KR100796065B1

KR100796065B1 - 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법

Info

Publication number: KR100796065B1
Application number: KR1020070005919A
Authority: KR
Inventors: 이수호; 배재류; 추교식
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-01-21

Abstract

본 발명은 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 광물자원을 수송선이 도착하기 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 수송선이 해양기지에 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구에 도착한 수송선에 적재된 광물자원을 부두에 하역하는 하역단계와, 상기 하역된 광물자원을 육상의 제련공장으로 운송하는 육상수송단계와, 상기 육상공장으로 수송된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 남게 되는 불필요한 암석폐기물을 유해성분을 제거하기 위해 후처리하여 이를 매립 처리하게 되는 단계를 수행하게 되는 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법에 있어서,

상기 채광선에 종전의 제련과정에서 육상설비를 이용하던 방식에서 벗어나 자체적으로 광물자원의 제련을 실시할 수 있도록 하는 제련설비와 암석폐기물 후처리시설을 갖추도록 하되, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계 및 선광단계와 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하게 되는 하역단계 사이에 건조된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리 한 다음 상기 후처리된 암석폐기물을 해저로 다시 돌려보 내는 해저투기단계를 포함시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법을 적용하게 되면 채굴현지의 해상제련과정을 통해 순수금속만을 추출하여 운반하기 때문에 해저 광물자원의 채굴선에서 항구까지의 수송비용을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제련단계 후 발생되는 암석폐기물을 해저로 다시 덤핑함으로써 육지에 비해 처리비용을 절감할 수 있고 또한 채굴된 광물자원을 양광 즉시 탈수건조, 선광 및 제련단계를 진행할 수 있으므로 채광선 내 보관장소가 줄어들게 되고 이와 함께 채광선의 처리시설을 설치하기 위한 공간으로 활용할 수 있게 됨은 물론 채광선에서 하역되는 광물자원은 제련공정을 거친 완제품이기 때문에 종래의 육상 제련공장에서 가까운 부두가 아닌 실재 수요처가 있는 항구로 직접 운반할 수 있어 판매관리비용을 절감할 수 있는 이점과 아울러 육지의 제련시설에 비해 토지매입비용을 절감할 수 있으며 공장의 입지 및 가동에 따른 민원발생도 배제할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법{Treatment method for seabed resources in the deep sea mining vessel}

도 1은 종래 채광선의 채굴자원 처리방법을 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 의한 채광선의 채굴자원 처리방법을 나타낸 블록도

도 3은 일반적인 채광선의 측면구성도

본 발명은 채광선을 이용하여 해저에서 망간단괴나 금, 구리, 아연 등의 단괴를 모으는 집광단계, 상기 집광된 단괴를 해저에서 해상까지 권상시키는 양광단계, 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 보관단계를 거쳐 수송선으로 상기 채광된 광물자원 전체를 육상으로 전량 이송하여 제련 처리하지 아니하고 양광된 광물자원을 탈수건조, 선광 후 채광선에서 곧바로 제련하여 필요한 금속만을 회수할 수 있도록 하되, 암석폐기물을 후처리함과 동시에 해저로 덤핑시킬 수 있도록 하여 금속회수를 위한 불가피한 원석 수송비용 및 육상에서의 제련단계를 배제할 수 있도록 한 것이다.

먼저 해저 광물자원의 채광에 사용되는 채광선에 대하여 간략히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 해저면의 집광기, 양광관과 양광펌핑시스템 및 버퍼 등을 갖추고 집광기에 의해서 해저면으로부터 분리 채집되는 광물자원은 중간 저장소인 양광관 하단의 버퍼에서 단괴의 유동농도를 최적으로 조절한 후 양광관을 통하여 해상의 채광선까지 연속적으로 이송시키는 방식이 선호되고 있다.

한편, 집광기와 버퍼 사이에는 유연한 호스를 통하여 망간단괴를 이송함으로써 집광기가 해저면에서 부드럽게 주행하여 주행할 수 있도록 설계되며 집광기와 버퍼를 연결하는 유연호스는 집광기의 주행성능을 최대한 보장하기 위하여 집광기와는 수직방향으로 연결되어 큰 아치형상을 유지하면서 버퍼로 연결되도록 설계되며 이때 버퍼는 집광기의 전방에 위치하여 유연호스의 아치형상을 유지시키는 작용을 하게 됨으로써 해저의 광물자원을 채광할 수 있게 되는 것이다.

그러나 현재 고려되고 있는 해양에서 망간단괴나 금, 구리, 아연 등을 채굴하는 해저 광물자원 채굴선은 해저에서 집광된 광물자원의 원석을 양광한 후 탈수건조 및 선광단계를 거쳐 일정량이 될 때까지 보관하였다가 수송선을 이용하여 항구로 보내는 역할을 하고 있으며 육지의 공장에서 필요한 금속을 회수하기 위한 제련단계를 수행하고 있으며 금속회수후 남게 되는 암석폐기물은 유해물질 제거를 위한 후처리를 거쳐 매립 등의 방식으로 버리게 된다.

종래 채광선의 채굴자원 처리방법을 나타낸 블록도인 도 1을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자 원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 광물자원을 수송선이 도착하기 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구에 도착한 수송선에 적재된 광물자원을 부두에 하역하는 하역단계와, 상기 하역된 광물자원을 육상의 제련공장으로 운송하는 육상수송단계와, 상기 육상공장으로 수송된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리하여 이를 매립 처리하게 되는 단계를 수행하게 된다.

