Guz polimetaliczny

W konkrecji polimetalicznych , zwane również guzki manganu , są konkrecje spoczynku mineralnych na dnie morza; są one utworzone przez koncentryczne okręgi z żelaza i manganu wodorotlenki wokół jądra.

Jądro może być mikroskopijne i czasami zmieniało się w rudę manganu przez krystalizację . Widoczna gołym okiem może to być mała skorupa mikroskamieniałości ( radiolarna lub otwornica ), ząb rekina fosforanowego, szczątki bazaltu , a nawet fragmenty starszych guzków.

Obecnie są badane lub poszukiwane ze względu na ich bogactwo w manganie , kobalcie , niklu i miedzi , takich jak siarczki polimetaliczne, które znajdują się w obszarach aktywności wulkanicznej, wokół kominów hydrotermalnych lub jako bogate w kobalt skorupy w Polinezji.

Morfologia

W guzki różnią się wielkością od drobnych cząstek widocznych tylko w mikroskopie (zwany Micronodules) aż próbki więcej niż 20 centymetrów. Jednak większość guzków ma średnicę od 5 do 10  cm .

• Morfologia zewnętrzna
  • Nieregularna morfologia: są to guzki blaszkowe lub guzki koalescencyjne - połączenie małych guzków lub stare guzki (fragment guzka objęty tym samym procesem formowania).
  • Regularna morfologia: są to guzki o jajowatym kształcie. Na ogół mają równikową płaszczyznę symetrii, która pozwala wyobrazić sobie różne przyrosty między górną powierzchnią (w kontakcie z wodą morską) a dolną powierzchnią (w kontakcie z osadem).
• Wygląd powierzchni: Guzki z garbowaną krawędzią równikową mogą mieć gładką, ziarnistą lub szorstką powierzchnię.

• Guz polimetaliczny typu C - widok z góry - Północny równikowy Pacyfik - Marine Geoscience Laboratory (Ifremer)

• Pole guzków polimetalicznych typu C na północnym Pacyfiku Równikowym, zdjęcie z łodzi podwodnej Nautile - kampania NODINAUT - Ifremer

• Guz polimetaliczny typu C - widok profilu - Północny równikowy Pacyfik - Marine Geoscience Laboratory (Ifremer)

Nierzadko spotyka się organizmy przyczepione do górnej powierzchni, takie jak aktynie lub zlepiające się (inkrustujące) otwornice bentosowe.

Wzrost i skład

Wzrost guzków to niezwykle powolne zjawisko geologiczne , rzędu centymetra od kilku milionów lat. Nawet jeśli ich geneza jest daleka od wyjaśnienia, cztery źródła zostały zachowane przez Enrico Bonatti:

• wytrącanie metali morskiej (IN wodny roztwór) procesu;
• remobilizacja manganu w kolumnie osadowej (proces diagenetyczny);
• pozyskiwanie metali z kominów hydrotermalnych związanych z aktywnością wulkaniczną , rozkład gruzu bazaltowego przez wodę morską (proces halmirolityczny);
• wytrącanie wodorotlenków metali w wyniku działania mikroorganizmów (proces biogenny); mikroby znajdują się w guzkach.

Kilka z tych procesów może działać jednocześnie lub następować po sobie podczas tworzenia tego samego guzka.

Skład chemiczny guzków różni się w zależności od rodzaju rudy manganu oraz wielkości i właściwości jądra. Guzki o największym znaczeniu gospodarczym zawierają mangan (27-30%), nikiel (1,25-1,5%), miedź (1-1,4%) i kobalt (0,2-0, 25%). Pozostałe składniki to żelazo (6%), krzem (5%) i glin (3%), z mniejszą ilością wapnia , sodu , magnezu , potasu , tytanu i baru oraz wodór i tlen .

Historyczny

Guzki znajdują się w osadzie na dnie oceanu, częściowo lub całkowicie zasypane. Są bardzo zróżnicowane pod względem obfitości, czasami stykają się ze sobą i pokrywają ponad 70% osadu. To właśnie Johnowi Méro udało się przekształcić naukowy aspekt guzków w nowe górnicze El Dorado. W sześciostronicowym artykule z 1960 roku udało mu się pokazać światu, że guzki polimetaliczne mają znaczenie ekonomiczne i że dno oceanu jest nimi pokryte. Dokonując pewnych analiz geochemicznych, identyfikuje obszary o wysokim potencjale na Północnym Pacyfiku. W 1965 roku opublikował pierwszą mapę rozmieszczenia guzków i oszacował ich liczbę na 1,5 biliona na dnie oceanu! W 1981 roku AA Archer ze swojej strony oszacował całkowitą ilość polimetalicznych guzków na dnie oceanu na ponad 500 miliardów ton. Można je znaleźć na każdej głębokości, nawet w jeziorach, ale największe skupiska stwierdzono na równinach głębinowych , między 4000 a 6000  m głębokości.

Guzki polimetaliczne odkryto w 1869 r. Na Morzu Kara , na Oceanie Arktycznym , w pobliżu Syberii . Podczas wyprawy Challenger (1872-1876) znaleziono je w większości oceanów świata. Guzki o znaczeniu gospodarczym znaleziono na trzech obszarach: w centralnej części północnej części Oceanu Spokojnego , w basenie peruwiańskim na południowo-wschodnim Pacyfiku oraz w centralnej części północnego Oceanu Indyjskiego . Ale można je również znaleźć na Atlantyku na Czarnym Płaskowyżu, niedaleko Karoliny i Florydy lub w południowej Afryce Południowej, na Agulhas Bank  ( fr ) . Spośród tych złóż najbardziej obiecujące pod względem liczebności guzków i stężenia metali są w strefie pęknięcia Clariona-Clippertona we wschodnim równikowym Pacyfiku między Hawajami a Ameryką Środkową .

