海洋爷爷高敏说,钴结壳除了钴含量高于深海锰结核之外,其开采之所以被认为有利,是因为高质量的结壳储存在岛屿国家专属经济区内,水深较浅,离海岸设施较近的水域。
刘傻子说,钴供应不确定的一个原因是,在扎伊尔和赞比亚这两个主要生产国,钴是铜矿业的副产品。因此,钴的供应量取决于对铜的需求,碲的供应量也是如此。
王可博士说,这种不确定性已促使企业寻找其他代用品,因此,市场仅略有增长。如果可以为这些金属开发出其他重要来源,这将提供较有力的诱因,在产品中重新使用这些金属,从而增加消耗量。
对钴以外的一种或多种结壳富含金属的需求,最终可能成为开采结壳的驱动力。尽管存在上述的经济和技术不确定因素,但至少有三家公司已经表示有兴趣开采结壳。一些新情况,例如,土地用途优先问题、淡水问题和陆地矿区的环境关切问题,可能会改变经济环境,推动海洋采矿活动。
刘傻子教授说,现在,人们日益认识到,富钴结壳是一种重要的潜在资源。因此,必须通过研究、勘探和技术开发,填补结壳开采各个方面的信息空白区。最低含氧层的矿床较丰的现象,使调查人员将钴的富集部分归因于海水中的低含氧量。
王可博士说,特点和成分除钴之外,结壳还是其他许多金属和稀土元素的重要潜在来源,如钛、铈、镍、铂、锰、磷、铊、碲、锆、钨、铋和钼。结壳由水羟锰矿 (氧化锰)和水纤铁矿 (氧化铁) 组成。较厚结壳有一定数量的碳磷灰石,大部分结壳含少量石英和长石。结壳钴含量很高,可高达 1.7%;在某多金属结核的大片面积上,结壳的钴平均含量可高达 1%。
海洋爷爷说,一旦确定了取样站,就可以部署拖网、岩芯取样机以及声纳摄像机和视频摄像机,以查明结壳、岩石和沉积物的类别和分布情况。为此,需要装备齐全的大型研究船,来操作海底声波信标和拖拽设备, 并处理大量样品。
刘傻子说,在较后阶段,需要载人潜器或遥控作业系统为进行环境评估,需部署测流计锚定设备和生物取样设备。开采结壳的技术难度,大大高于开采多金属结核。采集结核比较容易,因为结核形成于松散沉积物基底之上,而结壳却或松或紧地附着在基岩上。要成功开采结壳,就必须在回收结壳时,避免采集过多基岩,否则,会大大降低矿石质量。
海山环境需要对海山生物群落的性质进行更多研究,以便积累可靠的依据,就结壳勘探和采矿造成的环境问题提出建议。
除了知道其复杂和变化大的特点外,目前对这些群落知之甚少;位于同一深度的两座海山,可能有完全不同的生物组成。海山生物群落的组成和特点由流型、地貌、海底沉积物及岩石类型和覆盖面积、海山大小、水深及海水含氧量等因素确定。
另外,还必须了解海山周围的海流,以便开发适当的采矿设备和技术,并确定被扰动沉积物颗粒和废物的扩散途径。海山阻挡海流流动,产生各种更强的涡流和上升流,从而增加生物的初级生产力。这些海流的影响在海山顶部周围的外缘最为强烈,也正是在这些地方易找到最厚的结壳。
南海梦想科考艇在海上行驶。“海洋爷爷,我们什么时候能够找到藏宝图石板呀?”梦弟问。
“藏宝图石板,迟早是会找到的。”海洋爷爷说。“我们现在要观察海底锰结核。”科学博士说。
海洋爷爷吩咐小波、小明、小聪、小燕子、梦弟穿上潜水服,跟随机器人骄子、海狮小亮一起潜水,到浅海底寻找锰结核。
梦弟梦见自己变成小海龟,来到海底,寻找锰结核,见到老海龟。老海龟问:“梦弟,你是来寻找锰结核的吗?”“海龟爷爷,我想寻找锰结核,但不知道什么是锰结核?”梦弟说。
老海龟告诉梦弟说,锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等,它是一种铁、锰氧化物的集合体,黑色和褐黑色。
没有想到,一个球状的物体说:“我就是锰结核。”接着,椭圆状、马铃薯状、葡萄状、扁平状、炉渣状等物体异口同声地说:“我们都是锰结核。”
梦弟傻了,到底是真是假,这么多奇形怪状的物体,居然都是锰结核。 球形状锰结核说:“我来自陆地。”老海龟补充说:“大陆或岛屿的岩石风化后释放出铁、锰等元素,其中一部分被海流带到大洋沉淀。”
