张,标普全球预计,到2040年AI将推动全球铜需求增长50%。然而,铜供应可能难以跟上需求增速,已引发企业竞相提前锁定资源。
近日,矿业巨头力拓宣布,将把旗下企业Nuton在美国亚利桑那州一座矿山中通过微生物浸出法提取的铜供应给亚马逊云科技(AWS),用于人工智能数据中心建设。
这也标志着力拓子公司Nuton在成功产出首批低碳铜后,迎来了其第一个客户。

自成立以来,Nuton致力于利用微生物浸出技术,从低品位、传统工艺难以经济开发的矿石中提取铜。
由于铜在矿石中常与硫等元素紧密共生,且品位通常较低,传统冶炼难度较大。而微生物炼铜技术则借助某些特殊细菌的能力来应对这一难题。
这类“噬岩细菌”不仅能耐受铜盐毒性,还能利用空气中的氧气氧化硫化亚铜矿石,将不溶于水的硫化铜转化为可溶性铜盐,从而简化冶炼流程。
Nuton技术的核心正是基于这一原理:先在生物反应器中培养天然微生物,再将其用于浸出硫化矿中的铜。
这些微生物可加速堆浸场中的矿物氧化反应,同时释放热量并促使铜溶解进入浸出液,最终通过集成工艺得到纯度高达99.99%的阴极铜。
该工艺首先进行原料堆场布置,物料可以是新开采矿石,也可能是开采后作为废料丢弃的废矿石。
随后,将预先制备的含菌浸出液喷淋在矿堆上。这种菌液作为天然催化剂,可使微生物快速繁殖,通过摄取矿石中的能量实现铜的提取。
为了促进微生物生长,Nuton还会对矿堆进行曝气处理并添加酸化水。通过营造适宜微生物活动的环境,加速黄铜矿中铜的浸出,最终实现较高的铜回收率。

力拓表示,Nuton这一技术可实现原生硫化矿高达85%的回收率。硫化矿是全球最丰富的含铜矿石,但如前文所述,传统工艺下硫化矿处理难度较高。
同时,该技术省去了磨矿、尾矿处理、冶炼及精炼等环节,大幅缩短供应链,实现了铜矿现场直接产出阴极铜的目标。
与传统铜精矿生产工艺相比,该技术可减少最高80%的水资源消耗和60%的碳排放,同时还能通过回收废石中的金属延长矿山服务年限。
上个月,Nuton与加拿大Gunnison Copper合作运营的约翰逊营矿山已通过生物浸出技术成功产出首批阴极铜。
第三方生命周期评估报告显示,该矿山所产铜的全范围碳足迹(包括范围一、范围二与范围三)仅为2.82 kgCO₂e/kg Cu,是美国碳强度最低的原生铜。
同时,其用水强度预计为每公斤铜71升,显著低于全球行业平均水平的每公斤约130升。

低碳铜的成功生产,无疑加快了Nuton与潜在客户的合作进程。
作为其首个客户,亚马逊云科技与Nuton之间并非简单采购关系,而是形成了“技术产出+数字赋能”的双向合作模式。
一方面,亚马逊云科技将大规模采购Nuton生产的铜,用于数据中心电缆、母线、变压器绕组、印刷电路板及处理器散热器等核心部件。
作为亚马逊气候承诺的一部分,亚马逊云科技一直与多方合作,在数据中心建设中采用混凝土、钢材等低碳材料,目标在2040年实现净零排放。
另一方面,亚马逊云科技还将提供基于云的数据与分析支持,助力Nuton优化其在约翰逊营矿区的专有生物浸出技术。
Nuton可借助亚马逊云科技平台模拟堆浸过程,将高级分析结果导入决策系统,从而优化酸、水用量并提升铜回收率的预测精度。
模块化生物浸出系统结合数字化工具,能够快速扩展规模、适应不同矿体条件,缩短从概念到生产的周期。

据财联社报道,在AI数据中心需求激增与全球供应趋紧的双重推动下,伦敦金属交易所铜价已突破每吨13000美元,过去一年累计上涨约40%。
在此背景下,力拓与亚马逊云科技的合作具有重要战略意义——直接将低碳铜供应与全球增长最快的铜需求领域之一相衔接。
不过,目前看来,Nuton项目所产铜只能满足亚马逊数据中心建设需求中的一小部分。
对于单个超大型数据中心来讲,仅用于电缆、母线、线路板、变压器及其他电气组件,就需要数万吨铜。
而力拓预计,亚利桑那州Nuton项目在未来四年内累计产出3万吨阴极铜,就算全部供应给亚马逊云服务,也很难满足数据中心的建设需求。
尽管如此,力拓与亚马逊的本次合作,为其他战略性矿产的低碳开发提供了启发性范本——既能增强了供应链韧性,又提升了数据中心脱碳能力。
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