大洋富钴结壳调查进展及开采技术

大洋富钴结壳富含陆地上相对缺乏的战略金属钴等元素,而世界各国尤其是发达国家对钴的需求量日益增加,因此许多国家将目光转向深海富钴结壳的开发。介绍了德国、美国、日本、韩国以及中国等国的调查开发情况,并分析和探讨了富钴结壳切削破碎方法和技术。     

深海浅钻在富钴结壳资源勘查中的应用

富钴结壳是一种具有战略意义的深海矿产资源。深海浅钻能够定点获取结壳岩芯样品,是目前富钴结壳资源勘查最重要的方法之一。总结了"海洋六号"船1.5m深海浅钻在大洋23,27和29航次中的应用情况,针对其完成的166个浅钻钻位、获取得142个岩芯样品的结壳厚度、基岩类型、取样长度以及施工难度等进行了统计和分析。结果表明:深海浅钻取样长度和地层类型有着密切的关系。     

酸浸-萃取工艺从富钴结壳矿中提取钴、镍、铜、锰

大洋富钴结壳是一种重要的深海金属矿 ,富含钴、镍、铜、锰等有价金属。该研究在常温常压条件下 ,利用二氧化硫或亚硫酸作还原活化剂和浸出剂 ,从大洋富钴结壳中快速浸出钴、镍、铜、锰等有价金属 ;浸出液氧化除铁 ,溶剂萃取分离钴、镍、铜 ,锰留在萃余液中 ;用碳酸铵沉淀回收锰 ,沉锰后液结晶析出硫酸铵。全流程金属回收率分别为 (% ) :Co 98 74、Ni 97 35、Cu 86 85、Mn 97 0 8,二氧化硫消耗 0 177t/t矿     

改性大洋富钴结壳吸附铅的研究

研究改性大洋富钴结壳对铅的吸附过程,测定改性大洋富钴结壳对Pb2 的吸附容量,考查介质pH、初始浓度、吸附时间等因素对吸附过程的影响。结果表明,在pH>2.0条件下,改性大洋富钴结壳对Pb2 的吸附率可达99％以上。室温下,含铅549.0mg/L的废水经3.750g/L改性大洋富钴结壳处理3h后,铅残余浓度为0.80mg/L。吸附过程符合Freundlich经验式。改性大洋富钴结壳对Pb2 的饱和吸附容量为340mg/g富钴结壳。     

改性大洋富钴结壳吸附铜的研究

研究改性大洋富钴结壳对铜的吸附过程,测定改性大洋富钴结壳对Cu2+的吸附容量,考察介质pH、初始浓度、吸附时间等因素对吸附过程的影响。结果表明,改性大洋富钴结壳吸附Cu2+适宜的pH值是2-6,吸附符合Langmuir等温吸附规律,饱和吸附容量约为90mg/g。在室温下,含铜151.0mg/L的废水经3.750g/L改性大洋富钴结壳处理2h后,其铜残余浓度为0.30mg/L,低于国家规定的工业废水一级排放标准(GB8978-1996)(Cu≯0.5mg/L)。改性大洋富钴结壳是一种具有应用潜力的含铜废水的水处理剂。     

改性大洋富钴结壳吸附锌的研究

研究了改性大洋富钴结壳对锌的吸附过程,测定了改性大洋富钴结壳对Zn2+的吸附容量,考查了介质pH、初始浓度、吸附时间等因素对吸附过程的影响。结果表明:改性大洋富钴结壳吸附Zn2+适宜的pH值是2～6;吸附符合Freundlich等温吸附规律,1/n为0 13,K=37 54;饱和吸附容量为80mg/g。在室温下,含锌130 2mg/L的废水经5 000g/L改性大洋富钴结壳处理2h后,其锌残余浓度为0 93mg/L,远低于国家规定的工业废水一级排放标准(GB8978-1996)。改性大洋富钴结壳是一种良好的含锌废水的水处理剂。     

射流结合刀具破碎大洋富钴结壳的机理研究

大洋富钴结壳的破碎是开采钴结壳的重要环节，借鉴刀具切削破碎软岩机理的研究成果，提出水射流与刀具结合破碎大洋富钴结壳的方法。研究了射流结合刀具剥离破碎钴结壳的机理，分析了采用自控水力截齿破碎钴结壳的优越性，为探索新的钴结壳破碎方法提供了理论上的依据。     

振动切削钴结壳破碎减阻机理分析

将螺旋滚筒式振动切削应用于深海钴结壳的开采, 对振动切削钴结壳的过程进行了分析, 从理论上研究了振动切削钴结壳的减阻机理, 认为振动所产生的应力脉冲是引起裂纹高速扩展的原因, 只有当振动频率在一定的范围之内时才能引起裂纹的高速扩展、分叉, 最后导致破碎。同时分析了施加振动后对切削阻力的影响。通过实验证实, 引入振动脉冲, 滚筒截齿切削力确有较大幅度的降低, 载荷波动也有所减缓, 并使钴结壳粒度更集中控制在某一范围内。     

大洋钴结壳中有价金属开发技术的综述

概括了现今大洋钴结壳的研究开发现状,简要论述了国内外几种处理富钴结壳的方法,介绍了活化硫酸浸出、活化盐酸浸出、火法富集有价金属、三相氧化法富集分离有价金属、还原-氨浸出、矿浆电解浸出、微生物浸出等方法的原理、工艺与处理效果,同时总结了处理大洋钴结壳方法的特点.     

