海洋铁锰结核资源
深海矿物资源开采
指导老师： 姓名： 班级和特点
2、锰结核的广阔前景
3、锰结核的开采技术
4、深海矿物开采设备 5、深海锰结核开采图示
1、锰结核简介和特点
锰结核又称多金属结核、锰 矿球、锰矿团、锰瘤等，它 是一种铁、锰氧化物的集合 体，颜色常为黑色和褐黑色。 锰结核中各种金属成分的含 量大约是：有经济价值的有 锰(27-30 %)、镍(1.25-1.5 %)、 铜(1-1.4 %)及钴(0.2-0.25 %)。 其他成分有铁(6 %)、硅(5%) 及铝(3%)，亦有少量钙、钠、 镁、钾、钛及钡，连带有氢 及氧。
量轻强度高；密集度 不可过高也不可太低， 过高会使网中缠绕大 量杂物，过低则无法 保证强度，适宜的为 3米。
4、深海矿物开采设备
潜水艇 集矿机在海底采集结 采矿网 核(能自动行走或由 集矿机车 采矿船经刚性管道拖 拽行走)，采集的结 取样钻机 核在集矿机内清洗脱 泥和破碎。再通过网 整体系统 和管道输送到采矿船
设备要求：能够承受 深海的高强度水压； 具有先进的勘探设备， 能够适应海底复杂的 地貌环境；动力足、 续航能力佳，适合长 时间的采矿作业。
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 采矿网，用于联系海 集矿机车 底集矿机车，并作为 拉力设备。 取样钻机 设备要求：适宜采用 整体系统 高强度碳纤维网，重
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 集矿机车 取样钻机 整体系统
5、深海锰结核开采图示
开采潜水 艇
3、锰结核的开采技术
采用深海采矿 系统，主要为 扬矿系统。 扬矿系统：集 矿机、软管、 中间舱、提升 泵和扬矿管道 等组成。
深海奇珍—锰结核
范文借鉴
深海奇珍—锰结核
戈勇锰结核是什么呢?
已经是一百年前的事了—1872年到1876年,英国深海调查船“挑战者号”在环球海洋考察中首先发现了深海洋底的锰结核。
船员当时谁也没有对此表示真正的关切。
近二十年来,随着冶金工业的迅速发展,矿石需求量与年俱增,陆地上的资源日益枯竭。
怎么办呢?人们开始把注意力从陆地转向海洋,深海锰结核的开发和利用终于被提上议事日程。
通常所说的锰结核,是指球状或块状的结核块,小的像豌豆,大者如马铃薯,一般直径在5厘米到20厘米之间,个别的也可达1米以上,切开来看,锰结核内部呈同心圆状,层层包裹,有点像洋葱,表面呈棕色或黑色,性脆硬度小,全身有细孔,体重很轻,比重在2到3之间。
锰结核里岂止含锰,它包藏的元素实在太多了,铁、铜、钴、镍、钛、钼等30多种,几乎占元素周期表里元素的三分之一!