Do drugiej wojny światowej eksploracja koncentrowała się głównie na nauce, a dokładniej na batymetrii i pobieraniu próbek osadów. Po opublikowaniu Księgi Mero w 1965 r. Kilka krajów rozpoczęło programy eksploracyjne, takie jak Japonia, Niemcy i Francja na Południowym Pacyfiku.

Historia francuskich eksploracji

Eksploracja francuska przebiegała w czterech fazach:

• Zaczęło się w latach 70. XX wieku na południowym Pacyfiku wokół Polinezji Francuskiej od kampanii oceanologicznych prowadzonych przez Narodowe Centrum Eksploatacji Oceanów (CNEXO) we współpracy z firmą Le Nickel (SLN) . Po 16 kampaniach poszukiwawczych na Tahiti z ankietami batymetrycznymi i próbkami, zdecydowano się rozpocząć systematyczne badania północnego Pacyfiku, między szczelinami Clarion i Clipperton, ponieważ wyniki nie sprzyjały osadom opłacalnym ekonomicznie (mała gęstość guzków na dnie , zbiorniki osadowe, które są zbyt wąskie itp.).
• Pod koniec 1974 roku Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA) , Chantiers France-Dunkerque połączyły się z CNEXO i SLN, tworząc wspólne przedsięwzięcie: Francuskie Stowarzyszenie Badań i Badań nad Oceanicznymi Guzami (AFERNOD). Od 1974 do 1976 roku 8 rejsów oceanograficznych ujawniło pewne korzystne strefy przy użyciu technik statystycznych. Pobieranie próbek w siatce 50 mil morskich (około 93  km ) z jednej strony pozwoliło z jednej strony zmniejszyć powierzchnię poszukiwanego obszaru, az drugiej poprawić oszacowanie liczebności guzków na tle, geochemii i morfologii. Naczynia używane przez ówczesne N / O Le Noroît i N / O Le Coriolis .
• Od 1976 do 1978 roku eksploracja koncentrowała się na obszarze, w którym guzki są najbardziej obfite i najbogatsze. W trzech kampaniach geofizycznych i magnetyzmu badano podłoże w celu lepszego poznania dna oceanu.
• Od 1979 roku ewoluowały techniki eksploracyjne. W celu wytyczenia granic miejsc wydobycia zdecydowano się na zastosowanie sondy wielowiązkowej do dokładnego mapowania. Pokrycie guzków i przeszkód (pęknięcia, urwiska, wychodnie skalne itp.) Obserwowano za pomocą linii fotograficznych z wykorzystaniem orki (pojazd zdalnie sterowany) i RAIE (pojazd ciągnięty).

Francuskie prace umożliwiły określenie morfologii potencjalnych złóż dzięki połączonemu zastosowaniu dolnych urządzeń fotograficznych (Raie, Epaulard), sond wielowiązkowych i holowanego sonaru blisko dna (SAR), dając szczegółową topografię w skali 1:20 000 ( Rozdzielczość 20 m) i bezpośrednia obserwacja podczas nurkowań Nautile .

Składają się z rozciągniętych „górniczych” plaż z północy na południe o długości od 10 do 20 km i szerokości od 1 do 5 km, gdzie średnia gęstość guzków wynosi 14  kg / m 2 . Te płaskodenne obszary, położone na średniej głębokości 4800  m, zajmują 35% całkowitej powierzchni i są otoczone asymetrycznymi wzgórzami wznoszącymi się od 100 do 300 m nad płaskim dnem, z bardziej stromym zachodnim zboczem zaznaczonym klifami słabo utwardzonych osadów w górę. do 40 m wysokości.

Konsorcja międzynarodowe

Poszukiwanie i eksploatacja guzków polimetalicznych wymaga dużych budżetów w związku z rozwojem nowych technologii, a także wniosków o pozwolenie na wydobycie ze strony Międzynarodowego Urzędu ds. Dna Morskiego ( ZAFI) . To zmusiło większość firm do utworzenia konsorcjum.

Zainteresowanie guzkami polimetalicznymi zaczęło się w Stanach Zjednoczonych w 1962 roku wraz z amerykańską firmą Newport News Shipbuilding and Dry Dock Company, która została przejęta przez Tenneco i która założyła Deep Sea Ventures Inc. , spółkę zależną specjalizującą się w badaniach i rozwoju. Technologia zbierania bryłek polimetalicznych .

W październiku 1974 roku firma ta została operatorem konsorcjum Ocean Mining Associates (OMA) składającego się z firm Tenneco (USA), US Steel (USA), Union Minière (Belgia) i Japan Mining Co. (składającego się z pięciu firm japońskich).

Również w Stanach Zjednoczonych w tym samym roku powstało kolejne konsorcjum wydobywcze Kennecott (KCON) z Kennecott Corporation (USA), Noranda Exploration Inc. (Kanada), Rio Tinto Zinc (Wielka Brytania), Consolidated Gold Field (Australia). ) i Mitsubishi Corporation (Japonia). Również w 1974 roku we Francji powstało stowarzyszenie AFERNOD .

