基于能量相关搜索法的海底钴结壳微地形探测方法研究

在相干声纳硬件结构及数据采集方式的基础上, 结合具体的深海钴结壳探测环境和技术要求, 确定了换能器基本布局, 探讨了信号采集与处理方法, 利用能量相关搜索法对回波信号进行分析和计算, 得出超声波实时照射下的海底表面微地形高程数据, 为海底采矿车智能化开采提供实时、快速的最佳切削深度参数。经过理论分析与实验室初步验证, 结果表明,该方法切实可行。     

应用SolidWorks软件对海底钴结壳微地形仿真

本文运用易学易用的三维设计软件SolidWorks2003对深海富钴结壳的微地形进行仿真,仿真的微地形比成本昂贵的海底照片更具直观性,且我们还可以在仿真微地形上进行操作。如计算钴结壳的体积含量与模拟切削实验等。     

基于幅度特征相关性的海底微地形探测方法研究

通过超声波换能器向模拟海底微地形发射超声波,根据回波信号包含的时间、相位和幅度等信息,利用幅度特征相关性进行分析和计算,得出深海钴结壳开采所需要的实时微地形高程数据,为采掘头智能化开采提供最佳切削深度参数。经过理论分析与实验室初步验证,结果表明该方法切实可行。     

基于分形理论的富钴结壳微地形可视化实现

海底富钴结壳矿床的开采,需要实时掌握富钴结壳矿区的微地形特性。全文首先通过线形变换,把富钴结壳矿区所测的原始数字高程数据映射到[0,1]区间;然后,根据微地形的分形特性,采用常见的中点位移法对微地形高程数据进行分形插值,并进行三角网格剖分,在VC 环境下,利用OpenGL三雏图形标准,编程绘制出海底微地形图。整个系统编程算法精练高效、界面友好,并通过实验验证,仿真地形形象逼真、真实可靠,为实现深海微地形可视化提供了解决途径。     

富钴结壳微地形建模及分析

简述了海底富钴结壳的分布特征,把富钴结壳微地形简化为一系列圆锥表面,从数学的角度及采矿车采矿头的角度对富钴结壳的微地形进行了分析。认为以采矿头开采富钴结壳,其实就是再现富钴结壳层的下表面或基岩表面,因此可将其看作是数学上的曲面拟合问题。其次,从采矿头的角度提出了“伪突起”的概念,且找出了“伪突起”的大小与结壳厚度及要求的矿石贫化率之间的关系。本文的微地形建模及其分析对海底采矿车行走机构、采矿头的设计及富钴结壳厚度的检测等有一定的参考价值。     

富钴结壳采矿车微地形行走技术的研究现状

富钴结壳采矿车需要在复杂的海底矿区微地形上采集钴结壳,前提是解决微地形行走技术问题。针对富钴结壳微地形特点和物理特性,提出了富钴结壳采矿车的基本性能要求,总结了国内外富钴结壳采矿车的发展历程、结构型式设计并进行了综合评述,提出了富钴结壳采矿车亟待解决的关键技术问题和主要发展方向。     

7 000 m深海钴结壳取芯器研究

陆地资源的日益枯竭使人们纷纷将眼光转向资源丰富的海洋.研制出能获得结壳样品准确位置、正确反映结壳样品代表性的载人潜水器钴结壳取芯器,为资源勘查、评价和矿区圈定提供可靠的基础数据,同时为开采技术提供实用的工程数据,不仅具有重要的勘探、资源评价和开发的经济价值,而且对维护国家权益具有十分重要的战略意义.介绍了7000 m深海钴结壳取芯器的基本结构、功能、工作原理、技术参数及解决的关键技术难点.     

适应富钴结壳微地形的采矿头控制系统设计及试验研究

大洋富钴结壳富含战略金属钴等元素,极具开采价值。然而富钴结壳厚度的变化及其赋存的海底微地形的复杂性使得其开采比较困难。为现有的适应富钴结壳微地形的采掘机构合理搭建控制系统,并针对该系统设计有效的控制算法成为目前的关键技术。针对采矿头的特点,对其控制系统的研究与设计,控制系统共由5部分组成:液压系统、微地形检测装置、通讯装置、控制和监测装置及数据存储装置。根据深海实际开采要求采用了广泛用于采掘机械的微控制器和监视器,设计了参数模糊自整定PID控制器。在深水池进行了模拟料切削试验。结果表明,该控制系统各部分协调性好,具有适应微地形的能力。     

适应富钴结壳微地形的采矿头失控故障分析

富钴结壳富含战略金属钴等元素,其表面一般有微地形起伏。介绍了深海集矿机滚筒式采矿头的控制系统原理及相应的控制器。分析了滚筒式采矿头易出现的故障、故障原因,提出了若干切实可行的解决办法,并在实验中加以验证。     

洋底富钴结壳矿床微地形和物理特性

在收集了大量洋底富钴结壳开发资料的基础上，详细介绍了洋底富钴结壳矿区的微地形和矿床赋存特征，介绍了结壳层、基底层以及海洋沉积物的物理特性；这些特性对采矿机的工作原理选择与工作机构设计和具体组织开采作业具有重要意义。     

钴结壳冲击破碎强度的试验研究

海底钴结壳富含锰、钴和镍等金属, 是人类近期勘探和开采研究的热点之一。欲将结壳从海底基岩上剥离并采出海面, 必要弄清钴结壳的破碎特性。为此采用冲击破碎试验法测定了钴结壳的普氏系数, 并分析了影响其破碎强度的相关因素, 为将来结壳破碎装置的设计提供了依据。     

深海钴结壳采掘机器人滚筒式采集头优化设计

根据国内外钴结壳开发研究的经验,论证了滚筒式采集头在深海钴结壳开采过 程中的可行性和经济性,讨论了采集头能耗特性的意义,建立了其能耗特性的数学 模型,并按照能耗最小为目标进行了钴结壳采集机器人采集头优化设计。     

高纯钴制备中痕量铜杂质去除工艺的研究

采用离子交换法在Co2 =60g.L-1,Cu2 =5mg.L-1氯化钴体系中进行了铜杂质去除的研究,考察了树脂种类、温度,pH值、电解进液方式对除铜效果的影响。结果表明：料液温度为20℃～30℃,pH=2～5时,树脂DI除铜效果最佳,净化后料液中Cu＜0.1mg.L-1,且交换容量大,容易再生,采用逆流进液方式隔膜电解,电积钴经辉光放电质谱法（GD-MS）全元素（73个）分析,纯度可达99.9995%。     

大洋锰结核和富钴结壳混合熔炼合金的锈蚀浸出研究

采用锈蚀浸出工艺处理大洋锰结核和富钴结壳混合熔炼合金粉末,研究了氯离子浓度、盐酸加入量、添加剂铜离子浓度以及空气和氧气等对合金中钴镍铜等有价金属浸出的影响。在最佳锈蚀浸出条件下铜钴镍浸出率分别为96.39%,93.51%和95.20%,合金中大部分铁进入渣中。