不仅种类多,而且品位高。
拿太平洋里的锰结核的化学成分作例子:锰的含量是8.2%到41.1%,铁的含量是 2.4%到26.6%,铜的含量是0.03%到1.6%,镍的含量是0.1%到2%,钴的
含量是0.1%到2.3%,它们大都超出陆矿开采的要求。
这就是说,海底锰结核是含有当前世界上工业急需的多种金属大有矿源,是“大海奉献给人类的一份丰厚的礼物”。
在深海洋底表面上,锰结核分布相当广泛。
它们一般裸露在外面,就像放在草地上的一群网球。
全世界各大洋的锰结核总储量是30000多亿吨，88亿吨铜,164亿吨镍,98亿吨钴,按目前开采速度来看,铜可供60O年用,镍是15000年,锰是24000年,钻可以满足人类30万年的需要。
这是一笔多么巨大的资源财富啊!。
浅谈锰结核资源的开发与利用
比肩。经潜心钻研，中国在 20 世纪 80 失。对于自动化的开采动力装置来说， 持续发展。同时可持续发展战略是我国
年代开发出了几十种具有中国特色的大 海上要素的意义特别大。在这种情况 的指导思想之一，是正确的思想方针。
洋锰结核的处理办法。
下，增加了动力装置以及保证大海技术 因此在发展计划以及政策中纳入对环境
３ 对锰结核的开发利用
３．１ 各国对锰结核的开发利用 锰结核中含有丰富的金属，包含多
种丰富的战略物资，能普遍运用到社会 的方方面面。锰结核不仅储量巨大，而 且还会不停的增多，经济价值十分庞大。 1959 年一位专家初次发布了对于锰结核 资源可开发性的文章，使许多冶金企业 纷纷重视该资源，由此对于锰结核的探
经过物理化学等分解后进入大海并堆积 下来。锰结核矿物在多金属结核中占很 大比例，因此锰结核矿物的成因与结核 的生成有很大相关性。
２ 锰结核在世界的分布
锰结核大多分布在大海底部，从 世界范围看锰结核总量可达 3 万多亿 吨，并且这个数据还在以缓慢的速度 不停扩大中，其中太平洋底含量居首， 约 1.7 万亿吨，含锰 4 千亿吨、镍 160 亿吨、铜 80 亿吨。这些储量相当于目 前大陆储量的上百倍，足够人类使用 很多年。从纵向分布来看，锰结核资 源较为均匀的散布在 2~6 千米深海底 的表层，其中 4~5 千米水深海底的矿 藏质最优。从横向分布来看，锰结核 资源主要存在于太平洋、大西洋以及 印度洋的深海底部，厚度平均可以达 到一米，锰结核最密集的地方太平洋 中部海区北纬 6~20 度、西经 160~180 度之间 , 每平方米面积上就有 100 多 千克。其次是南部太平洋、北部太平 洋以及南大西洋的海底。
海底矿藏是怎样形成的
海底矿藏是怎样形成的深海矿物资源，通常主要指海底锰结核、海底热液矿（也称多金属软泥）和海底石油。
锰结核矿是一种分布于水深4000～6000米大洋底的矿物资源，含有镍、铜、钴、锰等76种元素。
人们估计，世界大洋锰结核矿的总储量可达3万亿吨，仅在太平洋就有1.7万亿吨。
如果按目前人们的开采需求量计算，锰、镍、钴等可供人类上万年的开采需求,由此可见海洋中锰结核矿储量之巨大了。
海底热液矿床多分布在火山活动的大洋中脊裂谷处，火山岛弧地带，或分布在与火山活动有关的断裂带和构造线上。
海底热液矿床的发现时间并不长，仅有二三十年的历史，但从一开始就引起科学家们的高度注视。
这是因为，海底热液矿床有十分可观的储量和所含金属的潜在价值（热液矿床中含有铜、铁、锌、钴、锒、硫等多种矿物）。
海洋石油和天然气的开发仅有百余年的历史，其储量和开采前景也是十分诱人的。
要开采海底矿物资源，有一个重新认识海底矿藏的问题之一是，如何认识海底矿藏的形成原因。
早期的成矿理论长期以来，人们一直认为，海底矿物是由于陆地上岩石的风化作用，经过雨水冲刷，把岩石中所含有的金属元素输入江河，带到海洋里去。
也就是说，滚滚江河水携带着这些物质以及泥沙来到海里，经过波浪和海流的淘选，发生沉积作用，在相当于200～600个大气压的静水压力作用下，生成矿物，沉积于海底。
