JPS6354112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、海水に賦存するマンガン団塊の採
鉱のための集鉱装置に関する。

ニツケル、コバルト、銅、マンガン等の無尽蔵
な鉱物資源として注目されているマンガン団塊
は、大洋の数千米の深海底の海底堆積物（泥）の
表面にあたかも玉砂利を敷き詰めた如く平面的に
賦存しているので、その採鉱に当つてはグラブバ
ケツト等によつて一度に大量の団塊を掴み上げる
と云う訳には行かず、集鉱装置によつて広い範囲
の団塊を集めた上、海上の母船に揚鉱することが
必要である。

マンガン団塊の集鉱装置、揚鉱装置としては
種々の方式が考えられているが、負圧を利用して
幅の広い吸引口を有するサクシヨンヘツドで水流
と共にマンガン団塊を吸込み集鉱ダクトを経て集
鉱し、これを揚鉱ポンプにより上昇水流を発生さ
せた揚鉱管内に供給して海上の母船に揚鉱するい
わゆる流体ドレツジ方式が採鉱効率が高く、可能
性のある方式として種々提案されている。

この方式でマンガン団塊を集鉱する場合は、マ
ンガン団塊のみならず大量の海水とともに微粒状
の海底堆積物（いわゆる泥、粘土）も一緒にサク
シヨンヘツドより吸引されるので、これをその
まゝマンガン団塊と一緒に海上の母船迄揚げた場
合は、揚鉱効率が低下するのみならず、マンガン
団塊から分離された堆積物を海水に放出すること
により環境汚染を惹起する。そこでサクシヨンヘ
ツドより集鉱ダクト内に海水、団塊と共に吸引さ
れた微粒状海底堆積物は遠心力を利用したり、重
力を利用したり、網目を利用したり、あるいはこ
れらを併用することにより団塊と分離して海水と
ともに海中に排棄し、微粒状堆積物が海上に揚げ
られることを防止するようにしている。

以上の如く、サクシヨンヘツドにより集鉱され
た団塊から海底堆積物を分離して、団塊を揚鉱管
に供給する場合は、例えば海底堆積物と団塊の分
離のためにホツパーを設け重力を利用して団塊の
みをホツパー底部に落下させ、微粒状堆積物は海
水に懸濁した状態で排水口から要すれば網目を通
して外海に排出させ、ホツパー底部に貯溜された
団塊は揚鉱管内に供給され海上に揚鉱される。

この場合、サクシヨンヘツドからホツパーへ団
塊を搬送させる水流ならびにホツパーから微粒状
堆積物を懸濁した海水を外海に排出する水流を発
生させる手段として、従来一般に、例えば、特公
昭54−28121号公報に開示されている如く、サク
シヨンヘツドからホツパーに至る集鉱ダクト内に
集鉱用ポンプを設けていたが、その場合は数十mm
の直径のマンガン団塊が間断なくポンプを通過す
ることにより、ポンプの摩耗が甚しく、寿命が短
かくなる欠点がある。これを避けるために集鉱ダ
クトの途中に機械的可動部分のないエダクターを
設けることも考えられているが、エダクターはエ
ネルギー効率が良くない。

同様の問題は、海底の集鉱装置からの海上の母
船にマンガン団塊を揚鉱する揚鉱管内に設けられ
ている揚鉱ポンプについても云えることである
が、揚鉱ポンプの設置深度は、例えば、マンガン
団塊採鉱水深が6000ｍ程度の場合、一般に海面か
ら1000ｍ程度であり、ポンプのインペラ等の部材
が摩耗し、交換を必要とする場合は、ポンプを海
上の母船に収容するのに約1000ｍの揚鉱管を引揚
げれば済む。

しかし、集鉱ポンプを母船に収容するには、
6000ｍ分の揚鉱管全部を母船上に引揚げることが
必要であり、多大の時間とエネルギーを必要と
し、その費用と、操業休止による損失は莫大なも
のになる。又、インペラやケーシングに摩耗代を
見込んで部材の寸法を大きくすれば重量が増加
し、牽引に要するエネルギーが増加するので好ま
しくない。

この発明は、従来のマンガン団塊集鉱装置の上
述の問題点を解決した、エネルギー効率が高く、
かつ、マンガン団塊が通過することにより集鉱用
ポンプに大きな摩耗を発生することなく集鉱ダク
トに水流を発生させる手段を持つたマンガン団塊
集鉱装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成させるため、本発明は上記構
成のマンガン団塊集鉱装置において、ホツパを実
質的に密閉容器として形成するとともに集鉱ポン
プをホツパからの排水管内に設けたことを特徴と
する。

以下、本発明をその実施例を示す図面にもとず
いて詳細に説明する。

第１図及び第２図に示す本発明の実施例の装置
においては、左右１対のソリ１上にホツパー２が
搭載されている。ソリ１の前方には、この装置を
海底に置いた場合海底面に近接して開口する進行
方向に直角方向に伸びたサクシヨンヘツド３が設
けられており、サクシヨンヘツド３とホツパー２
の前側壁上部とを結合する集鉱ダクト４が配管さ
れている。ホツパー２の後側壁上部から後方には
排水管５が設けられており、その後端は外海に開
口している。排水管５内には集鉱用ポンプ６が設
けられている。ホツパー２はその上面が天井２ａ
で閉塞され集鉱用ポンプ６を運転した際サクシヨ
ンヘツ３での吸引に必要な負圧を保持することの
できる実質的に密閉容器として形成され、その下
端には団塊排出口２ｂが設けられ、揚鉱用接続管
７が接続されている。