W 1975 roku powstały 2 inne konsorcja:

• International Nickel Corporation (INCO) zrzeszona w 4 niemieckich spółkach górniczych i metalurgicznych zgrupowanych w grupie Arbeitsgemeinschaft Meerestechnisch Gewinngare Rohstoffe (AMR).
• Ocean Management Inc. (OMI) założona w maju 1975 roku przez International Nickel (Inco, Kanada), Arbeitsgemeinschaft Meerestechnisch Gewinnbare Rohstoffe (AMR) (w skład której wchodziły cztery niemieckie firmy: Metallgesellschaft, Preussag, Salzgitter i Rheinische Braunkohle) oraz Deep Ocean Mining Co. ( DOMCO, w skład którego wchodzi 19 firm japońskich).

W listopadzie 1977 roku Lockheed Martin (Stany Zjednoczone), Amoco (Standart Oil of Indiana) i Billiton (Shell, Holandia) połączyły siły, aby założyć Ocean Minerals Company (OMCO) .

W 1982 roku powstało konsorcjum Deep Ocean Research Development (DORD) składające się z 49 firm japońskich, z których część jest zaangażowana w konsorcja amerykańskie.

W tym samym roku Związek Radziecki założył Yuzmorgeologiya, a Indie wdrożyły krajowy program kierowany przez Departament Rozwoju Oceanu (DOD) .

Niektóre kraje socjalistyczne połączyły się w 1987 roku w grupie zwanej Interoceanmetal Joint Organization (IOM) . Obejmuje Bułgarię, Kubę, Czechosłowację, Niemiecką Republikę Demokratyczną, Polskę, Wietnam i ZSRR. Po rozpadzie ZSRR skład IOM ewoluował poprzez utratę Wietnamu, Czechosłowacji i NRD, ale odzyskanie Federacji Rosyjskiej, Czechosłowacji i Słowacji.

Chociaż Chiny zaczęły badać guzki polimetaliczne bardzo wcześnie, dopiero w 1981 roku powstało konsorcjum China Ocean Mineral Resources Research and Development Association (COMRA) .

Również Korea Południowa rozpoczęła poszukiwania w 1983 r. Podobnie jak w przypadku Indii, w 1995 r. Opracowała program badawczy nadzorowany przez Koreańskie Stowarzyszenie Rozwoju Minerałów Głębokich (KADOM) z około 30 prywatnymi firmami i organizacjami rządowymi, takimi jak Korea Institute of Geologia, górnictwo i materiały (KORDI) .

Od 2011 roku 5 krajów połączyło się z prywatnymi firmami w badaniu guzków polimetalicznych:

• Nauru Ocean Resources Inc. , pod patronatem Republiki Nauru .
• Tonga Offshore Mining Limited , pod patronatem Królestwa Tonga .
• Marawa Research and Exploration Ltd. pod patronatem Republiki Kiribati .
• UK Seabed Resources Ltd , sponsorowana przez Wielką Brytanię i Irlandię Północną .
• G-TEC Sea Minerals Resources (GSR) , pod patronatem Belgii . ISBA / 18 / C / 28
• Ocean Mineral Singapore Pte Ltd. pod patronatem Singapuru .
• Cook Islands Investment Corporation (CIIC) , pod patronatem Wysp Cooka .
• China Minmetals Corporation , sponsorowana przez Chiny , oczekuje na złożenie wniosku do ISA.

Francja złożyła do ZAFI w 2015 r. Wniosek o przedłużenie kontraktu poszukiwawczego o 5 lat do czerwca 2021 r. Jej program, jeśli zostanie przyjęty, będzie musiał lokalizować potencjalne złoża na obszarze francuskiej koncesji górniczej z wykorzystaniem technik geostatystycznych , a następnie AUV dla prawdy naziemnej za pomocą zdjęć.

Operacja

Wartość ekonomiczna guzków, wykazana przez wielu ekonomistów, stała się potencjalnym zasobem do wykorzystania; złoża występują tylko w dwóch wymiarach (a nie w 3D, jak na lądzie). Guzki układają się w jedną warstwę na powierzchni osadów.

Ale dno nie jest płaskie. Musimy zatem wziąć pod uwagę topografię z jej zboczami, przeszkody, takie jak skarpy. Istnieją również ograniczenia pogodowe, ponieważ złoża znajdują się w strefach cyklonicznych. Nie należy zapominać, że miejsca wydobycia znajdują się tysiące kilometrów od miejsc przetwarzania. Ponadto woda morska działa korozyjnie na urządzenia zbierające, które będą musiały zostać poddane ciśnieniu 500 barów.

Więc ta eksploatacja nie jest tak łatwa, jak moglibyśmy sobie wyobrazić. W niektórych krajach, takich jak Francja, Japonia i Stany Zjednoczone, zbadano trzy kanały odbioru.

• Systemy kubełkowe,
• Układy hydrauliczne,
• Darmowe i autonomiczne systemy próbników.

Systemy typu skips lub CLB (Continuous Line Bucket)

Pierwsza zbiórka guzków została przeprowadzona przez Japończyków. Komandor Masuda wynalazł w 1966 roku system mechaniczny wykorzystujący kabel wyposażony w kubełki, tworzący pętlę ciągnącą się od spodu. Kabel schodził z przodu statku i z tyłu. W latach 1967-1970 przeprowadzono wiele testów na północ od Tahiti na głębokości 3600  m . Po opatentowaniu systemu, Masuda połączył siły z Johnem Méro, który miał zwrócić się do nowych firm o sfinansowanie projektu. W 1972 roku 30 firm z 6 różnych krajów utworzyło International CLB Syndicate (Continuous Bucket Line) i pomagało w pilotażu zbiórki na południowych Hawajach na głębokości 4700  m .