按照这种观点，世界大洋中应该有镁、钾、铁等金属的沉积物，但是，实际上人们在海底并没有发现过这些金属的沉积物。
在人们对此困惑不解的时候，板块构造理论给海底矿藏的成因提供了新的理论。
我们用板块构造理论解释各种海底矿藏的形成，就似乎容易多了。
用板块构造说看海底矿藏板块构造理论认为，镁、钾、铁、镍等金属并不是从陆地河流带到海洋中的海底沉积物，而是被沿海底裂缝循环的海水带到洋壳上并沉积在那里，经过长时间的地质变化，其化学成分发生了很大的变化。
在世界大洋中，在洋中脊或海隆的边沿热泉的高温海水将这些金属沉积物溶解，随喷发的热液一同从裂缝喷射出来，以固体硫酸盐和硫化物的形成沉积在海底，同时，高温海水淋滤出地壳岩层中的钾、钙、硅、铁和锰等金属元素。
海洋铁锰结核资源
海洋铁锰结核资源一、介绍海洋铁锰结核资源是指分布于深海底部的一种具有丰富铁和锰元素的沉积物。
这种资源以固体结核或层状结构形式存在，其中含有大量的金属元素，对于人类的工业生产和科学研究有重要意义。
二、地理分布海洋铁锰结核资源广泛分布于全球的深海底部。
我国海域也存在较多的铁锰结核资源，主要分布于太平洋西南海域、东海及南海西南部等地。
这些海域的底部都是海洋铁锰结核资源的重要产址。
三、形成原因海洋铁锰结核资源主要是由海洋中的金属元素沉积而成。
这些金属元素主要是由海水中的溶解态转变为固态结晶态而得以沉积。
铁锰结核资源形成的具体原因有以下几个方面：1.硫化作用：海底的火山喷发和热液喷口会释放大量的硫化物，与海水中的铁、锰等金属元素反应形成固态结晶，从而形成铁锰结核。
2.氧化作用：海底的富含金属元素的岩石经过氧化作用后溶解于海水中，然后再沉积形成铁锰结核。
3.微生物作用：海洋中的微生物可以利用海水中的营养物质和金属元素进行代谢活动，其中一些微生物还可以促进铁锰结核的形成。
四、资源开发利用海洋铁锰结核资源是一种重要的战略资源，具有广泛的应用价值。
以下是其主要的开发利用方向：1.金属提取：海洋铁锰结核中含有丰富的金属元素，如铁、锰、铜、镍等，这些金属元素在工业生产中有重要的应用。
通过合适的提取工艺，可以从铁锰结核中提取纯净的金属元素。
2.环境修复：海洋铁锰结核中的金属元素对于环境污染的修复具有一定的效果。
例如，锰元素具有较强的氧化性，可以用于水体污染的处理。
3.科学研究：海洋铁锰结核资源是研究地球内部物质循环和地质历史的重要样本。
质疑的分析铁锰结核的成分和形成过程，可以为地球科学的研究提供重要的参考。
五、开发利用挑战尽管海洋铁锰结核资源带来了丰富的经济和科研价值，但其开发利用面临一些挑战：1.坚固地质环境：深海底部的地质环境复杂且恶劣，需要克服高压、低温、酸碱等多种极端条件，这对于资源的开发和采集构成了难题。
2.保护生态环境：深海生态系统脆弱且复杂，开采海洋铁锰结核资源可能对生态环境造成破坏。
深海锰结核处理技术
典型方法有美国肯尼柯特(Kennecott)公司开发的亚铜离子-氨浸法 和美国深海公司(Deep Sea Ventures)的常压盐酸浸出法。
பைடு நூலகம்
2、处理技术
经过两代技术的发展,深海锰结核的处理技术已有多种,主要有：
1、火法 2、湿法 3、火湿联合法
2.1、火法
火法属高温干式冶金,较适于高品位矿石,包括对金属氧化物的还原、 氧化、分离和熔融等过程,一般流程较短,但能耗大,处理成本高,经 济上难于可行。主要包括熔炼合金法、离析焙烧法和氯化挥发法。
而迅速地使铜、钴、镍等溶解,必须首先解离锰矿物,在解离过程中
使镍、钴、铜游离出来。
2、处理技术
解离锰矿物最有效和简便的途径是改变锰的价态。通过添加还原
剂使Mn4+还原成Mn2+,在锰价态和锰矿物结构转变的同时,铜、钴、
镍被释放出来,此时,浸出剂与之作用,使它们转入溶液,有价元素得 以浸出。
2、处理技术
