深海采矿现状综述

2024-05-30 15:32
文章标签 现状 综述 深海 采矿

本文主要是介绍深海采矿现状综述,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

尽管目前各国的深海开采仍处于探索阶段,但是在面积达3.6亿平方公里的广阔深海区域(水深超过200米)中,人们已经发现了包括铜、锌、锰、钴甚至是稀土在内的众多高价值金属矿物。这些资源对于智能手机、笔记本电脑、太阳能电池板、风力涡轮机和电动车至关重要。

这些矿物之中,多金属结核、富钴铁锰结壳以及多金属硫化物(又称海底块状硫化物)三种矿产资源最具有开采价值。

 

  

1997年,巴布亚新几内亚成为世界上第一个为海底块状硫化物矿床颁发勘探许可证的国家。2011年1月,巴布亚新几内亚为面积为59平方公里的索尔瓦拉1号颁发了世界上第一个深海采矿许可证(有效期为20年)。索尔瓦拉1号项目是鹦鹉螺矿业公司和巴布亚新几内亚政府(通过政府的资源开发部门Petromin)之间的一个85:15的合资项目。鹦鹉螺公司和巴布亚新几内亚政府之间的纠纷导致该项目被搁置,鹦鹉螺公司与一家制造商签订了合同,但它破产了(由于经济问题)。因此,他们正在寻找新的承包商。到目前为止,鹦鹉螺公司已经绘制了总共12个可行的采矿点,命名为索尔瓦拉1号至索尔瓦拉12号

 

结核和SMS勘查开发技术较为成熟,结壳挑战性大。深海采矿通常包括几项关键技术。首先是要有现代化的装备齐全的船。目前,已有好几艘勘查船在运营,它们通常属于国家研究机构和地质调查局。开展巡航研究是很昂贵的事情,一艘船的运营成本约5万~10万欧元/天。另一项关键技术是可用于深海采矿作业的遥控机器人(ROV)。SMS在输送至海面之前,要用ROV进行开采。散落于海底淤泥中的锰结核,可通过ROV真空将其从海底吸出来。锰结壳可通过在洋底作业的ROV进行剥离并磨碎。ROV可将这些混合物运送至提升系统,管运至海面的船上。通常,一套深海采矿系统包括4个子系统:采掘系统、提升系统、海面平台和处理系统。

对于深海采矿技术,行业内似乎对商业化开采很有信心,认为以当前的技术水平足以满足需求。这些技术源自油气钻探,钻进深度通常可达2000米以上。然而,开采不同类型的深海矿产,其技术要求不尽相同。现有的或目前正在建立的第一代深海勘查开采技术只适用于铁-锰结核和SMS,不适用于铁-锰结壳。勘查和开采铁锰结壳需要克服两个主要的技术难题,一个是勘查和描述矿山特征,另一个是开采。勘查工具必须是深海拖曳式或可以装载在ROV上,并且可以在现场测量结壳的厚度以计算储量。最佳途径可能是开发一种多光谱地震探测工具和伽马辐射探测器,但必须解决伽马射线信号在海水中衰减的问题。与铁锰结壳相比,结壳基岩的种类繁多,伽马射线探测器在区别结壳基岩物理性能方面效果最好。开采方面的难题是,采矿工具必须能把铁-锰结壳与结壳基岩分离开,从而做到只开采结壳,不开采基岩,因为基岩开采会大大稀释矿石的品位。困难在于,结壳是牢固地附着在基岩之上的。分离结壳与结壳基岩的工作必须在水下1500m~2500m处的不规则且往往是粗糙的海床上进行,而且结壳以下的各种结壳基岩的韧性又各不相同。攻克这一难关需要进行高水平的技术创新。

