JPS6312381A - クラストの母岩の分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は海底資源であるクラストと母岩の分離方法に
関し、採掘船上においても実施可能な方法を提供しよう
とするものである。

（従来の技術） クラストは海底岩盤（母岩）表面に堆積した層状の海底
資源であるがこのクラストを採掘する時、目的とするク
ラスト以外に母岩が混入する問題がある。この採掘した
クラストと母岩を洋上で分離できれば、母岩を海中に投
棄してクラストのみを運搬できるから海上輸送コストの
低減を含めてその効果は大きい。

現在陸上で用いられている選鉱方法としては、以下に示
すごとく多数の方法がある。

■急速沈降法 ■浮選： ■−１アジテア浮選機 ■−２セボネット浮選機 ■−３カラム浮選機 ■−４ワーマン浮選機 ■−５ファーレンツアルド浮選機 ■−６■−フロー浮選機　　など ■ジグ式選鉱法 ■磁力選鉱法 ■高勾配磁気分離法 ■ＲａｄｉＯ＋＋＋ｅｔｒｉＣ法 しかしこれらは一般に据付面積が大きく、又例え小さく
ても海底資源の工業的生産攪に比べてその能力が低い為
、限られたスペースの母船上で装備するのに不適である
。又それ等警ま精鉱効率を上げる上に、一定粒度で微細
な鉱石に０砕する必要があり砕石機に消費される電力は
大きくなり船上使用は不経済である。

（発明の概要） 本発明は上記した従来技術の現状に鑑みてなされたもの
で、船上において実施するに好適な分離方法を提供する
ことを目的とする。

この目的のために、本発明はクラストと母岩の混合鉱石
に対して破砕と分級の工程を複数回繰返すことを基本的
な特徴とするものである。。

ここでまず発明の詳細な説明する。

本発明はクラストのもつ特有の物性を利用して簡単なり
６確と破砕機の組合せで、船上における予備選鉱を行う
ものである。但し本方法は母岩（海底基盤）が玄武岩等
の硬質岩の場合に適用出来るものであり、ＡＰ＾ＴＩＴ
Ｅ　　（燐灰石）は軟弱岩故、これを冬日に含むものに
は適用出来ない。

母岩に８！１層したクラストは一般に次のような物理的
な特色を有している。

■母岩とクラストの境界面の接着強度 τｂ＝１．３に／ｃｉ程度で弱く、これを破砕した場合
は、必ず境界面から破砕する。

■母岩の圧縮強度はτ。＝１０００〜１５００に９／ｃ
ＩＩｉで一方クラストはτｃ　−１７０〜２５０　Ｋｇ
／　ｃｍと大きな差がある。

■クラストは母岩表面に層状に堆積したもので、目視的
にも分離しており、その成分は入りまじっていない。

そしてこの■〜■の性質は、破砕工程を経ると次の現象
が生じる事を意味している。

■の性質より破砕はクラストと母岩を分離する故分離さ
れたクラスト塊と母岩間が混合したものとなる。

■の性質により、強度的に劣るクラスト塊は母岩間に比
べ士より細粒化される。従って両者の粒径分布に差が生
ずる。

■の性質より細かく破砕された鉱石は、クラストの割合
が多くなっている。これを集めると初期の鉱石に比べ高
品位なものを得ることが出来る。

したがって破砕と粒度分布の差による分級だけで、クラ
ストと母岩を分離することが可能となる。

しかもこの方法は振動篩等の分級器と粉砕器により実現
できるから、船上においても十分に実施可能である。

（実施例） 以下図示する実施例に基づいて本発明方法を説明する。

母船上で鉱石をクラストと母岩に分離するシステムの中
で最も単純な機器構成をもった例を第１図に示す。ここ
では母船上に破砕機１台と分級様２台を備えている。

第１図において、クラストと母岩の　鉱石　１は採鉱機
等の掘削システム２により掘削され、揚鉱システム３に
より船４上に吸上げられる。この段階の鉱石１′のクラ
ストは７０％、母岩は３０％とする。これをまず、粒径
０１以上と以下に１次分級機５により分級する。粒径の
細かいｄ≦Ｄ１のものはクラストが多くなり鉱石１″は
クラスト９０．３％となる。

粒径の大きいｄ＞Ｄ＋のちのは１次破砕機６により更に
細粒化した上で、２次分級機７により、Ｄ２以上と以下
に分級する。

ｄ≦Ｄ２の細粒の鉱石１″はクラスト９０％となる。一
方ｄ＞Ｄ２の鉱石−１″は大部分が母岩となり、これは
投棄する。鉱石１“、１″はクラストが９０％以上とな
るから、母船に貯蔵する。これによりクラストと母岩の
分離が達成される。

なお第１図では説明の理解を助ける為に単位時間当り鉱
石をＱｏ−１００ｔとして具体的数値を記しているが当
然ながら分級機の篩目を変えれば、又鉱石の物性による
破砕粒度分布の様子が変われば変効する。

上記プロセスを更に具体的な数値をあげ、第２図、第３
図のグラフを参照しつつ説明する。

第２図は横軸に粒径（ａｌｌｌｌ）、縦軸に粒度（％）
をとり鉱石の粒度分布をクラストと母岩に分けて示した
ものである。

この粒度分布は、各プロセスを経るに従い次の様に変わ
って来る。

採鉱機により、クラストを切削集鉱した時は、母岩とク
ラストは相互に密着しており各々の粒度分布を明白に示
すことは出来ないが、はぼ両者は同じ粒度分布をもっと
考えられる。最大集鉱鉱石径を１００１ｒｌＩＩとする
と、クラストと母岩の粒度分布は図中に示される分布曲
線と考えられる。

