JP2021123884A - Recovery device and recovery method for selectively recovering solids from liquids - Google Patents

Recovery device and recovery method for selectively recovering solids from liquids Download PDF

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洋文 太田
Hirofumi Ota
洋文 太田
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Abstract

To avoid the use of pollutants such as surfactants used in mineral processing operations, and reduce the generation of waste due to mineral processing residues.SOLUTION: A recovery device that selectively recovers solids (minerals) to be recovered in liquid comprises a bubble generator that bubbles a positively or negatively charged gas and applies the bubbles to a solid to be recovered that is charged with a polarity different from that of the gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液体中から固形物を選択的に回収する回収装置及び回収方法に関する。 The present invention relates to a recovery device and a recovery method for selectively recovering a solid substance from a liquid.

例えば、深海におけるレアアースを含む泥においては、高揚程多段スラリーポンプを複数カ所で直列に連結して回収するポンプリフト方式や、船上の空気圧縮機から各水深層の数カ所に高圧空気を注入するエアリフト方式等により、海底の泥と一緒にレアアースを引き上げることが検討されている。
また、粘土鉱物としてセシウム吸着粘土鉱物(ベントナイト、モンモリロナイト、ベークライト等)の分離が検討されている。
さらに、鉱山選鉱では、ザンセートなどの補収剤が多く用いられ、環境負荷が問題となっている。
For example, in the case of mud containing rare earth in the deep sea, a pump lift method in which high-lift multi-stage slurry pumps are connected in series at multiple locations for recovery, or an air lift that injects high-pressure air from an air compressor on board into several locations in each deep layer. It is being considered to raise rare earth together with mud on the seabed by a method or the like.
In addition, separation of cesium-adsorbed clay minerals (bentonite, montmorillonite, bakelite, etc.) is being studied as clay minerals.
Furthermore, in mine beneficiation, a large amount of replenishing agent such as zansate is used, which poses a problem of environmental load.

特開2019-078018Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-078018

深海におけるレアアースについては、海底堆積物中のジスプロシウム(Dy)に代表されるレアアース元素の汚染なき回収が望まれている。
すなわち、現在の主流の選鉱技術では界面活性剤(有機物類が主)等の海洋汚染物質の使用が避けられないため、海底から選別除去対象鉱物を含んだレアアース堆積物を地上にアパタイトごと引き上げ、地上(海洋上)で選鉱する必要が生じていた。また選鉱残渣は海に戻せないため廃棄物が発生し、コスト上昇を招いている。
そこで、選鉱作業で用いられる界面活性剤等の汚染物質の使用を避け、選鉱残渣による廃棄物の発生を削減することが望まれている。
また、粘土鉱物、鉱山選鉱や廃棄物処理場などにおいても、適切に分離できる技術やザンセートなどの補収剤を使わない環境を考慮した選鉱が要望されている。
For rare earths in the deep sea, it is desired to recover rare earth elements such as dysprosium (Dy) in seafloor sediments without contamination.
In other words, since the use of marine pollutants such as surfactants (mainly organic substances) is unavoidable in the current mainstream mineral processing technology, rare earth deposits containing minerals to be sorted and removed from the seabed are pulled up to the ground together with apatite. There was a need to beneficiate on the ground (on the ocean). In addition, since the mineral processing residue cannot be returned to the sea, waste is generated, which causes an increase in cost.
Therefore, it is desired to avoid the use of pollutants such as surfactants used in the mineral processing work and reduce the generation of waste due to the mineral processing residue.
In addition, in clay minerals, mine beneficiation, waste treatment plants, etc., there is a demand for beneficiation that takes into consideration the technology that enables proper separation and the environment that does not use replenishers such as zansate.

上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る液体中にある回収対象固形物(鉱物)を選択的に回収する回収装置は、正または負に帯電した気体を気泡化させて、前記気体とは異なった極性に帯電している前記回収対象固形物に、前記気泡を当てる気泡発生装置、を備える。 In order to solve the above problems, the recovery device for selectively recovering the solid to be recovered (mineral) in the liquid according to claim 1 of the present invention foams a positively or negatively charged gas into bubbles. A bubble generator for applying the bubbles to the solid to be recovered, which is charged with a polarity different from that of the gas, is provided.

請求項2に係る回収装置は、前記気泡発生装置から水圧により前記回収対象固形物に前記気泡を当てることを特徴とする。 The recovery device according to claim 2 is characterized in that the bubbles are applied to the solid to be recovered by water pressure from the bubble generator.

請求項3に係る回収装置は、正または負に帯電した気体を生じさせるイオン発生装置を備えたことを特徴とする。 The recovery device according to claim 3 is provided with an ion generator that generates a positively or negatively charged gas.

請求項4に係る回収装置は、予め正または負に帯電させた気体が大気圧よりも高い圧力で封入された容器を備えたことを特徴とする。 The recovery device according to claim 4 is characterized by comprising a container in which a gas previously charged positively or negatively is sealed at a pressure higher than atmospheric pressure.

請求項5に係る回収装置は、さらに、前記気体を回収し、再利用することを特徴とする。 The recovery device according to claim 5 is further characterized in that the gas is recovered and reused.

請求項6に係る回収装置は、前記気体を負に帯電させ、前記回収対象固形物をレアアースとすることを特徴とする。 The recovery device according to claim 6 is characterized in that the gas is negatively charged and the solid to be recovered is a rare earth element.

請求項7に係るセシウム回収方法は、前記回収装置において、気体を正に帯電させ、回収対象固形物を粘土鉱物(セシウム吸着粘土)とする第1工程と、前記第1工程で選別回収した前記粘土鉱物を破壊する中間工程と、さらに前記回収装置又は他の回収装置において、気体を負に帯電させ、回収対象固形物をセシウムとする第2工程を備えることを特徴とする。 The cesium recovery method according to claim 7 is a first step in which the gas is positively charged and the solid to be recovered is a clay mineral (cesium-adsorbed clay) in the recovery device, and the above-mentioned selection and recovery in the first step. It is characterized by including an intermediate step of destroying clay minerals, and a second step of negatively charging the gas and using cesium as the solid to be recovered in the recovery device or other recovery device.

請求項8に係る液体中にある回収対象固形物を選択的に回収する回収方法は、正または負に帯電した気体を生じさせる工程と、前記気体を気泡化させて、前記気体とは異なった極性に帯電している回収対象固形物(鉱物)に、前記気泡を当てる工程と、を有する。 The recovery method for selectively recovering the solid to be recovered in the liquid according to claim 8 is different from the gas by forming a positively or negatively charged gas and foaming the gas. It has a step of applying the bubbles to a polarly charged solid to be recovered (mineral).

