W pracy scharakteryzowano konkrecje polimetaliczne zalegające dno oceaniczne oraz ich zasoby i miejsca występowania, zwłaszcza w przyznanym Polsce obszarze pomiędzy uskokami dna pacyficznego o nazwie Clarion-Clipperton. Zaprezentowano koncepcję zastosowania wysokociśnieniowej strugi wodnej, wspomaganej fizycznym oddziaływaniem granulek suchego lodu CO2, do podmorskiego urobku takich konkrecji. Wskazano na bardzo przydatną cechę zastosowanego lodu, dzięki której jego cząstki nie podlegają zbrylaniu się w środowisku wodnym. Ponadto granulki takiego lodu pod wpływem mechanicznych udarów, występujących w strefie obróbki, ulegają gwałtownej sublimacji. Objętość pęcherzyków fazy gazowej CO2, powstających z częściowego przesublimowania granulek suchego lodu w warunkach panujących na dnie oceanicznym, jest bardzo niewielka. Największe pęcherzyki mają średnice od 1,7 do 2,1 mm. Ich ogromna mnogość sprawia jednak, że strefa robocza staje się obszarem agresywnej erozji, zbliżonej do kawitacji. W artykule tym przedstawiono także podstawy hydropneumatycznego transportu konkrecji polimetalicznych na powierzchnię, określając, na jakiej głębokości należy wtłaczać do rury sprężone powietrze w celu zapewnienia odpowiedniej wydajności tego procesu. Scharakteryzowano także struktury przepływów występujących w różnych przekrojach rury transportowej oraz określono odpowiednie zależności teoretyczne. Przedstawione zależności pozwalają na dokonywanie wyboru najważniejszych parametrów, które decydują o skuteczności opracowanej metody. Przedstawione teoretyczne podstawy odspajania i wydobywania konkrecji polimetalicznych z dna oceanicznego, oparte na wykorzystaniu erozyjnych właściwości wysokociśnieniowej strugi wodno-lodowej CO2 oraz transportowania urobku metodą iniekcji pneumatycznej powinny w istotnym stopniu przyczynić się do zwiększenia skuteczności wydobywania tych konkrecji.
EN
The paper presents characteristics of polymetallic concretions deposited on the bottom of the ocean and their resources as well as areas of deposition, especially in the Clarion-Clipperton area, the Pacific zone of Polish concession. The concept of high-pressure waterjet implementation, supported with physical influence of CO2 dry ice pellets for concretions’ output is presented. A very useful feature of ice used in the process that causes relatively neglected effect of clumping in the water environment is pointed out. Moreover, CO2 pellets, undergoing mechanical impact occurred in the machining zone, sublimate violently. The volume of CO2 gas bubbles at the bottom of the ocean is very small. The largest ones are 1.7 up to 2.1 mm in diameter. However, the huge number of those bubbles causes that the work area undergoes aggressive erosion similar to cavitation effect. The basis of concretions’ hydro-pneumatic transportation from the ocean bottom is given too, pointing out the issue of air pressure inlet depth to the main transportation tube, in order to achieve proper efficiency. The flow structures in respective cross-sections of the tube, as well as theoretical analysis of the problem are also characterized in this paper. Presented relations allow to choose important parameters, deciding about a quality of the developed method. Finally, the theoretical basis presented in this paper, based on erosive properties of high-pressure water-ice (CO2) jet technique of exploitation should essentially contribute to an increase in the efficiency of poly-metallic concretions output.
In time when traditional resources of mineral raw materials are getting low in many locations on land, polymetallic concretions are interesting alternative for them. Ther are usually oval agglomerations of many elements, mainly containing iron and manganese. They can be found usually in oceanic depths on 3000-5000 m below sea level depth, mainly in Pacific Ocean basin. The paper presents the genesis of concretions, their main locations of occurring and conditions concerning their potential extraction. The potential benefits occurring from their exploitation were presented. Furthermore, the ways of their extraction with evaluation of the applicability of certain methods were discussed. The actual law situation connected with concretions exploitation with historical background was presented too. The possibilities of Poland in this range concerning extraction of concretions and its share in investigations were evaluated. Poland has the allotment in Clarion-Clipperton area which was presented in the paper with discussion over the research conducted by the organization called Interoceanmetal.
PL
W czasie gdy tradycyjne źródła surowców mineralnych są w wielu miejscach na wyczerpaniu, konkrecje polimetaliczne stanowią dla nich ciekawą alternatywę. Są to zazwyczaj owalne skupiska wielu pierwiastków, głównie żelaza i manganu, które znaleźć można w głębinach oceanicznych na głębokości około 3000-5000 m p.p.m., głównie w basenie Oceanu Spokojnego. W artykule przedstawiono genezę powstania konkrecji, ich główne miejsca występowania oraz uwarunkowania dotyczące potencjalnego ich wydobycia. Przedstawiono korzyści jakie wyniknąć mogą z ich eksploatacji. Omówiono potencjalne sposoby ich wydobycia wraz z oceną stosowalności danych metod. Ponadto, przedstawiono aktualną sytuację prawną związaną z eksploatacją konkrecji wraz z jej rysem historycznym. Na tym tle oceniono możliwości Polski w kwestii wydobycia konkrecji oraz jej udział w badaniach dotyczących tego zagadnienia. Przedstawiono działkę przydzieloną Polsce w tym zakresie w basenie Clarion-Clipperton oraz badania prowadzone przez organizację Interoceanmetal.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.