上海交大深海重载作业采矿车“开拓一号”完成1300米深海试验

招商工业-深海所联合实验室共同研发的富钴结壳采矿车

(一)确立深海矿产资源开发发展理念

我国未来深海矿产资源开发装备的发展将秉持重装、协同、智能和绿色等理念,加速推进核心技术创新和装备自主研发。开发海底大功率、高效能的重载作业装备,突破海底多装备联合作业全系统协同调控技术,基于信息融合、数字孪生体以及人工智能技术构建海底信息化、无人化、智能化作业系统,全面发展绿色开采技术。深海矿产资源开发基于技术创新、装备研发、海上作业、矿石处理与综合利用,构建技术产业链,实现商业开采和产业化。

(二)明确关键技术装备研发任务

根据我国未来深海矿产资源开发装备的发展理念,梳理技术装备发展的关键科学问题和“卡脖子”技术,基于我国的研究基础和研发现状,明确亟待解决的重要研究任务。针对深海矿产资源开发整体系统,研发全系统协同控制技术、复杂海况下重载装备布放回收技术、整体动力学特性预报技术;发展海底采矿重载作业装备环境感知与精准控制技术;研制大流量、无堵塞、高效率、轻量化的提升泵管装备,突破长距离多相流管道输送流动保障技术、多重复杂激励下动力响应预报分析技术;针对系统长期生产作业,研发实时监测及即时预警技术。应对开采作业的环保要求,全面构建环境影响评估技术体系。

(三)实施深海多金属结核开采示范工程

瞄准我国获得勘探权和优先开采权的深海多金属结核矿区,以绿色环保、高效协同为主要目标,开展海上规模化试采。研究深海矿产资源开发技术方案,开展系统总体设计、集成和融合;研制矿床开采装备、矿石转运装备、水面控制和辅助开采装备,搭载自主核心技术,建立海底矿床的勘探、开采、输送、转运技术链;建立环境监测和评价体系,实现绿色开采。规模化试采应兼顾富钴结壳、多金属硫化物开采,为相关技术验证提供海上试验基地和平台。

规模化试采后,着手商业化开采。注重深海采矿的经济性和环保性,建立分析评估体系。从短期试验发展到商业化开采,必须进一步考虑系统在海上长期作业的运行和维护,形成完整的长期运维、监测、调控系统。兼顾极端情况下的系统应急需求,发展水面–水下快速解脱和回接技术。

参考文献

深海采矿时代渐行渐近_中国地质调查局

深海采矿与海洋工程研究所-中国矿业大学 深海科学与水下工程研究中心

矿业人|全球深海采矿研究现状概述

【深度】深海采矿:脆弱生态里的资源转型_开采

上海交大深海重载作业采矿车“开拓一号”完成1300米深海试验_交大要闻_上海交通大学新闻学术网

我国深海矿产资源开发装备研发现状与展望

我国科学家首次完成深海采矿车与载人潜水器联合作业_试验

这篇关于深海采矿现状综述的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1016452

相关文章

kaggle竞赛宝典 | Mamba模型综述!

本文来源公众号“kaggle竞赛宝典”,仅用于学术分享,侵权删,干货满满。 原文链接:Mamba模型综述! 型语言模型(LLMs),成为深度学习的基石。尽管取得了令人瞩目的成就,Transformers仍面临固有的局限性,尤其是在推理时,由于注意力计算的平方复杂度,导致推理过程耗时较长。 最近,一种名为Mamba的新型架构应运而生,其灵感源自经典的状态空间模型,成为构建基础模型的有力替代方案

AI文献综述神器,有这一款就够了!

我是娜姐 @迪娜学姐 ,一个SCI医学期刊编辑,探索用AI工具提效论文写作和发表。 当前的AI辅助文献综述的工具有很多,如果说功能最强大的,娜姐无疑要推SciSpace了。 SciSpace利用强大的AI算法,理解并建立研究论文之间的联系,可以大大提升文献综述的质量和效率。并且其功能还在不断更新和完善。        1 强大的语义搜索功能 传统的关键词搜索可能会遗漏相关文献,Sc