葡萄状锰结核说:“我来自火山。”老海龟解释说:“岩浆喷发产锰结核生的大量气体与海水相互作用时,从熔岩中搬走一定量的铁、锰,使海水中锰、铁越来越多。”
炉渣状锰结核说:“我来自生物。”老海龟解释:“浮游生物体内富集微量金属,它们死亡后,尸体分解,金属元素也就进入海水。”
马铃薯状锰结核说:“我来自宇宙。”老海龟解释:“有关资料表明,宇宙每年要向地球降落 2000~5000 吨宇宙尘埃,它们富含金属元素,分解后也进入海洋。”
老海龟知道梦弟的想法,说:“锰结核形态多样,大小尺寸变化也比较悬殊,从几微米到几十厘米的都有,重量最大的有几十千克。”
锰结核存在的形式为硅酸盐和难溶性高锰酸盐的混合物。锰结核中主要金属成分是:锰、镍、铜及钴。其他成分有铁、硅及铝,亦有少量钙、钠、镁、钾、钛及钡,连带有氢及氧。
老海龟说:“因为铜、钴、镍等 76 种金属元素是陆地上紧缺的矿产资源,有必要开采海底锰结核获取这些金属。美国锰矿全靠进口,对从锰结核生产锰也大感兴趣,所以美国最为重视锰结核开发。美国在大洋锰结核开发技术方面也处于领先地位。”
大洋底蕴藏着极其丰富的矿藏资源,锰结核就是其中的一种。锰结核是沉淀在大洋底的一种矿石,它表面呈黑色或棕褐色,形状如球状或块状,它含有 30 多种金属元素,其中,最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等。梦弟看见这些元素变成了蚂蚁大小的人样,有眼睛也有手脚,其中金色的是金元素,铜色的是铜元素。
老海龟带着梦弟四处参观。“关于锰结核的生成原因是什么呢?”梦弟问。“你可以去问一问科普作家傻子梦石教授。”老海龟说。
梦弟的梦苏醒了,他发现,刘傻子教授、科学博士、海洋爷爷、计算机姐姐等正在议论锰结核,他说出了自己的梦中奇遇。
“一般认为,是沉降于海底的各种金属的氧化物,以带极性的分子形式,在电子引力作用下,以其他物体的细小颗粒为核,不断聚集而成。这个理论,也有不能自圆其说之处。锰在海水中的含量并不算多,为什么却会在锰结核中独占鳌头呢?锰结核的成因有待继续研究。”科学博士说。
“研究试验的锰结核开采方法也有许多种。比较成功的方法有链斗法、水力升举法和空气升举法等几种。链斗式采掘机械就像旧式农用水车那样,利用绞车带动挂有许多戽斗的绳链,不断地把海底锰结核采到工作船上来。” 计算机姐姐说。
海洋爷爷说:“水力升举式海底采矿机械,是通过输矿管道,利用水力把锰结核连泥带水地从海底吸上来。空气升举法同水力升举原理一样,只是直接用高压空气连泥带水地把锰结核吸到采矿工作船上来。”
刘傻子教授说——
20 世纪 80 年代,一些先进国家组成跨国公司,使用这些机械,取得日产锰结核 300~500 吨的开采成绩。总之,锰结核的开采、冶炼,在技术上已不成问题,一旦经济上有利,便可形成新的产业,进入规模生产。
锰结核是怎样形成的呢?科学家估计,地球已有 50 亿年的历史,在这过程中,它在不断地变动。通过地壳中岩浆和热液的活动,以及地壳表面剥蚀搬运和沉积作用,形成了多种矿床。雨水的冲蚀,使地面上溶解一部分矿物质流入了海内。
海洋爷爷说,在海水中锰和铁本来是处于饱和状态的,由于这种河流夹带作用,使这两种元素含量不断增加,引起了过饱和沉淀,最初是以胶体态的含水氧化物沉淀出来。
王可博士说,在沉淀过程中,又多方吸附铜、钴等物质并与岩石碎屑、海洋生物遗骨等形成结核体,沉到海底后又随着底流一起滚动,像滚雪球一样,越滚越大,越滚越多,形成了大小不等的锰结核。
梦弟呢,又进入了梦乡,这回,他被机器人白骨精抓住,机器人白骨精说:“梦弟,我想让你成为锰结核。”
(https://www.bqduo.cc/biquge/107_107641/c91562989.html)
1秒记住笔趣阁网:www.bqduo.cc。手机版阅读网址:m.bqduo.cc