Test został przeprowadzony na statku Chiyoda Maru 2 (dawny statek wielorybniczy o długości 72  m ). Pętla miała długość 8400  mz 250 skipami zaciśniętymi na linie. To nie był sukces, ponieważ 2 żyłki pętli zaplątały się, powodując duże węzły na kablu ...

Francja, uczestnicząc w różnych testach, skłoniła CNEXO i Société Le-Nickel do rozpoczęcia badań nad zastosowaniem tego systemu, ale z 2 statkami poruszającymi się z prędkością 1,5 węzła ( 2,8  km / h ), co umożliwiło zwiększenie pętli o oddzielające splotki, wykonane z włókien syntetycznych o dużej wytrzymałości mechanicznej i zerowej masie pozornej w wodzie, z kubełkiem co 30  m . Patent został zgłoszony w 1975 roku. System o nazwie „ noria ” obejmował pętlę o długości 13  km . W 1976 roku od 15 partnerów Międzynarodowego Syndykatu CLB zażądano od 15 partnerów Międzynarodowego Syndykatu CLB wniosku o budżet w wysokości 8 milionów dolarów, aby przeprowadzić test na morzu w ciągu 2 miesięcy. Tylko 3, w tym AFERNOD, odpowiedziały pozytywnie. Inne firmy wolały skorzystać z systemu hydraulicznego. CLB jest prostym, mechanicznym systemem, ale bardzo trudnym w obsłudze w zależności od topografii i zmienności pokrycia guzkami. Wskaźnik odzysku guzków musiał być słaby. Dlatego został opuszczony bez próby morskiej.

W wersji z dwoma łódkami zastosowano pętlę o długości 10  km realizowaną przez dwa statki poruszające się z prędkością 1,5 węzła ( 2,8  km / h ). Ta pętla została wykonana z włókien syntetycznych o dużej wytrzymałości mechanicznej i zerowej masie pozornej w wodzie. Obsługuje łyżki co 30  m . Ci, podczas obrotu pętli, pogłębiali dno na odcinku 100  m z prędkością od 1 do 2  m / s . Ten bardzo prosty system miał tę wadę, że nie był w stanie kontrolować trajektorii łyżek na dnie w celu wykonywania ciągłych przejazdów. Dlatego też tempo regeneracji guzków było prawdopodobnie słabe. System dwóch łodzi nie mógł zostać przetestowany z powodu braku funduszy, a badanie zostało ostatecznie zaniechane w 1978 roku.

Systemy hydrauliczne

Zasada działania tego układu hydraulicznego polega na zbieraniu guzków za pomocą poruszającego się po dnie urządzenia zwanego kolektorem. Ruda jest podnoszona sztywną rurą połączoną z podporą powierzchniową, którą może być platforma, barka lub łódź.

Zbadano 3 różne systemy:

Układ hydrauliczny (podnośnik hydrauliczny) : Pompy hydrauliczne są umieszczone na różnych poziomach rury, tworząc przepływ wody w górę, kierując guzki w kierunku powierzchni.

Układ hydrauliczny z wtryskiem powietrza (air-lift) : Sprężone powietrze jest wtryskiwane na różnych poziomach rury, ponownie tworząc prąd wstępny.

System miazgi : W kolektorze guzki są kruszone, mieszane z osadem i całość pompowana za pomocą 4 pomp tłokowych zamontowanych na całej rurze głównej.

W latach siedemdziesiątych kilka amerykańskich firm rozpoczęło badanie układów hydraulicznych:

• Firma Deep Sea Ventures, u wybrzeży Florydy na płaskowyżu Blake, przetestowała system „podnośnika powietrznego” z Deep Sea Miner , frachtowcem o wadze 6750 ton.
• OMA wyposaża dawny 20 000 tonowy zbiornikowiec na rudę w centralny wał z żurawiem. W 1978 roku Deep Sea Miner II przetestuje system wind powietrznych na obszarze północno-środkowego Pacyfiku na głębokości 4000  m . W ciągu 18 godzin pojawiło się 550 ton guzków. Ale system się psuje.
• Również w 1978 roku konsorcjum OMI z byłym statkiem wiertniczym , SEDCO 445 , przewiezie 600 ton guzków na głębokość ponad 5000  m .
• OMCO wynajmuje słynnego Glomar Explorer od marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych, aby przetestować moduł kolekcji poruszający się po dnie za pomocą śruby Archimedesa . W 1979 roku zebrano 50 ton guzków. Jak na ironię, najsłynniejsza próba wyzysku jest w rzeczywistości zasłoną dymną do ukrycia operacji szpiegowskiej . Howard Hughes czarterowany z Glomar Explorer w 1972 roku , oficjalnie na poszukiwanie konkrecji polimetalicznych. W rzeczywistości chodziło o odzyskanie radzieckiego atomowego okrętu podwodnego zatopionego na Oceanie Spokojnym w 1968 roku . Historia nie mówi, co stało się z okrętem podwodnym.

Niejednoznaczne wyniki pokazują trudności technologiczne związane ze zbieraniem guzków, a także koszty dla różnych konsorcjów. Oprócz technologii należy rozpocząć badania środowiska w głębinach morskich.