本発明により海洋汚染を引き起こすような添加剤を一切含まず海底での選鉱技術によるレアアースの選択採掘が可能となるため、アパタイトとレアメタルを一体として揚程する必要がなくなり、資源採掘に必要なエネルギーの削減(対象物のみ浮遊選鉱の要領で地上へ運搬するため)と選鉱残渣廃棄物処理(副次的に発生する残渣は海洋中に戻せないルールがあり廃棄物処理が必要)が不要となり、海底資源開発のハードルを劇的に下げるものとなる。
また、船上から海底まで空気を送り出す必要をなくすこともできるなどエネルギーの削減や、深海でもさらに深い海底への調査、探索、回収も可能となる。
また、粘土鉱物や鉱山選鉱においても、適切に分離できる技術やザンセートなどの補収剤を使わない環境を考慮した選鉱が可能となる。
Since the present invention enables selective mining of rare earth by mineral processing technology on the seabed without containing any additives that cause marine pollution, it is not necessary to lift apatite and rare metal as a unit, and the energy required for resource mining can be obtained. Reduction (because only the target material is transported to the ground in the manner of flotation) and treatment of mineral processing residue waste (there is a rule that secondary generated residues cannot be returned to the ocean and waste treatment is required) are no longer required, and the seabed It will dramatically lower the hurdles for resource development.
In addition, it is possible to reduce energy by eliminating the need to send air from the ship to the seabed, and to investigate, search, and recover deeper seabeds.
Also, in clay mineral and mine beneficiation, it is possible to perform beneficiation in consideration of the technology that can be appropriately separated and the environment that does not use a replenishing agent such as zansate.

本実施形態に係る回収装置の概略図である。It is the schematic of the recovery device which concerns on this embodiment. 第一の実施形態に係る回収装置の概略図である。It is the schematic of the recovery device which concerns on 1st Embodiment. 第一の実施形態に係る回収装置の集鉱部分の説明図である。It is explanatory drawing of the collection part of the recovery apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第一の実施形態に係る回収装置の船上部分の説明図である。It is explanatory drawing of the shipboard part of the recovery device which concerns on 1st Embodiment. 第二の実施形態に係る回収装置の集鉱部分の説明図である。It is explanatory drawing of the collection part of the recovery apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第二の実施形態に係る回収装置の船上部分の説明図である。It is explanatory drawing of the shipboard part of the recovery device which concerns on 2nd Embodiment. 第三の実施形態に係る回収装置の集鉱部分の説明図である。It is explanatory drawing of the collection part of the recovery apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第三の実施形態に係る回収装置の説明図である。It is explanatory drawing of the recovery apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第三の実施形態に係る回収装置の船上部分の説明図である。It is explanatory drawing of the shipboard part of the recovery device which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本実施形態に係る回収装置及び回収方法について説明する。ただし、以下の各実施形態に限定されるものではなく、任意の組み合わせでも良く、従来の対応する如何なる技術も利用することができる。
また、本実施形態において回収対象となる「鉱物」には、レアアース採掘、既存鉱山、工場、廃棄物処理場、原子力発電所又は家庭等で扱っている全ての金属系陽イオン元素(例えば、スカンジウム(Sc),イットリウム(Y),ランタン(La),セリウム(Ce),プラセオジム(Pr),ネオジム(Nd) ,ガドリニウム(Gd),テルビウム(Tb),ジスプロシウム(Dy),ホルミウム(Ho),エルビウム(Er),ツリウム(Tm),ルテチウム(Lu)、ストロンチウム(Sr)、セシウム(Cs), コバルト(Co)又はヨウ素(I)等)の内、何れか1つ又は2つ以上の組み合わせを含むことができる。特にこれらの内、周りを気体で覆えば雷雲中の微細な氷やトナーと同様に表面特性がプラス帯電となり得る六方晶系(No.194)の結晶構造を持っていることが好ましい。なお、本実施形態において、「選鉱」とは、本実施形態の回収対象鉱物と回収対象外のものを分けることをいう。
Hereinafter, the recovery device and the recovery method according to the present embodiment will be described. However, the present invention is not limited to each of the following embodiments, and any combination may be used, and any conventional corresponding technique can be used.
In addition, the "minerals" to be recovered in the present embodiment include all metallic cation elements (for example, scandium) handled in rare earth mining, existing mines, factories, waste treatment plants, nuclear power plants, households, etc. (Sc), yttrium (Y), lantern (La), cerium (Ce), placeozim (Pr), neodym (Nd), gadrinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), lutetium (Lu), strontium (Sr), cesium (Cs), cobalt (Co) or iodine (I), etc.), including any one or a combination of two or more. be able to. In particular, among these, it is preferable to have a hexagonal (No. 194) crystal structure in which the surface characteristics can be positively charged like fine ice and toner in thunderclouds if the surroundings are covered with gas. In addition, in this embodiment, "mineral processing" means to separate the minerals to be recovered and the minerals not to be recovered in this embodiment.

また、本実施形態において、「液体中にある回収対象固形物」とは、例えば、深海におけるレアアース選鉱の場合は「海中にあるレアアース」を意味し、工場、廃棄物処理場や鉱山における選鉱の場合は水槽、川又は池などに水などの液体と共に選鉱前の回収対象固形物を含んだ物質がある状態を意味する。 Further, in the present embodiment, the “solid matter to be recovered in the liquid” means, for example, “rare earth in the sea” in the case of rare earth beneficiation in the deep sea, and is used for beneficiation in factories, waste treatment plants and mines. In the case, it means that there is a substance containing a liquid such as water and a solid substance to be recovered before beneficiation in a water tank, a river or a pond.

図1は本実施形態に係る回収装置の概略図である。
図1で示されているように、回収装置はイオン発生装置1と、気泡発生装置2と、を備えている。また、本実施形態では気泡発生装置2は液体中に配置されている。
FIG. 1 is a schematic view of a recovery device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the recovery device includes an ion generator 1 and a bubble generator 2. Further, in the present embodiment, the bubble generator 2 is arranged in the liquid.

本実施形態における液体とは、川、湖、ダム、沼や池の水、水道水、地下水、雨水又は海水等自然界に存在する水(H2O)を主体(体積の50%以上含む)とした液体を対象としているが、これらの内2つ以上の液体を混ぜ合わせたものや、その他の液体も本実施形態の液体の対象とすることができる。 The liquid in this embodiment is a liquid mainly composed of naturally occurring water (H2O) such as river, lake, dam, swamp or pond water, tap water, groundwater, rainwater or seawater (including 50% or more of the volume). However, a mixture of two or more of these liquids and other liquids can also be the target of the liquid of the present embodiment.