1991年3月，“联合国海底管理局”正式批准“中国大洋矿产资源研究开发 协会”的申请，从而使中国得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区。
1、概述
2013年7月3日，正在进行首次试验性应用航行的“蛟龙号”载人
潜水器在南海“蛟龙海山”区下潜，并在海底发现大面积铁锰结
区。
1978年，日本采矿船用抽吸式和气动提升式采集锰结核获得成功。
美国已用20万吨级的采矿船，用自动控制的设备采集南太平洋底
的锰结核。
1、概述
对于锰结核资源的调查、勘探，开采、冶炼技术的研究、试验成
绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度
海底锰结核
海洋铁锰结核（壳）简介XX（XX大学 XX学院 XX班）摘要海洋铁锰结核是目前最具开发价值的海洋矿产之一，其中富含多种金属，引起了各国的广泛关注。
本文简要介绍了海洋铁锰结核的分布情况、特征和成因及研究进展等，并对海洋矿产资源的开发进行了展望。
关键词铁锰结核、铁锰结壳、海底矿产、钴、东菲律宾大洋铁锰结壳是继大洋多金属结核之后出现的又一极具潜在经济价值的水下固体矿产资源[1],富含Mn、Fe、Cu、Co、Ni和Pt等金属及非金属P,并且结壳的产出水深多小于3 000 m,易于进行系统的样品采集,开采风险及开采时对环境的影响也较小。
因此,备受各国政府的关注。
据专家预测,大洋铁锰结壳很可能会比大洋多金属结核率先实现商业性开采,并成为21世纪新兴的海洋矿产产业[2、3]。
对海洋铁锰结核的研究早已为各国所注目。
美、英、法、俄、日等国争相组织大规模调查与研究,已取得了丰硕成果。
其中关于多金属的来源、结核成因、元素分布特征等方面,海洋沉积地球化学作了大量研究工作[4]。
目前,对于“铁锰结核和结壳”的研究,俄罗斯可以说走在前头,由全俄大洋地质与矿产资源研究所安德列耶夫博士主编的1∶15 000 000“世界金属成矿图”、“世界地质和矿产图”及其系列图件,清晰地展示了全球大地构造背景上铁锰结核、富钴结壳、深海硫化物、含矿泥、磷化物、砂矿以及天然气水合物的分布状况[5]。
一、分布铁锰结核广泛分布于世界大洋海底。
其最佳分布海区是水深4 500~5 500 m 海底平原区。
其中太平洋最富,其次是印度洋和大西洋。
铁锰结核中高含量的微量元素主要以类质同象或吸附态存在于铁锰氢氧化物中[6]。
铁锰结壳尽管在100多年前发现铁锰结核时被同时发现,但直到20世纪80年代初,德国“太阳号”科学考察船在中太平洋海山区发现铁锰结壳中Co的异常富集后才开始了对铁锰结壳的专门调查和研究。
目前,作为最具潜在经济价值的深海矿产资源之一,铁锰结壳已引起越来越多国家和研究者的重视。
未来的金属矿资源-洋底锰结核
♣六、中国的大洋锰结核勘探 六
自70年代中期以来，我国相继开展了大洋海底资源 的勘查活动，并制订了大洋锰结核资源调查开发研 究计划。 从1987年12月10日我国签署《联合国海洋法公约》 起，上述计划执行规模更加扩大。 到1990年，我国先后在太平洋赤道水域、中太平洋 海盆和东太平洋海盆进行了数十次调查，概查面积 达200多万平方千米，总投资6亿多美元，从而在太 平洋CC区范围内选圈出有足够商用价值、可供采矿 作业的结核矿区30万平方公里。
♣二、成因 二
大量生物构造的出现表明微生物对结核的生长有 一定的作用，但究竟是
？
（1）、微生物富集和分泌铁和锰作为其自身生 命过程的一部分？ （2）、微生物的生命过程间接地形成了有利于 锰结核形成的物理化学环境？
♣三、成分 三
锰矿物主要为钡镁锰矿、钠水锰矿和δMnO2，三者 结晶程度依次降低，钡镁锰矿形成于Eh高的环境中， δMnO2形成于Eh低的环境中，钠水锰矿形成于过渡 环境。另外还有软锰矿、斜方锰矿、恩苏塔矿、隐钾 锰矿和硬锰矿。 锰结核中大多数铁矿物为非晶质的，含水氢氧铁聚 合物是主要铁矿物。 结核中的次要矿物和副矿物多而分散。有石英、长 石、云母、橄榄石、黑硬绿泥石、辉石、闪石、葡萄 石、粘土矿物、沸石、磷灰石、方解石、文石、金红 石、锐钛石、重晶石和尖晶石等。其中石英最常见。 结核中不同的矿物组合反映了结核不同的形成环境