Darmowe i autonomiczne systemy pobierania próbek (PLA)

Francja po zakończeniu badania systemu kablowego CLB wolała rozpocząć badania nad nowym systemem zbierania. AFERNOD, organizacja zajmująca się eksploracją, a nie techniką zbierania, utworzyła w 1984 r. „Grupę ds. Rozwoju środków niezbędnych do eksploatacji guzków polimetalicznych” (GEMONOD) - Dziennik Urzędowy Republiki Francuskiej z dnia 8 lutego 1984 r . Z siedzibą w Tulonie , Grupa Interesu Publicznego (GIP) z Ifremer (50%), CEA (35%) i jej spółką zależną Technicatome (15%) muszą zbadać różne sektory eksploatacji guzków. Pierwszym badanym systemem była stocznia podwodna z autonomicznymi wahadłowcami . Wahadłowce z własnym napędem miały zostać uwolnione z platformy półzanurzalnej; zeszli na dno grawitacyjnie. Następnie pogrzebała guzki, aby raz pełne wypłynęły na powierzchnię.

W 1977 roku odbyły się pierwsze próby Autonomous Free Sampler (PLA-1) w celu przetestowania lokomocji Archimedesa . Ale technologia nie została jeszcze opracowana na poziomie podwodnego wideo , instalacji elektrycznej (baterie nie są naładowane, zbyt ciężkie) ... W 1985 roku GEMONOD i PREUSSAG (niemiecka firma górnicza) połączyły siły, aby zbadać system podnośników powietrznych podobnie jak inne konsorcja: Francuzi badający maszynę zbierającą, Niemcy, system zbierania i razem podnośnik hydrauliczny. Współpraca ta umożliwiła zaprojektowanie systemu zbierania z maszyną samobieżną połączoną wężem z rurą główną. W 1988 roku GEMONOD został rozwiązany, aw 1990 roku eksploatacja guzków nie była już przedmiotem obrad ...

W 2013 r. 2 kraje (Niemcy i Korea Południowa) kontynuowały badania nad systemami zbierania guzków. Inne grupy przedsiębiorstw wolały rozpocząć badania nad eksploatacją siarczków polimetalicznych , których złoża znajdują się na płytszych głębokościach i są bardziej interesujące dla górnictwa.

Wraz ze wzrostem cen metali , okresowo pojawia się zainteresowanie tą eksploatacją. Niektóre części równin głębinowych były przedmiotem projektów i testów eksploatacyjnych w 2008 r., Co niepokoi ekspertów w dziedzinie biologii morskiej , którzy obawiają się bardzo negatywnych skutków dla kruchego życia, które rozwinęło się na tych głębokościach.

Testy kolekcji przeprowadzone przez konsorcja amerykańskie

• OMI wykorzystał dynamicznie umiejscowiony statek wiertniczy Sedco 445, wyposażony w żuraw podwieszany z przegubem Cardana, aby zmniejszyć przenoszenie ruchów statku na rurę wznoszącą. Przetestowano dwa systemy wynurzania: pompowanie za pomocą pomp odśrodkowo-osiowych umieszczonych na głębokości 1000 m oraz wynurzanie przez wtrysk powietrza na głębokość od 1500 do 2500 m ( wyciąg powietrzny ). Przebadano dwa systemy zbierania, przeciągnięte za rurę: jeden działający na zasadzie zasysania hydraulicznego połączonego ze strumieniem wody, drugi z wykorzystaniem mechanicznego podnośnika składającego się z odwróconego przenośnika taśmowego. Był to jedyny, który można było przetestować, po utracie pierwszego podczas fałszywego manewru. 28 marca 1978 roku o godzinie 6:26 czasu lokalnego do ładowni Sedco 445 zaczął napływać pierwszy ciągły strumień guzków. Podczas trzech testów przeprowadzonych 1250 km na południe od Hawajów zebrano około 600 ton guzków. strona, która była przedmiotem bardzo szczegółowej ankiety.
• OMA , który miał już doświadczenie w testach przeprowadzonych na płaskowyżu Blake , przekształcił w 1976 r. Wesser Ore, dawny statek rudy o pojemności 20 000 ton, wyposażając go w centralny wał, wieżę wiertniczą i sterowalne silniki. Zasada wynurzania polegała na „podnoszeniu powietrza”, a zbieranie odbywało się poprzez odsysanie z hamulcem na nartach. Statek, ochrzczony Deepsea Miner II, przeprowadził swoje pierwsze testy w 1977 roku, 1900 km na południowy zachód od San Diego. Musiały zostać przerwane z powodu problemów z uszczelnieniem połączeń elektrycznych wzdłuż rury wznośnej. Dwa nowe testy na początku 1978 r. Napotkały nowe trudności związane z zatonięciem pogłębiarki i nadejściem cyklonu. Ostatecznie w październiku 1978 r. W ciągu 18 godzin wyciągnięto 550 ton guzków z maksymalną szybkością 50 t / h. Test przerwano po pęknięciu łopatki pompy ssącej wyłączającej silnik elektryczny. Silnik zamienny okazał się nieodpowiedni ze względu na brak uszczelnienia, z powodu błędu w zamówieniu określającego 1500 stóp zamiast 15000.

• OMCO wydzierżawiło Glomar Explorer od Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, który został użyty do odzyskania radzieckiej łodzi podwodnej przez CIA. Ten 33 000 ton dynamicznie ustawiany statek o długości 180 m miał bardzo wyrafinowany system obniżania rury. Bardzo duża studnia centralna (61 x 22 m) ułatwiła montaż dużego kolektora. OMCO skonstruowało zmotoryzowany system zbierania wykorzystujący śruby Archimedesa do napędzania miękkich osadów. Opracowany w San Diego w basenie wyposażonym w odtworzone dno morskie, ten kolektor został zaprojektowany dla wydajności 1000 t / d. Po serii testów na 1800 m od Kalifornii, pierwsze testy na południe od Hawajów pod koniec 1978 roku musiały zostać przerwane, a drzwi centralnego studni odmówiły otwarcia. W lutym 1979 roku operację wznowiono pomyślnie i całość pracowałaby przez kilka dni z rzędu. Odzyskano tylko około pięćdziesięciu ton guzków, ze względu na brak urządzenia do przenoszenia z kolektora do rury. Ale operacja zapewnia bogactwo danych zebranych przez bardzo wyrafinowany system komputerowy, który posiadał Glomar Explorer. Ten test okazał się najdroższy ze wszystkich, wynajęcie statku kosztowało tylko 3000 USD / d, ale na pokładzie zajęło 200 osób, aby zapewnić operacje.