また、本実施形態における気体とは、原則として空気を主体(体積の50%以上を含む)とした気体を意味するが、本実施形態の気体は空気に限られない。負又は正に帯電する気体であれば本発明の気体とすることができる。 Further, the gas in the present embodiment means a gas mainly composed of air (including 50% or more of the volume) in principle, but the gas in the present embodiment is not limited to air. Any gas that is negatively or positively charged can be the gas of the present invention.

イオン発生装置1は、気体注入口7から外気を取り込み、正または負に帯電した気体を生じさせ、ポンプPによって、液体吸入口17から吸入した液体と共に通気管8を通して接続された気泡発生装置2にこの気体を送り込む。すなわち、気体は液体と混合された状態で気泡発生装置2に送り込まれる。気泡発生装置2は送り込まれた気体を気泡化させて液体中の回収対象固形物に当てる。ここで、回収対象固形物はこの気体とは異なった極性に帯電しているので、イオン化された気体は回収対象固形物に付着し、それによって回収対象固形物に浮力が生じて、集鉱ホッパーの上方に位置するベースプレート11に集鉱される。集鉱された回収対象固形物は、吸収管9を通って固液分離装置3に吸収され、固液分離装置3によって、回収対象固形物と前記液体が分離され、回収対象固形物の回収が可能となる。 The ion generator 1 takes in outside air from the gas inlet 7, generates a positively or negatively charged gas, and is connected to the bubble generator 2 through the ventilation pipe 8 together with the liquid sucked from the liquid suction port 17 by the pump P. This gas is sent to. That is, the gas is sent to the bubble generator 2 in a state of being mixed with the liquid. The bubble generator 2 makes the sent gas into bubbles and hits the solid to be recovered in the liquid. Here, since the recovery target solid is charged with a polarity different from that of this gas, the ionized gas adheres to the recovery target solid, which causes buoyancy in the recovery target solid, and the mineral collection hopper It is collected on the base plate 11 located above the. The collected solid to be recovered is absorbed by the solid-liquid separation device 3 through the absorption pipe 9, and the solid to be recovered and the liquid are separated by the solid-liquid separation device 3, so that the solid to be recovered can be recovered. It will be possible.

ここで回収対象固形物が深海にある場合は、吸収管9を気体の付いた回収対象固形物(例えばレアアース)が上昇する際、菅の圧力が開放状態の場合、気泡(バブル)の体積は海底の100倍を超え膨張すると考えられるが、その場合には、帯電効果が減少し、回収対象固形物を保持できなくなる。
しかし、吸収管9内では強い上昇流が発生するので、回収対象固形物を船上まで持ち上げてくることが可能となる。
さらに、吸収管9を密閉菅とし、菅内圧力を制御する構成とすることで、バブルの膨張量も制御することも可能となる。
なお、固液分離装置3の吸収は、このような気体による浮力だけでなく、吸引ポンプ等の動力を使用してもよい。
また、回収対象固形物が地上の工場、廃棄物処理場、原子力発電所、鉱山等における水槽や河川等浅い水中などにある場合には、ポンプPや液体吸入口17を備えなくてもよい。すなわち、正または負に帯電した気体を液体と混合させないで気泡発生装置2に送り込む構成であってもよい。
また、気体等の送り込みは必ずしもポンプPによらなくてもよく、イオン発生装置や気泡発生装置に送り込む構成(例えばポンプなどの動力)を備えることによってでも良い。
Here, when the solid to be recovered is in the deep sea, when the solid to be recovered with gas (for example, rare earth) rises in the absorption tube 9, when the pressure of the tube is open, the volume of bubbles (bubbles) is It is thought that it expands more than 100 times the seabed, but in that case, the charging effect is reduced and the solid to be recovered cannot be retained.
However, since a strong updraft is generated in the absorption pipe 9, it is possible to lift the solid matter to be collected to the ship.
Further, by making the absorption tube 9 a closed tube and controlling the pressure inside the tube, it is possible to control the expansion amount of the bubble.
For the absorption of the solid-liquid separation device 3, not only the buoyancy due to such a gas but also the power of a suction pump or the like may be used.
Further, when the solid to be collected is in shallow water such as a water tank or a river in a factory, a waste treatment plant, a nuclear power plant, a mine, etc. on the ground, the pump P or the liquid suction port 17 may not be provided. That is, the positively or negatively charged gas may be sent to the bubble generator 2 without being mixed with the liquid.
Further, the gas or the like does not necessarily have to be sent by the pump P, and may be provided with a configuration (for example, power of a pump or the like) for sending the gas or the like to the ion generator or the bubble generator.

また、回収対象固形物と前記液体の分離は、例えば液体は通過し回収対象固形物は通過しない細かいメッシュを用いるなど、一般的に分離に用いられる技術を使用することができる。
ここで回収対象固形物と一緒に液体が回収された場合には液体排出口4からその液体を元の液体中に戻すことができる。このように本回収装置を使用することで、回収対象固形物以外の物質を元の場所に留めた状態で回収対象固形物のみを選択的に回収することができる。
Further, for the separation of the solid to be recovered and the liquid, a technique generally used for separation can be used, for example, using a fine mesh through which the liquid passes and the solid to be recovered does not pass.
Here, when the liquid is recovered together with the solid to be recovered, the liquid can be returned to the original liquid from the liquid discharge port 4. By using this recovery device in this way, it is possible to selectively recover only the solids to be recovered while keeping the substances other than the solids to be recovered in their original places.

また、前記気泡発生装置から前記回収対象固形物に水圧により気泡を当てることが望ましい。
この構成により、回収対象でないものに回収対象固形物が付着していても、回収対象固形物を回収対象でないものから引き剥がし、適切に分離させることができる。
In addition, it is desirable to apply bubbles from the bubble generator to the solid to be recovered by water pressure.
With this configuration, even if the solid to be recovered is attached to the non-recovery target, the solid to be recovered can be peeled off from the non-recovery target and appropriately separated.