大洋富钴结壳工艺矿物学研究

为了更好地回收大洋富钴结壳中的有价元素,对该样品进行了系统的工艺矿物学研究。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、密度测定等仪器和方法,查明了大洋富钴结壳样品由结壳矿物和基岩脉石两部分组成,而结壳矿物由铁锰水合氧化物和壳内脉石呈弥散状组成,钴赋存在铁锰水合氧化物中。研究结果表明,应对样品进行选矿预抛尾,后续通过湿法冶金的方法有效回收钴。     

大洋富钴结壳中钴的赋存状态研究

采用扫描电镜、光学显微镜、化学选择性溶解等方法研究了大洋富钴结壳中钴的赋存状态。研究结果表明,该样品中钴的品位为0.21%,钴绝大部分赋存在铁锰水合氧化物中,未发现钴的独立矿物。溶解试验表明,大洋富钴结壳中钴的溶解与锰的浸出基本同步。     

大洋多金属结核及富钴结壳矿物材料的研究述评(Ⅰ)

介绍了国内外对大洋多金属结核及富钴结壳在吸附、催化和电化学性能等方面的研究开发成果,全面展示了大洋多金属结核及富钴结壳作为新型矿物材料所取得的进展.     

大洋多金属结核及富钴结壳矿物材料的研究述评（I）

介绍了国内外对大洋多金属结核及富钴结壳在吸附、催化和电化学性能等方面的研究开发成果，全面展示了大洋多金属结核及富钴结壳作为新型矿物材料所取得的进展。     

一种深海ROV采矿车方案设计

大洋钻结壳是继大洋多金属结核之后发现的又一重要的大洋多金属矿物资源，除含Mn、Fe、Ni、Cu等有价金属外，更富含Co以及Pt等稀贵金属，与多金属结核相比，钴结壳具有更高开采价值。由于钴结壳的开采是在水的环境中，采用ROV（remotely operated vehicle）作为行走方式成为可能，而且它们是悬浮在水中，受地形和地质影响小，需要的动力也相对较小．     

用声波检测大洋富钴结壳厚度的初步探讨

大洋富钴结壳是近20年来新发现的、具有重要战略意义的一种海底矿产资源，具有极大的经济开发利用价值，其厚度的连续检测是大洋富钴结壳采掘进行剥离破碎、提高采收率的重要技术保证。针对富钴结壳在基岩上的赋存状态和环境条件，从原理上对比了两种常用厚度检测方法，探讨了利用声波连续检测钴结壳厚度的可行性。     

中太平洋富钴结壳的研究

大洋富钴结壳是国际海底极为重要的矿产资源,它广泛地分布于水深５００～３０００ｍ的海底山坡上,覆盖率可达７０％～１００％,丰度达３０～７０ｋｇ／ｍ２,富含钴、镍、铜、铂、金、锰等多金属元素。从８０年代起,许多发达国家就开展了广泛的研究。本文从采矿工程角度对我国中太平洋富钴结壳初期调查所取得的资料进行分析研究,这对我国大洋富钴结壳的开发利用有着重要的实用价值和指导意义。     

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。     

深海富钴结壳滚筒式采矿头最佳切削位姿问题建模

滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削富钴结壳，本文就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数字模型，并给出了数学上原则解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳的厚度检测，及微地形起伏的检测等也有重要的指导意义。     

大洋富钴结壳对重金属阳离子吸附性能的研究

研究考察了大洋富钴结壳对/几种重金属阳离子的吸附行为。结果表明,在pH 1.5～2.0的范围内,大洋富钴结壳对Pb~(2+)具有较强的选择性吸附作用,而对Co~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)Ni~(2+)和Mn~(2+)的吸附均较弱;当pH>2.0以后,大洋富钴结壳对上述重金属阳离子均具有较强的吸附作用。人工模拟混合废水的吸附试验也验证了单一废水的试验结果。大洋富钴结壳对Ph~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Mn~(2+)的吸附容量(mg/g富钴结壳)分别约为232、39、61、85、52、48和39。     

大洋多金属结核及富钴结壳矿物材料的研究述评(Ⅱ)

介绍了国内外对大洋多金属结核及富钻结壳在吸附、催化和电化学性能等方面的研究开发成果，全面展示了大洋多金属结核及富钴结壳作为新型矿物材料所取得的进展。