Leczenie metalurgiczne

Ze względu na swój skład, manganu ponadto guzki są podobne do niklu nośnych laterites eksploatowanych na lądzie. Przebadano różne metody oczyszczania, czasami aż do etapu pilotażowego laboratorium z ciągłym przepływem.

• Firma Deepsea Ventures z grupy OMA testowała w latach 1968–1975 proces ługowania chlorowodorem w pilotażu zdolnym do oczyszczenia 1,5 t guzków dziennie. Ale ostatecznie OMA zdecydowała się na pirometalurgię , której jeden z partnerów US Steel miał doświadczenie.
• Kennecott przetestował proces ługowania Cuprion amoniakiem przy użyciu tlenku węgla jako środka redukującego w pilotażu, który pracował przez 43 dni w sposób ciągły, przetwarzając 350 t / d.
• W grupie OMI firma Inco przeprowadziła testy pirometalurgiczne.
• We Francji CEA badał ługowanie amoniaku w „dużym laboratorium” przy szybkości 5 kg / hi wymywanie siarki przy 10 kg / h, podczas gdy firma Minemet z grupy Imetal badała pirometalurgię. Wreszcie jest to ługowanie. zachowane w studium wykonalności przeprowadzonym przez Gemonod.

Przyznane wydatki

Wydatki francuskiej grupy w latach 1971-1994 wyniosły w 2018 roku stałą równowartość 185,5 mln euro 2018, w tym 78 mln euro 2018 (42%) na poszukiwania, 82,5 mln euro 2018 (44,5%) na badania kolekcji i 18,5 mln euro 2018 ( 10%) do badań nad leczeniem metalurgicznym.

W 1977 roku OMI ogłosił, że wydał 50 milionów dolarów w 1977 roku (203 miliony dolarów w 2018 roku , czyli 185 milionów euro w 2018 roku ) na badania nad systemem zbiórki i obróbką metalurgiczną.

W 1985 r. OMA wskazała, że ​​wydała 166,4 mln USD 1985 , tj. Równowartość 335 mln EUR 2018 r. ), Z czego 17% (57 mln EUR 2018 r. ) Na poszukiwania, 49% (164 mln EUR 2018 r. ) Na odbiór, 13% (43,5 mln EUR 2018 ) w leczeniu metalurgicznym, 3% (10 mln EUR 2018 ) w badaniach ekonomicznych, 18% (60,5 mln EUR 2018 ) w kosztach administracyjnych.

W 1994 r., Kiedy Konwencja o prawie morza i Konstytucja Rady Międzynarodowego Zarządu ds. Dna Morskiego weszły w życie, państwa członkowskie poinformowały o wydatkach poniesionych przez siebie lub ich obywateli na poszukiwanie minerałów z głębin morskich, mieć prawo do statusu inwestorów pionierów.

Kraj	M $	Mln €
Niemcy	435,4	640,3
Stany Zjednoczone	390,9	574,9
Japonia	381,1	560,5
Rosja	343,3	504,9
Chiny	196.1	288,4
Indie	191.1	281,0
Francja	149,1	219,3
Holandia	108,9	160,2
UK	95.5	140,4
Korea	83.8	123.2
Belgia	65.5	96,3
Kanada	64.6	95,0
Polska	63.3	93.1
Całkowity	2568,6	3 777,5

Różnica zaobserwowana między zaktualizowaną kwotą dla Francji a kwotą podaną powyżej wynika z różnic we współczynnikach erozji monetarnej między Francją a Stanami Zjednoczonymi w latach 1994–2018, przy zmianie z franków na euro.

Jeśli zsumujemy kwoty wskazane przez kraje, których obywatele należeli do konsorcjów amerykańskich (Niemcy, Stany Zjednoczone, Japonia, Holandia, Wielka Brytania, Belgia, Kanada), otrzymamy w sumie 1160,8 mln USD. 1994 , czyli powiedzmy średnio 290,1 mln dolarów 1994 na konsorcjum, liczba całkiem prawdopodobna, nawet jeśli wiemy, że OMCO bez wątpienia wydało więcej niż OMA, samo więcej niż OMI i wszystkie więcej niż KCON.

Jeśli konsorcja i Francja zaprzestały działalności na początku lat 90., nowoprzybyli - Indie, Korea, Chiny i Polska - kontynuowali swoją działalność, ale kwota ich wydatków pozostała poufna.

Wpływ środowiska

Chociaż eksploracja nie stanowi większego problemu dla środowiska, z drugiej strony systemy zbierania są istotnymi źródłami zanieczyszczeń, które należy uznać za zbadane i zredukowane.