なお、本実施形態では、「水圧」により気泡を当てるが、「水以外の液体による圧力」により気泡を当ててもよい。
また前記水圧は、0.1MPa〜100MPaの圧力であることが望ましい。
この範囲の圧力だと、回収対象でないものに回収対象固形物が付着していても、回収対象固形物を回収対象でないものから引き剥がし、適切に分離させることができる。
0.1MPa未満の圧力だと、適切に分離ができず回収率が落ちてしまったり、水深が深いと水圧に負けて空気を送り出すことができない。
また、100MPaを超えた圧力だと、回収対象固形物以外のものについても引き剥がしてしまうため、水底を必要以上に傷付けたり、破壊したりして、水底汚染の原因となってしまう。
また前記水圧は、水深をX(単位:m)としたとき、0.01×X(単位:MPa)以上であることが望ましい。この範囲以下だと水中において、適切に空気を送り出すことができない。
In this embodiment, the bubbles are applied by "water pressure", but the bubbles may be applied by "pressure by a liquid other than water".
The water pressure is preferably 0.1 MPa to 100 MPa.
At a pressure within this range, even if the solid to be recovered is attached to the non-recovery target, the solid to be recovered can be peeled off from the non-recovery target and separated appropriately.
If the pressure is less than 0.1 MPa, it cannot be separated properly and the recovery rate drops, or if the water depth is deep, it loses the water pressure and cannot send out air.
In addition, if the pressure exceeds 100 MPa, other than the solid matter to be recovered will be peeled off, so that the bottom of the water will be damaged or destroyed more than necessary, which will cause contamination of the bottom of the water.
Further, the water pressure is preferably 0.01 × X (unit: MPa) or more when the water depth is X (unit: m). If it is below this range, air cannot be properly sent out in water.

特に気泡発生装置がバブリングジェット装置を備えていることが望ましい。バブリングジェット装置としては、液体の流速変化に伴うベンチュリー効果により気体を自吸するものであってもよく、ポンプによって気体を強制的に供給するものであってもよい。また、気体を多数のバブルにする方法としては、機械的に液体を撹拌する方法や、液流によって気体を剪断する方法が挙げられる。具体的には、バブリングジェット装置として、例えばバブリングジェットノズル、エダクター等の公知の装置を使用することができる。 In particular, it is desirable that the bubble generator is equipped with a bubbling jet device. The bubbling jet device may be one that self-sucks gas due to the Venturi effect accompanying a change in the flow velocity of the liquid, or one that forcibly supplies gas by a pump. Moreover, as a method of making a gas into a large number of bubbles, a method of mechanically stirring a liquid and a method of shearing a gas by a liquid flow can be mentioned. Specifically, as the bubbling jet device, a known device such as a bubbling jet nozzle or an ejector can be used.

バブリングジェット噴流中の気体量(常温大気圧における容積の液体の体積に対する比)としては、例えば1NL/L以上5NL/L以下が好ましい。また、バブリングジェット噴流中のバブルの平均径としては、0.1nm以上5mm以下が好ましく、1nm以上1μm以下だとさらに好ましい。さらに、液体の送水圧としては、0.2MPa以上が好ましく、バブリングジェット噴流の流速としては、例えばバブリングジェットノズルの吐出口において0.5m/s以上が好ましく、1.0m/s以上がさらに好ましい。 The amount of gas in the bubbling jet jet (ratio of the volume at room temperature to atmospheric pressure to the volume of the liquid) is preferably, for example, 1 NL / L or more and 5 NL / L or less. The average diameter of bubbles in the bubbling jet jet is preferably 0.1 nm or more and 5 mm or less, and more preferably 1 nm or more and 1 μm or less. Further, the water pressure of the liquid is preferably 0.2 MPa or more, and the flow velocity of the bubbling jet jet is preferably 0.5 m / s or more, more preferably 1.0 m / s or more at the discharge port of the bubbling jet nozzle, for example. ..

なお、本実施形態における気泡発生装置は、このようなバブリングジェット装置を備えず、単に通気菅から気体が吹き出すだけの構成であってもよい。 The bubble generator in the present embodiment may not be provided with such a bubbling jet device, and may have a configuration in which gas is simply blown out from the ventilation tube.

なお、回収対象でないものに回収対象固形物が、強固に付着している場合や内部に存在している場合には、上記バブリングジェット装置では回収対象固形物を回収対象でないものから引き剥がしたり、取り出したりすることができないことがある。その場合には、これらの固形物を破壊する手段、例えばペンチ、ハンマー、火薬等公知の手段を用いることが望ましい。本実施形態は、そのような破壊する手段を遠隔操作で実行する構成を備えることができる。 If the solid matter to be collected is firmly attached to the object not to be collected or is present inside, the bubbling jet device may peel off the solid substance to be collected from the object not to be collected. It may not be possible to take it out. In that case, it is desirable to use means for destroying these solids, for example, known means such as pliers, hammers, and explosives. The present embodiment may include a configuration in which such a destructive means is executed by remote control.

例えば、回収対象固形物が深海におけるレアアース類の場合には、使用する技術はマイナスイオンバブル浮遊選鉱である。深海の圧力は海洋底の深度によって変わること、アパタイトの層間が数ミクロンあること、深海での圧力で気泡が小さくされることからノズルサイズは地上より大きめでも構わない。ただし、ノズルが圧損原因となって空気が送れなくならないようにしなくてはならない。 For example, when the solids to be recovered are rare earths in the deep sea, the technique used is negative ion bubble flotation. The nozzle size may be larger than that on the ground because the pressure in the deep sea changes depending on the depth of the seafloor, the layers of apatite are several microns, and the pressure in the deep sea makes bubbles smaller. However, it is necessary to prevent the nozzle from causing pressure loss and preventing air from being sent.

ここでアパタイト結晶(六方晶系hexagonal-dipyramidal)001面(結晶表面)はOH(マイナス電荷)が支配する構造であり、弱い分子間結合力(ファンデルワールス力等)により陽イオンを吸着する性質を有していて、海洋底ではレアアース類(正)の濃集吸着が確認されている。
この構造は001面をH(プラス電荷)が支配する氷結晶(六方晶系dihexagonal-dipyramidal)とは逆の構造である。
Here, the 001 plane (crystal surface) of the apatite crystal (hexagonal-dipyramidal) has a structure dominated by OH (negative charge), and has the property of adsorbing cations by a weak intermolecular bond force (Van der Waals force, etc.). It is confirmed that rare earths (positive) are concentrated and adsorbed on the ocean floor.
This structure is the opposite of that of ice crystals (hexagonal-dipyramidal) in which H (positive charge) controls the 001 plane.

レアアースの濃集したアパタイト結晶とレアアース鉱物の分離には、アパタイト結晶表面のマイナス(負)電荷よりも強力なマイナスイオンバブルを接触させることで、アパタイト表面からレアアースを引き離し、マイナスイオンバブル表面に付着させて回収が可能となる。この点で、マイナスイオンバブルによる結合力はアパタイトのファンデルワールス力等によるものよりも強いことが望ましい。またアパタイトの表面はマイナス電荷に帯電した状態のためマイナスイオンバブルとは斥力が生じマイナスバブルに付着しない。この結果、回収対象物であるレアアースのみを海底において選択的に回収できる。なお、マイナスイオンバブルとは負に帯電した気泡化された気体を意味する。 For the separation of apatite crystals with concentrated rare earths and rare earth minerals, the rare earths are separated from the apatite surface by contacting with negative ion bubbles that are stronger than the negative (negative) charge on the surface of the apatite crystals, and adhere to the surface of the negative ion bubbles. It can be collected. In this respect, it is desirable that the binding force due to the negative ion bubble is stronger than that due to the van der Waals force of apatite. Moreover, since the surface of apatite is charged with a negative charge, a repulsive force is generated from the negative ion bubble and the apatite does not adhere to the negative bubble. As a result, only rare earths, which are the objects to be recovered, can be selectively recovered on the seabed. The negative ion bubble means a negatively charged bubble-like gas.