揚鉱用接続管７の上記ホツパー下端の団塊排出
口２ｂへの接続端の近傍には団塊スラリー濃度調
整用海水取入管８が接続され、その他端は外海に
開口している。該海水取入管８の途中には開度調
可能な団塊スラリー濃度調整弁９が設けられてい
る。揚鉱用接続管７の中間部には団塊スラリー濃
度検出器１０が設けられており、該検出器１０の
検出信号は導線を介して前記調整弁９の開度を調
整するようになつている。

ホツパー２内には前記の集鉱ダクト４及び排水
管５の接続位置より下方に、環状の団塊洗浄管１
１が水平に設けられており、その管壁には環の内
外に向つて海水を噴出させる多数の噴流口が設け
られているとともに、一端がホツパー２外で外海
に開口する団塊洗浄水取入管１２が接続されてい
る。

揚鉱用接続管７の前端には、マンガン団塊を水
流により海上の母船１３に揚鉱するとともに、本
集鉱装置を海上の母船１３により曳航するための
長い揚鉱管１４が接続されている。該揚鉱管１４
の中間には揚鉱ポンプ１５が配置され、これによ
つて揚鉱管１４内に上昇流が発生する。

次にこの集鉱装置の作用を説明する。

集鉱装置は、ソリ１でマンガン団塊の賦存する
海底の堆積物表面に支持され、海上の母船１３に
より、揚鉱管１４により曳航され、所定の速度で
前進する。

排水管５内に設けられた集鉱用ポンプ６によ
り、ホツパー２内の圧力はその外側の海水の圧力
よりも、例えば７ｍ水柱程度低くなり、これによ
りサクシヨンヘツド３の開口よりホツパー２に向
つて集鉱ダクト４内を高速度で海水が流れ、サク
シヨンヘツド３の開口直下及びその周辺の海底面
に賦存するマンガン団塊と微粒状海底堆積物とは
水流に伴なわれて集鉱ダクト４内をホツパー２内
に搬送される。集鉱ダクト４からホツパー２内に
入つた海水は急に流速が落ちるため比重と粒径の
関係で粒径の大きいマンガン団塊はホツパー内の
海水中を落下し、微粒状の海底堆積物及び極く粒
径の小さい揚鉱するに値しないマンガン団塊は海
水中に懸濁した状態のまゝ集鉱ポンプ６の作用に
より排水管５内を外海に向つて流れる水流に伴な
われてホツパー外に排出される。

ホツパー２内を落下したマンガン団塊は、その
底部に貯溜され、揚鉱管１４の途中に設けられた
揚鉱ポンプ１５により上昇流の発生した揚鉱用接
続管７内に、団塊排出口２ｂより順次吸込まれて
行く。揚鉱管１４及び揚鉱接続管７内を上昇する
マンガン団塊スラリー濃度は、団塊スラリー濃度
調整用海水取入管８に設けられた団塊スラリー濃
度調整弁９の開度を団塊スラリー濃度検出器１０
の検出信号により自動的に調整することにより、
最適濃度に維持され、マンガン団塊は海水ととも
に揚鉱管１４内を海上の母船に揚鉱される。

ホツパー２内に設けられた円環状の団塊洗浄管
１１内には団塊洗浄水取入管１２よりホツパー外
部の海水圧が掛り、洗浄管の管壁に設けられた多
数の噴流口よりホツパー２内に勢よく海水が噴射
する。これにより該洗浄管の内側及び外側をホツ
パー底部に向つて落下するマンガン団塊に付着し
た微粒状海底堆積物（泥）が洗浄され、泥の微粒
子は海水中に懸濁して排水管より排出される。

以上の如く、ホツパーを密閉容器として構成す
るとともに、集鉱用ポンプを排水管内に設けるこ
とにより集鉱用ポンプをマンガン団塊が通過する
ことがなくなるので、ポンプの摩耗を大幅に減少
することができ、装置の寿命が増加する。

なお、本発明は、上記の実施例に示した様式の
サクシヨンヘツド、マンガン団塊と海底堆積物と
分離手段、揚鉱管内のスラリー濃度調整手段、洗
浄手段を有する集鉱装置に限られるものではな
く、水流により海底のマンガン団塊を吸引して集
鉱し、マンガン団塊と海水とを分離し、分離され
た海水を排水管より外海に排出するものであれば
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２
図はその平面図である。 ２……ホツパー、３……サクシヨンヘツド、４
……集鉱ダクト、５……排水管、６……集鉱用ポ
ンプ、７……揚鉱用接続管、１４……揚鉱管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 集鉱ポンプと、該集鉱ポンプにより生ずる負
   圧により海底面に賦存するマンガン団塊を周囲の
   海水及び微粒状海底堆積物とともに吸引する吸引
   口と、該吸引口に接続され、これにより吸引され
   たものが搬送される集鉱ダクトと、該集鉱ダクト
   に接続されたホツパとを有し、前記集鉱ダクトよ
   り該ホツパ内に搬送された吸引物は該ホツパ内で
   マンガン団塊と微粒状海底堆積物を懸濁する海水
   とに分離し、前者はホツパ底部に貯溜し、後者は
   ホツパに接続された排水管より外海に排水するよ
   うにしたマンガン団塊集鉱装置において、前記の
   ホツパは実質的に密閉容器として形成されるとと
   もに、前記の集鉱ポンプが前記の排水管内に設け
   られていることを特徴とするマンガン団塊集鉱装
   置。