Biorąc pod uwagę układ hydrauliczny, mamy cztery części (uwaga: na pewno będzie też oddziaływanie na poziomie oczyszczalni na lądzie):

1. na dole kolektor podłączony do głównej rury;
2. główny przewód doprowadza mieszaninę zmiażdżonych grudek, osadu i wody morskiej;
3. podłoże powierzchniowe, na którym miazga guzka zostanie poddana obróbce, aby zatrzymać tylko rudę (nie ma potrzeby transportu wody i osadu!);
4. transport pokruszonych guzków do zakładu przetwórczego.

Dlatego należy sprawdzić kilka punktów:

• W tle:
  • zebranie guzków z osadu, które zniszczą florę i faunę,
  • bardzo drobne osady przechodzą w zawiesinę z ponownym osadzaniem się na organizmach,
  • mieszanie osadów i kruszenie guzków spowoduje zmianę warunków fizykochemicznych na dnie.
  • będzie światło (dla kamer monitorujących teren)

• Na słupie wody:
  • różne nieszczelności wokół połączeń między różnymi częściami systemu,

• Powierzchnia:
  • na podłożu powierzchniowym ruda zostanie wydobyta z pulpy, a skała płonna (woda zmieszana z osadem) będzie musiała zostać zrzucona do morza na głębokości ponad 300  m . Ten pióropusz osadu może spryskiwać złogi guzków na dnie.
  • wycieki z pewnością wystąpią, gdy guzki zostaną przeniesione na nośniki rudy,
  • hałas silnika będzie miał wpływ na gatunki zwierząt.

Ponieważ ryzyko nie jest bez znaczenia, Międzynarodowy Urząd ds. Dna Morskiego zobowiązał wszystkich wykonawców do zbadania wpływu na środowisko w ramach posiadanego pozwolenia na wydobycie. W październiku 2007 r. W Manoa (Hawaje) odbyły się warsztaty dotyczące możliwości zaklasyfikowania niektórych obszarów bogatych w guzki polimetaliczne i skorupę jako morskie obszary chronione.

Zobacz też

Powiązane artykuły

• Metale ciężkie
• Mangan
• Rów oceaniczny
• Czarni palacze
• Równina otchłani
• Subdukcja
• szelf kontynentalny
• Stok kontynentalny
• Podwodny kanion
• Płyty tektoniczne
• Strefa Hadal , głęboka na ponad 6000 metrów
• Ocean
• Batyskaf
• Gatunki ekstremofilne
• Wodzian metanu
• Skórka bogata w kobalt
• Montaż hydrotermalny
• Surowiec mineralny

Bibliografia

• Cronan, DS (1980). Podwodne minerały. Londyn: Academic Press.
• Cronan, DS (2000). Podręcznik morskich złóż mineralnych. Boca Raton: CRC Press.
• Cronan, DS (2001). „Guzki manganu”. p.  1526-1533 w Encyclopedia of Ocean Sciences, J. Steele, K. Turekian i S. Thorpe, wyd. San Diego: Academic Press.
• Earney, FC (1990). Morskie zasoby mineralne. Londyn: Routledge.
• Lévy JP (2002). „The Destiny of the International Seabed Authority, przedmowa JP Queneudec”, wyd. Pedone (Paryż), 236 stron, ( ISBN  2-233-00405-1 ) .
• Roy, S. (1981). Złoża manganu. Londyn: Academic Press.
• Teleki, PG, MR Dobson, JR Moore i U. von Stackelberg (red.). (1987). Minerały morskie: postęp w badaniach i ocenie zasobów. Dordrecht: D. Riedel.