なお、アパタイトは板状鉱物でアパタイト中の層内エリアにはプラス帯電領域があり(表面はマイナス、中央面はプラスと偏っているため)結晶中央付近が最も強く斥力(正規分布的)を生じるためレアアースは周辺に付着している。
すなわち、バブル(気泡)が接触し易い位置にレアアースが付着しているため気泡と結合しやすい状況となっている。
したがってバブルがアパタイト結晶周辺に接触することできればよく、バブルサイズはナノレベルで無くても構わない。
Apatite is a plate-like mineral and has a positively charged region in the layered area in the apatite (because the surface is negative and the central surface is positive), and the strongest repulsive force (normal distribution) is generated near the center of the crystal. Therefore, rare earths are attached to the surrounding area.
That is, since the rare earth is attached to the position where the bubbles (bubbles) are likely to come into contact, the situation is such that the bubbles are easily combined with the bubbles.
Therefore, it is sufficient that the bubbles can come into contact with the periphery of the apatite crystal, and the bubble size does not have to be at the nano level.

なお、レアアースの主な構成物質として、ネオジム(Nd)とジスプロシウム(Dy)があり、これらの結晶構造はアイス(氷)やグラファイトと同じNo.194であり、これは本発明の実施にとって好ましいものである。 The main constituents of rare earths are neodymium (Nd) and dysprosium (Dy), and their crystal structures are No. 194, which is the same as ice (ice) and graphite, which is preferable for the practice of the present invention. Is.

また、固液分離装置は、レアアースと海水を分離し海水のみ海洋に戻す機能を有している。
この結果、回収対象でないレアアース以外の物質を元の場所に留めた状態で回収対象物であるレアアースのみを選択的に回収することができる。
In addition, the solid-liquid separator has a function of separating rare earths and seawater and returning only the seawater to the ocean.
As a result, only the rare earths that are the objects to be recovered can be selectively recovered while the substances other than the rare earths that are not the objects to be recovered are kept in their original places.

また、セシウムは膨潤性粘土鉱物の層間(nmオーダー)にはまり込んでおり、それを破壊して剥ぎ取ってセシウムのみ吸着・回収することが可能である。なお、セシウムは正に帯電しているので、マイナスイオンバブルを使用するとセシウムは気泡に吸着、膨潤性粘土鉱物の001面(結晶表面)はOH(マイナス電荷)が支配する構造のためマイナス帯電状に振舞うため斥力が生じ、結果として選択的にセシウムを吸着することができる。 In addition, cesium is trapped between layers (nm order) of swelling clay minerals, and it is possible to destroy and peel off the cesium to adsorb and recover only cesium. Since cesium is positively charged, when negative ion bubbles are used, cesium is adsorbed on the bubbles, and the 001 surface (crystal surface) of the swellable clay mineral is negatively charged because it is dominated by OH (negative charge). As a result, cesium can be selectively adsorbed.

また、固液分離装置に吸収される際や吸収された後に、回収対象固形物以外の物質を排除するために、ベースプレート、吸収管や固液分離装置内部に細かいメッシュを備える構成が望ましい。
この構成により、レアアースを回収する際には破壊されたアパタイト結晶の巻き込みを防止したり、セシウムを回収する際には破壊された粘土鉱物の巻き込みを防止したりすることができる。
Further, in order to remove substances other than the solid substance to be recovered when absorbed by the solid-liquid separator, it is desirable to provide a fine mesh inside the base plate, the absorption tube and the solid-liquid separator.
With this configuration, it is possible to prevent the entrainment of destroyed apatite crystals when recovering rare earths, and to prevent the entrainment of destroyed clay minerals when recovering cesium.

<第一の実施形態>
図2は第一の実施形態に係る回収装置の概略図であり、回収装置の集鉱部分を図3,船上部分を図4で示す。
第一の実施形態は図2で示されるように、船S上にイオン発生装置1及び固液分離装置3を載せ、気泡発生装置2などを含んだ集鉱ホッパー10を水中に沈めた形態である。ここで、イオン発生装置1及び固液分離装置3は図1と同様に通気管8及び吸収管9によって、それぞれ気泡発生装置2及び集鉱ホッパー10と接続されている。
ここで、通気管8は、前述のポンプP(図2では不図示のため図1参照)によって気体と液体が混合された状態で送り込まれる構成や、従来のポンプリフト方式(多段式ポンプ)や、エアリフト方式で構成されていてもよいが、これらに限られない。正または負に帯電した気体を液体(水中)の底(例えば、海洋底)に達するまで送る能力を有する構成であればよい。この点後述する第二の実施形態も同様である。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a schematic view of the recovery device according to the first embodiment, and the collection portion of the recovery device is shown in FIG. 3 and the onboard portion is shown in FIG.
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the ion generator 1 and the solid-liquid separation device 3 are mounted on the ship S, and the ore collection hopper 10 including the bubble generator 2 and the like is submerged in water. be. Here, the ion generator 1 and the solid-liquid separation device 3 are connected to the bubble generator 2 and the ore collection hopper 10 by the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9, respectively, as in FIG.
Here, the ventilation pipe 8 is fed in a state where gas and liquid are mixed by the above-mentioned pump P (see FIG. 1 because it is not shown in FIG. 2), or a conventional pump lift system (multi-stage pump). , It may be configured by an air lift method, but it is not limited to these. Any configuration may be used as long as it has the ability to send a positively or negatively charged gas until it reaches the bottom of the liquid (water) (for example, the bottom of the ocean). In this respect, the second embodiment described later is also the same.