http://www.kigam.re.kr/lifting/eng/define/welcome.html
♣ 五、开发
This system on which a basic research is being performed adopts an automatic circular mining type where the collected nodules are transported to the mining ship from the mining area. Mining is performed using the marine mining module by dividing an mining area into several workcells, in which module is consisted of automatic robo-miners and lifting buckets. This system requires a tremendous investment cost and a high level of technology development.
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海洋铁锰结核资源
一、引言
海洋铁锰结核是指分布在海洋底部的一种矿物资源，其主要成分为铁
和锰。
这种资源具有重要的经济价值和战略意义，被誉为“海底黄金”。
本文将从多个角度对海洋铁锰结核资源进行全面介绍。
二、地理分布
海洋铁锰结核主要分布在太平洋、印度洋和大西洋的深海区域，其中
以太平洋最为丰富。
具体来说，太平洋中部的克利珀顿断层带、马里
亚纳海沟、东太平洋海脊以及印度洋中部的南加瓜岛附近等地都是世
界上著名的铁锰结核产区。
三、形成与成因
铁锰结核是由深海水中溶解的金属离子逐渐沉积而形成的。
这些离子
通常来自于岩石和土壤中含有金属元素的物质，随着水流进入大海后
逐渐沉淀在深海底部。
同时，微生物也会在这些离子周围形成菌群，
并通过代谢作用促进铁锰结核的形成。
四、资源储量
目前，全球已经探明的铁锰结核储量约为10亿吨，其中大部分位于太平洋中部。
虽然这一数字相对较小，但是由于其含有丰富的金属元素，
因此具有巨大的经济价值。
五、开采技术
由于铁锰结核分布在深海底部，因此开采难度极大。
目前主要采用的
方法是利用深海机器人进行探测和采集。
这些机器人可以搭载各种设备，包括钻头、抓钳和磁力探测器等，以便快速准确地获取铁锰结核
样本。
六、应用领域
铁锰结核中含有丰富的金属元素，其中最为重要的是锰和镍。
这些金
属元素广泛应用于航空航天、电子工业、军事装备等领域。
例如，在
航空航天领域中，镍被广泛应用于制造高温合金材料；在电子工业中，则常常使用锰作为电池正极材料。
七、环境影响
开采铁锰结核会对海洋生态环境产生一定的影响。
例如，开采过程中
可能会产生大量废水和废渣，对周围海洋生物造成危害。
此外，铁锰
结核的开采也会破坏海洋底部的地形和生态系统。
因此，在开采铁锰
结核时必须采取严格的环保措施，确保对海洋环境的影响最小化。
八、未来前景
随着全球经济不断发展和科技水平不断提高，对金属元素需求量也将
不断增加。
铁锰结核作为一种重要的金属矿物资源，具有广阔的市场
前景。
同时，由于其开采难度极大，因此需要各国共同合作进行探测和开发。
九、结论
总之，海洋铁锰结核是一种重要的矿物资源，在未来发展中具有巨大的潜力。
但是，在开采过程中必须注意环保问题，并采取有效措施确保对海洋生态环境造成最小化影响。