Linki zewnętrzne

• (en) The International Seabed Authority
• Ifremer - guzki polimetaliczne

Uwagi i odniesienia

1. Friedrich G., Pluger WL, Kunzendorf H (1988)., Chemical composition of manganese nodules, in "The manganese nodule belt of the Pacific ocean", Ed. Halbach P., Friedrich G., Stackelbert U. (von) ( Stuttgart), s. : 37-51
2. Halbach P., Puteanus D. (1988), Morphology and composition of manganese nodules, in "The manganese nodule belt of the Pacific ocean", Ed. Halbach P., Friedrich G., Stackelbert U. (von) (Stuttgart) , s. : 17-20.
3. Veillette J., i in. (2007), Ferromanganese nodule fauna in the Tropical North Pacific Ocean: Bogactwo gatunków, szata faunalna i rozmieszczenie przestrzenne. Deep Sea Research, część 1, n °: 54, pp: 1912-1935
4. Bonatti E., Rammohanroy Nayudu Y. (1965), Pochodzenie guzków manganu na dnie oceanu, American Journal of Science, n: 263: pp: 17-39
5. Ehrlich, HL, Ghiorse, WC i Johnson, GL (1972). Rozmieszczenie drobnoustrojów w guzkach manganu z Oceanu Atlantyckiego i Pacyfiku . Dev. Ind. Microbiol, 13, 57–65.
6. Mero JL (1960). Zasoby mineralne na dnie oceanu, czasopismo kongresowe Mining, s. 48-53
7. Méro JL (1965), Zasoby mineralne morza, seria oceanografii Elsevier, Biblioteka karty katalogowej kongresu nr: 64-18520, str.  1-311
8. Archer AA (1981), Guzki manganu jako źródło niklu, miedzi, kobaltu i manganu, Transactions of the Institute of Mining and Metalurgy, strony: A1-A6
9. Murray J., Renard AF (1891). „Raport o naukowych wynikach rejsu HMS Challenger w latach 1873-1876: złoża głębinowe”, red. Johnson reprint Corporation (Nowy Jork), 525 s.
10. Hoffert Michel, Polimetaliczne guzki w głębokich dnie oceanów , Vuibert ,2008, 431  str. ( ISBN  978-2-7117-7166-0 ).
11. "  Wstęp - Marine Nauk o Ziemi  " na wwz.ifremer.fr (dostęp na 1 st lutego 2016 ) .
12. Titans n ° 126, lipiec 1989, raport „Minerały na dnie mórz”, strona 48.
13. Lenoble J.-P., "  Przegląd guzków polimetalicznych z 30 lat pracy na świecie  ", Chron. rech. min. , N O  5241996, s.  15-39.
14. "  Konsorcja guzki - Marine Nauk o Ziemi  " na wwz.ifremer.fr (dostępnym na 1 st lutego 2016 ) .
15. ISBA (2011), Decyzja Rady dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac eksploracji guzków polimetalicznych przedłożonego przez Nauru Ocean Resources Inc., ISBA / 17 / C / 14. 2011, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
16. ISBA (2011), Decyzja Zarządu dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac w zakresie poszukiwań guzków polimetalicznych, zgłoszonego przez Tonga Offshore Mining Limited, ISBA / 17 / C / 15. 2011, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
17. ISBA (2012), Decyzja Rady dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac eksploracji guzków polimetalicznych zgłoszonego przez Marawa Research and Exploration Ltd, ISBA / 18 / C / 25. 2012, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
18. ISBA (2012), Decyzja Rady dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac w zakresie poszukiwań guzków polimetalicznych zgłoszonych przez UK Seabed Resources Ltd, ISBA / 18 / C / 27. 2012, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
19. ISBA (2014), decyzja zarządu dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac eksploracji guzków polimetalicznych zgłoszonego przez Ocean Mineral Singapore Pte Ltd., ISBA / 20 / C / 27.2014, marynarze z Międzynarodowego Urzędu Funduszy: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
20. ISBA (2014), Decyzja Rady dotycząca wniosku o zatwierdzenie planu prac eksploracji guzków polimetalicznych zgłoszonego przez Cook Island Investment Corporation, ISBA / 20 / C / 29.2014, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka). p.  1-2 .
21. ISBA (2015), Wniosek o zatwierdzenie planu prac eksploracji guzków polimetalicznych w Obszarze, przedłożony przez China Minmetals, ISBA / 21 / LTC / 5, International Seabed Authority: Kingston, Jamaica). p.  1-2 .
22. Masuda A., Cruickshank MJ, Méro JL (1971), Ciągłe pogłębianie Bucket-Line na wysokości 12000 stóp, OTC, tom: 1410, str .: 837-858
23. Méro JL (1972), Przyszła obietnica wydobycia w oceanie, Canadian Mining and Metallurgical Bulletin, str: 21-27
24. Gauthier M. (1978), The exploitation of nodules, La Revue Maritime, str. 2353-2469
25. Gauthier M., Marvaldi JA (1975), Dwukrętowy system CLB do wydobywania guzków polimetalicznych. Proceedings of the Oceanology International Conference (Brighton), Vol: 9, s. 30–33
26. Powód J. (1978), Głębinowe wydobycie: nowy przemysł morski, Geodeta, str. 2-7
27. Burleson CW (1997), The Jennifer Project, Ed. Texas A&M University Press, 180 str.
28. Knodt Steffen, Kleinen Torsten, Postnov Alexey i Ø. N. Højen (2013). Koncepcja górnictwa głębinowego dla bryłek manganu. 42nd Underwater Mining Institute (Brazylia), 21-29 października 2013
29. Kim, H.-W., C.-H. Lee, S. Hong, T.-K. Yeu i J.-S. Choe. (2013). Badanie charakterystyki sterowania pilotowego robota górniczego (MineRo II) na wyjątkowo spoistej miękkiej glebie. 42nd Underwater Mining Institute (Brazylia) 21-29 października 2013
30. „  Dno morskie, nowe El Dorado  ”, raport wyemitowany przez Arte (2008 12 05 / 20h15), w którym „biolodzy ostrzegają przed eksploatacją tych podgleb. To wiązałoby się z ryzykiem, wciąż słabo zdefiniowanym, w szczególności dla łańcucha pokarmowego i klimat. Ta nowa gorączka złota generuje również konflikty polityczne, a obecne granice morskie są raczej niejasne ”.
31. (w) Ted Brockett, „  guzek Collector Podsystemy Organizacje programu IMO Pilot Górniczego test i jego zastosowanie w Collaborative Testy przez wykonawców  ” (dostęp na 1 st grudnia 2019 )
32. (w) Howard L. Hartman, Podręcznik SME Mining Engineering , EMS,1992
33. Bioróżnorodność, zakresy gatunków i przepływ genów w głębinowej prowincji guzków na Pacyfiku: przewidywanie i zarządzanie skutkami wydobycia na głębokim dnie morskim. Badanie techniczne ISA nr 3, 2007.
34. (en) Jean-Pierre Lenoble Możliwe konsekwencje eksploatacji polimetalicznych guzków w środowisku morskim , The Hague Boston, Kluwer Law International,2000( ISBN  90-411-9756-7 , OCLC  773584919 ) , str.  95-109
35. ISBA (2011), Decyzja Rady Międzynarodowego Urzędu ds. Dna Morskiego w sprawie planu zarządzania środowiskowego dla obszaru Clarion-Clipperton, ISBA / 17 / C / 19. 2011, International Seabed Authority: Kingston (Jamajka), s.  1-3
36. Warsztaty na temat projektowania morskich obszarów chronionych dla gór podwodnych i prowincji Guzów Otchłani na pełnym morzu Pacyfiku. Dokument ISBA / 14 / LTC / 2.