さらに集鉱ホッパー10はケーブル14で船Sと接続され、ケーブル14によって水中に下げたり、水中から上げたりすることができるように構成されている。
ここで、ケーブル14はスクリュー13やカメラ12などを制御するための電源や制御信号などを伝達する機能を有するもの又はそのような機能を有するケーブル等を含むものであることが望ましい。
また、集鉱ホッパー10の位置制御は地上から遠隔操作で図3のスクリュー13等を制御することによって行うことができる。
同様に、位置制御時の情報収集や作業の様子などはカメラ12を地上から遠隔操作して行うことができる。
なお、カメラ12には不図示の照明装置が備えられているが、照明装置は必ずしもカメラと一体に備えられなくても良く、例えば、気泡発生装置2に備えられていてもよい。
また、図4で示すように船S上には、ケーブル14、通気管8及び吸収管9のそれぞれに対応した引き上げ装置15があり、通気管8及び吸収管9はそれぞれイオン発生装置1及び固液分離装置3と接続されている。
Further, the concentrator hopper 10 is connected to the ship S by a cable 14, and is configured so that the concentrator hopper 10 can be lowered into the water or raised from the water by the cable 14.
Here, it is desirable that the cable 14 has a function of transmitting a power supply, a control signal, or the like for controlling the screw 13 or the camera 12, or includes a cable or the like having such a function.
Further, the position control of the collection hopper 10 can be performed by remotely controlling the screw 13 and the like in FIG. 3 from the ground.
Similarly, the camera 12 can be remotely controlled from the ground to collect information and work at the time of position control.
Although the camera 12 is provided with a lighting device (not shown), the lighting device does not necessarily have to be provided integrally with the camera, and may be provided in, for example, the bubble generating device 2.
Further, as shown in FIG. 4, on the ship S, there is a pulling device 15 corresponding to each of the cable 14, the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9, and the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9 are the ion generator 1 and the solid, respectively. It is connected to the liquid separation device 3.

<第二の実施形態>
第二の実施形態に係る回収装置は第一の実施形態における、通気管8及び吸収管9を一体化させたものである。
この一体化された管の長軸方向に垂直方向に交わる断面形状について、吸収管9の周りにドーナツ状に囲むように通気管8を配置すること、又は、通気管8の周りにドーナツ状に囲むように吸収管9を配置することが望ましい。
この第二の実施形態に係る回収装置の集鉱部分を図5,船上部分を図6で示す。
図5で示すように通気管8及び吸収管9は一体化されているので、作業がしやすく、また構成がシンプルとなる。また、図6で示すように引き上げ装置15を減らすことができる。
<Second embodiment>
The recovery device according to the second embodiment integrates the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9 in the first embodiment.
Regarding the cross-sectional shape that intersects in the direction perpendicular to the long axis direction of this integrated pipe, the ventilation pipe 8 is arranged so as to surround the absorption pipe 9 in a donut shape, or the ventilation pipe 8 is surrounded by a donut shape. It is desirable to arrange the absorption tube 9 so as to surround it.
The collection part of the recovery device according to the second embodiment is shown in FIG. 5, and the onboard part is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, since the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9 are integrated, the work is easy and the configuration is simple. Further, as shown in FIG. 6, the number of pulling devices 15 can be reduced.

<第三の実施形態>
第三の実施形態に係る回収装置は第一の実施形態における、イオン発生装置1及び固液分離装置3を船S上ではなく、図7、8の16で示すように水中に設置、特に第三の実施形態では集鉱ホッパー10の上方に設置したものである。この第三の実施形態に係る回収装置の集鉱部分を図7,8、船上部分を図9で示す。
なお、図8は、図7におけるイオン発生装置1及び固液分離装置3の箇所の詳細を示したものである。
ここで、容器(エアボンベ等)Aには海上などで予めイオン発生装置1または他のイオン発生装置で正または負に帯電させた気体が大気圧よりも高い圧力で封入されている。
<Third embodiment>
In the recovery device according to the third embodiment, the ion generator 1 and the solid-liquid separation device 3 in the first embodiment are installed not on the ship S but in water as shown in 16 of FIGS. In the third embodiment, it is installed above the collection hopper 10. The collection part of the recovery device according to the third embodiment is shown in FIGS. 7 and 8, and the onboard part is shown in FIG.
Note that FIG. 8 shows the details of the locations of the ion generator 1 and the solid-liquid separation device 3 in FIG. 7.
Here, the container (air cylinder or the like) A is filled with a gas that has been positively or negatively charged by the ion generator 1 or another ion generator in advance at sea or the like at a pressure higher than the atmospheric pressure.

気体を入れた容器Aとは、例えば球形耐圧ボンベであり、海底付近で気体を解放する機能を有することが望ましい。すなわち、ボンベは加圧時に内圧が高く、浅深度では圧力は外側向きにかかるが、深海底ではむしろ圧力が内側に向くので、ある深度まではボンベ内圧が高く、バランスする深度(内外圧力差ゼロ)を経て、今度は外圧が徐々に高くなるという状況となる。このボンベの耐圧までは深海底に投入可能なので、例えばしんかい6500(登録商標)の容器に高圧エアーを封入しておくと、封入圧力バランス深度より更に6,500m深くまで潜れるという原理である。この原理的には、マリアナ海溝深(10911m)までも潜ることが可能となり得る。 The container A containing the gas is, for example, a spherical pressure-resistant cylinder, and it is desirable that the container A has a function of releasing the gas near the seabed. That is, the internal pressure of the cylinder is high at the time of pressurization, and the pressure is applied outward at a shallow depth, but the pressure is rather inward at the deep sea bottom. ), Then the external pressure gradually increases. Since the pressure resistance of this cylinder can be charged to the deep sea floor, for example, if high-pressure air is sealed in a container of Shinkai 6500 (registered trademark), the principle is that it can dive deeper than the filling pressure balance depth by 6,500 m. In principle, it may be possible to dive to the depth of the Mariana Trench (10911m).

また、図7、8で示すように通気管8及び吸収管9の殆どは不要となるので、作業がしやすく、また構成がシンプルとなる。また、図9で示すように引き上げ装置15を1つだけにすることができる。
さらに、固液分離装置3は、正または負に帯電した気体を回収し、それを気体排出口6を介してイオン発生装置1に注入することで、気体を循環させて再利用することができる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, most of the ventilation pipe 8 and the absorption pipe 9 are unnecessary, so that the work is easy and the configuration is simple. Further, as shown in FIG. 9, only one pulling device 15 can be used.
Further, the solid-liquid separation device 3 can circulate and reuse the gas by recovering the positively or negatively charged gas and injecting it into the ion generator 1 through the gas discharge port 6. ..

すなわち、本発明の構成を利用することで、超深海にまで潜ることが可能となり、また、選鉱に用いる気体に関して海底の選鉱場所で循環させることにより、地上から海底までわざわざ送り出す必要がなくなり、エネルギーの削減が可能となる。 That is, by using the configuration of the present invention, it is possible to dive into the ultra-deep sea, and by circulating the gas used for beneficiation at the beneficiation site on the seabed, it is not necessary to bother to send it from the ground to the seabed, and energy. Can be reduced.