集鉱された鉱石は、採鉱機内破砕機によって一部は破砕
され、又スラリポンプの羽根等で砕かれつつ母船に揚鉱
される。この時点の粒度分布を１　ｃｒｕｓｔ　、　　
１　ｒｏｃｋとして図中に示す。

〈１次分級〉 母船上に於て、Ｄｌ−３５ａｇを基準にして揚鉱された
鉱石を分級する。

鉱石総重聞Ｑｏ　（ｔｏｎ）　−１００ｔｏｎ　、！：
　Ｌ／、初ａの母岩の混入率β０　（％）−３０％とす
ると次の通りとなる。

粒径Ｄ＝３５ａｍ以下の鉱石の各々の量は母岩　　”　
ｆｒｏｃｋ−βｏ−Ｑｏ・η１ｒ−０，３Ｘ１００Ｘ０
．２−６ｔｏｎ クラスト”　ＩｃｒｕＳｔ＝　（１−βｏ）Ｑｏ　・η
１ｃ＝　（１−０，３）　Ｘ１００Ｘ０．８−５６ｔｏ
ｎ母岩混入率　β１−一一一」ｈ瓜α−ｍ−Ｑ１ｒｏｃ
ｋ　＋ＱＩｃｒｕｓｔ −６−０，０９７−９，７％ ６＋５６ となり充分に選鉱された鉱石を得る。

〈２次破砕と２次分級〉 １次分級で残された粒径Ｄ１＝３０ｍ以上の鉱石　　Ｑ
２ｏ、ｅ（−Ｑｏ　　−Ｑｌｏ、ｅ−１００ｔ　　−６
２℃＝３８ｔ　）を２次破砕磯に掛けるとクラストと母
岩の粒度分布は第３図の［ｒｏｃｋとＩＩ　ｃｒｕｓｔ
で示す曲線で得られる。

この３　Ｂ　ｔｏｎの鉱石中占めるクラストと母岩の”
　”　Ｑ２ｃｒｕｓｔ、　Ｑ２ｒｏｃｋは各々次の通り
となっている。

Ｑ　　　−（１−βｏ）”　−ＱＩＣｒｕＳｔｃｒｕｓ
ｔ −（１−０，３）Ｘ１００ｔ　−５６℃１４ｔ Ｑ２ｒｏｃｋ−βｏＱｏ−Ｑ１ｒｏｃｋ−０．３Ｘ１０
０ｔ　−６ ２４ｔ β２　　　−２４／　（１４＋２４）−０，６３２−６
３，２％ この鉱石を粒径Ｄ２−２０１１１を基準に分級し２０顛
以下の鉱石について、クラスト、Ｆｆ１岩の混入を考え
る。

Ｑ　　　−β２・Ｑ２ｏｒｅ・η２゜ ｒＯＣｋ −０，６３２ｘ３８ｔ　ｘｏ、０４ −０，９６ｔｏｎ Ｑ３ｃｒｕｓｔ”　（１−β”　）Ｑ２ｏｒｅ・η２ｃ
＝　（１−０，６３２）Ｘ３８ｔ　Ｘｏ、６２−８．６
７ｔｏｎ 、、β３＝　　　　　Ｑ」ムー　　＝　　　０．９６Ｑ
　　　　＋Ｑ ３ｒｏｃｋ　　　　３ｃｒｕｓｔ　　　　β９９”　”
７−０．１０−１０％。

即ち母岩渡入率β３−１０％の鉱石　Ｑ３ｏｒｅ−０、
９６＋　８　、６７−９　、６３　ｔｏｎ得ることが出
来る。

なお、分級機と破砕機は何段にも組合せて選鉱精度を向
上させることも可能である。また本分離法と他の選鉱方
式を組合せることも可能である。

次に本発明による分離法を採用した海底資源採鉱システ
ムを第４図に示す。

海底基盤（母岩）の表面に数糎の厚さで堆積したＷｉａ
（クラスト）を掘削システム２の掘削機（ドラムカッタ
、リンパ等）により母岩より剥ぎ取り、これを圧砕ロー
うにより小片に、吸込に支障なき寸法に迄砕き吸込ロス
クリーンを通過したものだけを採鉱機内に取り込む。

さらに貯蔵タンク内のスクリーンにより、揚鉱管に適し
た鉱石を分級すると共に、過大な鉱石は第一次破砕機に
かける。そして揚鉱管２０の中間に設けたスラリポンプ
２１で、採鉱機２から母船４迄、鉱石をスラリ状で移送
する。スラリポンプは鉱石に対し第二次破砕機の役割を
もつ。

母船４では鉱石を貯え、運搬船に移す他、採鉱システム
の？！励の為の一切の制御１作業の支援を行う。即ち母
船４上に於て、母岩を含んだ鉱石を選鉱しクラストの割
合を多くした鉱石のみを貯蔵し母岩を多量に含んだ鉱石
を廃棄する。クラスト分に富んだ鉱石は運搬船５１へ移
し、工場へ海上輸送し、工場で精練を行い有用なコバル
ト、ニッケル等を得る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明法によれば分級機と粉砕機を
組合せるだけでクラストと母岩の分離が可能であり、母
船上にて分離作業を行なえる。そのため母岩を投棄して
クラストのみを運搬することができ効率的であり輸送コ
ストの低減等を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の一実施例を示すプロセス図、第２図
と第３図は粒径と分布のグラフ、第４図は資源採鉱シス
テムの概略図である。 １・・・　箪石　、２・・・掘削システム、３・・・揚
鉱システム、４・・・母船、５・・・１次分級機、６・
・・１次破砕機、７・・・２次分級機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クラストと母岩の混合鉱石に対して破砕と分級を複数回
   繰返して施すことを特徴とするクラストと母岩の分離方
   法。