《中国全屋智能行业发展现状与投资前景研究分析报告》

报告导读:本报告从国际全屋智能发展、国内全屋智能政策环境及发展、研发动态、供需情况、重点生产企业、存在的问题及对策等多方面多角度阐述了全屋智能市场的发展,并在此基础上对全屋智能的发展前景做出了科学的预测,最后对全屋智能投资潜力进行了分析。  订购链接:https://www.yxresearch.com/ 第一章全屋智能行业概念界定及发展环境剖析 第一节全屋智能行业相关概念界定 一、智能家

AI超周期现状 - NVIDIA、苹果以及人工智能的整体需求

于2024年6月6日在中国杭州拍摄的英伟达和苹果的标志。到6月5日,东部时间,英伟达的市值超过3万亿美元,正式超越苹果的市值,成为全球市值第二大的科技巨头。值得注意的是,短短3个多月时间里,英伟达的市值就从2万亿美元飙升至3万亿美元。(由Costfoto摄于NurPhoto,经盖蒂图片社批准) 在九月初经历了几天的市场动荡后,又有一波关于人工智能超级周期是否已结束的讨论。如果没有结束,那接下来会

20180108文献综述书写感悟

在写文献综述理清各章节脉络的时候,发现了以下几个问题,共勉之。 1、资源对接问题:章节应该明确标注出处,来源,例如(from 百度/某篇文章链接),不写,则默认为原创。 以方便下一个接着写的同学清晰了解资料来源。 2、质量低:上任对发展史做了整理,但并没有输出成原创性文字,重新阅读加大理解成本,并且思路不新不全局不清晰,需要重新绘之。

Netty源码解析4-Handler综述

Netty中的Handler简介 Handler在Netty中,占据着非常重要的地位。Handler与Servlet中的filter很像,通过Handler可以完成通讯报文的解码编码、拦截指定的报文、 统一对日志错误进行处理、统一对请求进行计数、控制Handler执行与否。一句话,没有它做不到的只有你想不到的 Netty中的所有handler都实现自ChannelHandler接口。按照输入

如何快速写文献综述

真实参考文献的AI论文生成器:AIPaperDone - AI 万字论文生成 在本文中,你将学习如何为不同的学术领域撰写文献综述。 请注意: 文献综述并不是关于小说或诗歌等文学作品的。当我们说"文献",我们指的是某个领域的"研究"。撰写文献综述意味着收集你主题的关键资料,对它们进行概述,并分析它们之间的关系。 以下是如何快速完成的方法。 什么是文献综述? 文献综述是一篇学术论

零样本学习(zero-shot learning)——综述

-------本文内容来自对论文A Survey of Zero-Shot Learning: Settings, Methods, and Applications 的理解和整理,这里省去了众多的数学符号,以比较通俗的语言对零样本学习做一个简单的入门介绍,用词上可能缺乏一定的严谨性。一些图和公式直接来自于论文,并且省略了论文中讲的比较细的东西,如果感兴趣建议还是去通读论文 注1:为了方便,文中

卷积神经网络综述

摘要 本文对卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)进行了全面综述。首先介绍了卷积神经网络的发展历程,包括早期的理论基础和关键突破。接着详细阐述了卷积神经网络的结构组成,包括卷积层、池化层、全连接层等,分析了各层的作用和特点。然后探讨了卷积神经网络在图像识别、目标检测、语义分割等多个领域的应用,并介绍了一些典型的应用案例。此外,还讨论了卷积神经网络的训练方

多晶透明陶瓷市场发展现状和前景:未来几年年复合增长率CAGR为15.5%

多晶透明陶瓷是一种新型先进功能材料,它具有独特的机械性能和透射性能,在战略和民用领域有着广泛的应用。陶瓷粉末合成、成型和烧结技术的进步使得先进透明陶瓷材料的微观结构、机械性能和光学性能关系的定制成为可能。透明陶瓷材料大致分为可见光、中波和长波红外区。目前正在开发的透明陶瓷系统包括ALON透明陶瓷、蓝宝石透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、尖晶石透明陶瓷、YAG透明陶瓷等。 据QYResearch调研团队最