なお、第三の実施形態においては、容器には正または負に帯電した気体が大気圧よりも高い圧力で封入されたものであるが、本発明はそのような形態に限られない。例えば、帯電していない気体が容器に封入されていてもよく、また、大気圧と同じ圧力で気体が封入されていても良い。
また、第三の実施形態においては、イオン発生装置1を備えたものであるが、本発明はそのような形態に限られない。例えば、イオン発生装置1を除いた構成も本発明に含むことができる。
In the third embodiment, the container is filled with a positively or negatively charged gas at a pressure higher than the atmospheric pressure, but the present invention is not limited to such a form. For example, an uncharged gas may be sealed in the container, or the gas may be filled at the same pressure as the atmospheric pressure.
Further, in the third embodiment, the ion generator 1 is provided, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the present invention can include a configuration excluding the ion generator 1.

<第四の実施形態>
不図示の第四の実施形態に係る回収装置は第三の実施形態におけるケーブル14を無くしたものである。こうすることで、船上には引き上げ装置15を不要とすることができる。
この場合、例えば水上に設けられたアンテナの付いたフロート(浮き)により、外部から回収装置を無線で制御することができる。
さらに、回収装置内部に設けられたAI(人工知能)等により自立的な制御が行える構成とすることで、人による作業を大幅に減らすことができる。
なお、電源は回収装置内部に蓄電池や自家発電等を用いる事で、外部からの電源供給を無くすことができる。
<Fourth Embodiment>
The recovery device according to the fourth embodiment (not shown) is the one without the cable 14 in the third embodiment. By doing so, the lifting device 15 can be eliminated on the ship.
In this case, the recovery device can be wirelessly controlled from the outside by, for example, a float with an antenna provided on the water.
Further, by configuring the recovery device so that it can be controlled independently by AI (artificial intelligence) or the like provided inside the recovery device, the work by humans can be significantly reduced.
By using a storage battery, private power generation, or the like inside the recovery device, the power supply from the outside can be eliminated.

<第五の実施形態>
第五の実施形態は、本発明を応用した荷電イオンバブルを利用したセシウム吸着粘土からのセシウム回収技術の概略を示すものである。この技術は後述する2つの工程(第1工程及び第2工程)及び中間工程からなる。以下それぞれの工程を説明する。
<Fifth Embodiment>
The fifth embodiment shows an outline of a technique for recovering cesium from cesium-adsorbed clay using a charged ion bubble to which the present invention is applied. This technique consists of two steps (first step and second step) and an intermediate step, which will be described later. Each process will be described below.

第1工程:
汚染土壌から粘土鉱物(セシウム吸着粘土)を選択的に抽出する工程である。
本発明の構成におけるプラスイオンバブル(正に帯電した気泡化された気体)により、膨潤性粘土鉱物の001面(結晶表面)のOH支配によるマイナス電荷の吸着性を利用して、砂礫類(バブルには付着しない)と粘土鉱物(バブルに付着)を分離する。砂礫は付着しないが粘土鉱物は付着する状況を作る。
First step:
This is a process of selectively extracting clay minerals (cesium-adsorbed clay) from contaminated soil.
Due to the positive ion bubble (positively charged bubbled gas) in the configuration of the present invention, the adsorption of negative charges due to the OH control of the 001 surface (crystal surface) of the swelling clay mineral is utilized to make gravel (bubbles). Separates clay minerals (adhering to bubbles) and clay minerals (adhering to bubbles). It creates a situation where gravel does not adhere but clay minerals adhere.

中間工程:
第1工程の後工程にメッシュでの分級工程を設け、大サイズで浮遊する樹木や葉などの有機物類を分離し、粘土鉱物のみを回収する中間工程を設ける。この中間工程は、一連の工程(浮遊選鉱中)で行うと浮上する気泡について、これら雑物がメッシュにかかることで不具合が生じるために行われる工程である。
Intermediate process:
A mesh classification step is provided after the first step, and an intermediate step is provided in which organic substances such as trees and leaves floating in a large size are separated and only clay minerals are recovered. This intermediate step is a step performed because the air bubbles that float when performed in a series of steps (during flotation) are defective due to the inclusion of these miscellaneous substances on the mesh.

第2工程:
第1工程で選別回収した粘土鉱物(セシウム吸着粘土)を、破壊洗浄してセシウムのみを回収する工程である。
本発明の構成における強力なマイナスイオンバブルジェット(登録商標)等で粘土鉱物を解砕し、膨潤性粘土層間滞在プラス電荷物質を気泡に付着浮上させ、セシウム類を回収する。ここで使用するマイナスイオンバブル荷電量は、膨潤性粘土鉱物の001面(結晶表面)のOH支配によるマイナス電荷を上回ることが望ましい。セシウム以外の層間陽電荷(アルミ、ナトリウム、カリウム等)もコンタミ回収されるが、セシウムとの電気陰性度差を利用して湿式工程での分離は容易である。
Second step:
This is a step of destructively washing the clay mineral (cesium-adsorbed clay) sorted and recovered in the first step to recover only cesium.
Clay minerals are crushed by a powerful negative ion bubble jet (registered trademark) or the like in the configuration of the present invention, and a swellable clay interlayer staying plus charged substance is attached to and floated on the bubbles to recover cesiums. It is desirable that the amount of negative ion bubble charge used here exceeds the negative charge due to the OH control of the 001 surface (crystal surface) of the swellable clay mineral. Interlayer positive charges (aluminum, sodium, potassium, etc.) other than cesium are also contaminated, but separation in a wet process is easy by utilizing the difference in electronegativity with cesium.

<第六の実施形態>
第六の実施形態は、第三又は第四の実施形態において、原則として回収は行わず調査や探索を行う構成(装置)である。
この場合、回収に関連する構成は不要となるので単に容器(エアボンベ等)Aに必要な装置やセンサーなどを付加するだけの構成でもよい。また、容器Aには海上などで予め気体(この場合帯電した気体でなくてもよい)が大気圧よりも高い圧力で封入されている。なお、装置やセンサーなどは容器Aの内部に備えても、外部に備えても良いが使用時の圧力や圧力の変化に耐えられる構成でなければいけない。
<Sixth Embodiment>
The sixth embodiment is a configuration (device) in which, in principle, a survey or search is performed without collecting the data in the third or fourth embodiment.
In this case, since the configuration related to collection is not required, the configuration may be such that the necessary devices, sensors, etc. are simply added to the container (air cylinder, etc.) A. Further, the container A is pre-filled with a gas (in this case, it does not have to be a charged gas) at sea or the like at a pressure higher than the atmospheric pressure. The device, sensor, etc. may be provided inside or outside the container A, but must be configured to withstand pressure and changes in pressure during use.

容器Aの構成は第三の実施形態と同様、例えば球形耐圧ボンベであってもよく、海底付近で気体を解放する機能を有してもよい。この場合前述の各実施の形態の回収に関連する構成(例えば、気泡発生装置、集鉱ホッパー等)を備えることで回収することも可能となる。なお、ボンベは加圧時に内圧が高く、浅深度では圧力は外側向きにかかるが、深海底ではむしろ圧力が内側に向くので、ある深度まではボンベ内圧が高く、バランスする深度(内外圧力差ゼロ)を経て、今度は外圧が徐々に高くなるという状況となる。このボンベの耐圧までは深海底に投入可能なので、例えばしんかい6500(登録商標)の容器に高圧エアーを封入しておくと、封入圧力バランス深度より更に6,500m深くまで潜れるという原理である。この原理的には、マリアナ海溝深(10911m)までも潜ることが可能となり得る。 Similar to the third embodiment, the container A may be, for example, a spherical pressure-resistant cylinder, or may have a function of releasing gas near the seabed. In this case, it is possible to recover by providing a configuration (for example, a bubble generator, a concentrator hopper, etc.) related to the recovery of each of the above-described embodiments. The internal pressure of the cylinder is high when pressurized, and the pressure is applied outward at shallow depths, but the pressure is rather inward at the deep sea floor, so the internal pressure of the cylinder is high up to a certain depth, and the balance depth (internal / external pressure difference is zero). ), Then the external pressure gradually increases. Since the pressure resistance of this cylinder can be charged to the deep sea floor, for example, if high-pressure air is sealed in a container of Shinkai 6500 (registered trademark), the principle is that it can dive deeper than the filling pressure balance depth by 6,500 m. In principle, it may be possible to dive to the depth of the Mariana Trench (10911m).

すなわち、第六の実施形態の構成を利用することで、超深海にまで潜り、調査、探索することが可能となる。
また、海上などで予め気体を10気圧を超える圧力で封入することで、人が潜れる上限に近い水深200メートル位を超えて調査、探索可能となるので好ましく、さらに50気圧を超える圧力で封入することで、可視光の届かない深海(水深約1000m)を超えて調査、探索可能となるのでより好ましい。
また、装置としては例えばカメラ装置を搭載することで、深海の画像を撮影し記録することができる。なお、照明装置が備えられていることが望ましい。
That is, by using the configuration of the sixth embodiment, it is possible to dive into the ultra-deep sea, investigate, and search.
In addition, it is preferable to pre-fill the gas at a pressure exceeding 10 atm on the sea or the like so that it can be investigated and searched at a water depth of about 200 meters, which is close to the upper limit of human dive, and further filled at a pressure exceeding 50 atm. By doing so, it becomes possible to investigate and search beyond the deep sea (water depth of about 1000 m) where visible light does not reach, which is more preferable.
Further, as a device, for example, by mounting a camera device, it is possible to capture and record an image of the deep sea. It is desirable that a lighting device is provided.

1 イオン発生装置
2 気泡発生装置
3 固液分離装置
4 液体排出口
5 回収対象固形物排出口
6 気体排出口
7 気体注入口
8 通気管
9 吸収管
10 集鉱ホッパー
11 ベースプレート
12 カメラ
13 スクリュー
14 ケーブル
15 巻き上げ装置
16 イオン発生装置と固液分離装置を一体化したもの
17 液体吸入口

S 船
W 水中
E 水底
O 回収対象固形物
B 回収対象固形物容器
A 容器(エアボンベ等)
P ポンプ
1 Ion generator 2 Bubble generator 3 Solid-liquid separator 4 Liquid discharge port 5 Solids discharge port to be collected 6 Gas discharge port 7 Gas injection port 8 Ventilation pipe 9 Absorption pipe 10 Concentration hopper 11 Base plate 12 Camera 13 Screw 14 Cable 15 Winding device 16 Integrated ion generator and solid-liquid separation device 17 Liquid suction port

S Ship W Underwater E Underwater O Solids to be recovered B Solids to be recovered Container A Container (air cylinder, etc.)
P pump

Claims (8)

液体中にある回収対象固形物(鉱物)を選択的に回収する回収装置において、
正または負に帯電した気体を気泡化させて、前記気体とは異なった極性に帯電している前記回収対象固形物に、前記気泡を当てる気泡発生装置、
を備えた回収装置。
In a recovery device that selectively recovers solids (minerals) to be recovered in a liquid
A bubble generator, in which a positively or negatively charged gas is bubbled and the bubbles are applied to the solid to be recovered, which is charged with a polarity different from that of the gas.
Recovery device equipped with.
前記気泡発生装置から水圧により前記回収対象固形物に前記気泡を当てることを特徴とする請求項1に記載の回収装置。 The recovery device according to claim 1, wherein the bubbles are applied to the solid to be recovered by water pressure from the bubble generator. 正または負に帯電した気体を生じさせるイオン発生装置を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回収装置。 The recovery device according to claim 1 or 2, further comprising an ion generator that generates a positively or negatively charged gas. 予め正または負に帯電させた気体が大気圧よりも高い圧力で封入された容器を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の回収装置。 The recovery device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a container in which a gas previously charged positively or negatively is sealed at a pressure higher than atmospheric pressure. さらに、前記気体を回収し、再利用することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の回収装置。 The recovery device according to any one of claims 1 to 4, further comprising recovering and reusing the gas. 前記気体を負に帯電させ、前記回収対象固形物をレアアースとすることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の回収装置。 The recovery device according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas is negatively charged and the solid to be recovered is a rare earth. 請求項1〜5の何れか1項に記載の回収装置において、気体を正に帯電させ、回収対象固形物を粘土鉱物(セシウム吸着粘土)とする第1工程と、前記第1工程で選別回収した前記粘土鉱物を破壊する中間工程と、さらに前記回収装置又は請求項1〜5の何れか1項に記載の他の回収装置において、気体を負に帯電させ、回収対象固形物をセシウムとする第2工程を備えることを特徴とするセシウム回収方法。 In the recovery apparatus according to any one of claims 1 to 5, the first step of positively charging the gas and using the solid to be recovered as a clay mineral (cesium-adsorbed clay), and the first step of sorting and recovering. In the intermediate step of destroying the clay mineral and the recovery device or the other recovery device according to any one of claims 1 to 5, the gas is negatively charged and the solid to be recovered is cesium. A method for recovering cesium, which comprises a second step. 正または負に帯電した気体を生じさせる工程と、
前記気体を気泡化させて、前記気体とは異なった極性に帯電している回収対象固形物(鉱物)に、前記気泡を当てる工程と、
を有する液体中にある回収対象固形物を選択的に回収する回収方法。
The process of producing a positively or negatively charged gas and
A step of bubble-forming the gas and applying the bubbles to a solid to be recovered (mineral) charged with a polarity different from that of the gas.
A recovery method for selectively recovering a solid substance to be recovered in a liquid having.
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