그러나 이와 같은 해저 광물자원의 채광방법은 해상처리시설이 활용되는 원유나 천연가스와는 달리 처리시설의 가동에 필요한 에너지원의 해상 현지수급에 제한을 이유로 원석상태에서 전량 수송선을 통해 항구로 수송된 후 육지에 설치된 공장에서 제련단계를 거치고 있어 필요광물을 제외한 기타광물까지 수송되므로 운송비용이 과도하게 소요되고 있어 상업적인 대규모 광물자원을 채광하는데 있어서, 보다 효율적인 채광선 운용방법이 요구되고 있는 실정이며, 예컨대 망간단괴의 경우 원석 가운데 주요 4대 광물인 망간, 니켈, 구리, 코발트를 제외한 기타광물의 함유량은 약 72.9%에 이르므로 필요광물의 약 3배 정도의 수송비가 제련단계 이후 폐기물로 버려질 기타광물의 수송을 위해 낭비되고 있어 해양기지의 운용에 필요한 연료유의 공급을 원활히 할 수 있으면서도 필요한 금속만을 회수하여 육상으로 수송할 수 있도록 하는 개선된 광물자원의 채광방법이 요구되고 있다.

본 발명은 채광선을 이용하여 해저에서 망간단괴나 금, 구리, 아연 등의 단괴를 모으는 집광단계, 상기 집광된 단괴를 해저에서 해상까지 권상시키는 양광단계, 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 보관단계를 거쳐 수송선으로 상기 채광된 광물자원 전체를 육상으로 전량 이송하여 제련 처리하지 아니하고 양광된 광물자원을 양광 건조 후 채광선에서 곧바로 제련하여 필요한 금속만을 회수할 수 있도록 하되, 암석폐기물을 유해성분 제거를 위해 후처리함과 동시에 해저로 덤핑시킬 수 있도록 하여 금속회수를 위한 불가피한 원석 수송비용 및 육상에서의 제련단계를 배제할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명은 채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 건조된 광물자원을 수송선이 도착하기 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구에 도착한 수송선에 적재된 광물자원을 부두에 하역하는 하역단계와, 상기 하역된 광물자원을 육상의 제련공장으로 운송하는 육상수송단계와, 상기 육상공장으로 수송된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리하여 이를 매립 처리하게 되는 단계를 수행하게 되는 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법에 있어서,

상기 채광선에 종전의 제련과정에서 육상설비를 이용하던 방식에서 벗어나 자체적으로 광물자원의 제련을 실시할 수 있도록 하는 제련설비와 암석폐기물 후처리시설을 갖추도록 하되, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계 및 선광단계와 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하게 되는 하역단계 사이에 건조된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리 한 다음 상기 후처리된 암석폐기물을 해저로 다시 돌려보내는 해저투기단계를 포함시켜 육상에서의 제련단계를 배제할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 일련의 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법을 제공함으로써 상기 목적을 달성하고자 한다.

본 발명은 채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 광물자원을 수송선이 도착하기 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구에 도착한 수송선에 적재된 광물자원을 부두에 하역하는 하역단계와, 상기 하역된 광물자원을 육상의 제련공장으로 운송하는 육상수송단계와, 상기 육상공장으로 수송된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리하여 이를 매립 처리하게 되는 단계를 수행하게 되는 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리 방법에 있어서,

상기 채광선에 종전의 제련과정에서 육상설비를 이용하던 방식에서 벗어나 자체적으로 광물자원의 제련을 실시할 수 있도록 하는 제련설비와 암석폐기물 후처리시설을 갖추도록 하되, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계 및 선광단계와 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하게 되는 하역단계 사이에 건조된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 제련한 후 불필요한 암석폐기물을 유해성분 제거를 위해 후처리 한 다음 상기 후처리된 암석폐기물을 해저로 다시 돌려보내는 해저투기단계를 포함시켜 육상에서의 제련단계를 배제할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 보다 효과적인 목적달성을 위해 본 출원인의 선출원인 특허출원 제2007-5119호 "연료유 공급선 기능을 겸하는 해저 채굴자원 수송선"을 이용하게 되면 해상의 기지 또는 채굴선의 가동에 필요한 가스 또는 연료유를 운송비에 대한 추가 부담없이 필요한 양만큼 상시 공급받을 수 있어 육지로 채광된 광물자원 원석을 운반하지 않고서도 해상의 채광선에 광물자원의 제련을 실시할 수 있도록 하는 제련설비와 제련과정에서 포함된 유해성분 제거를 위한 암석폐기물 후처리시설을 갖추기만 하면 금속회수를 위한 자체적인 제련에 전혀 문제가 되지 않는다.

본 발명은 기본적으로 채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 광물자원을 수송선이 도착하기 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 상기 언급한 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구에 도착한 수송선에 적재된 광물자원을 부두에 하역하게 되는 하역단계는 광물을 종래의 육상 제련공장이 가까운 부두가 아닌 수요처가 있는 항구로 직접 갈수 있다는 점을 제외한다면 대체로 종래의 방법과 같다.

그러나 본 발명은 종래와 같이 상기 육상으로 하역된 광물자원을 제련을 위해 육상공장으로 수송하여 암석폐기물을 후처리하고 또한 상기 후처리된 암석폐기물을 육상에 매립하게 되는 비효율적인 과정을 거쳐 필요한 금속을 회수하지 아니하고 채광선에 갖춘 제련설비와 암석폐기물 후처리시설을 통해 필요한 금속을 용이하게 회수하여 이를 본 출원인이 안출한 "연료유 공급선 기능을 겸하는 해저 채굴자원 수송선"을 이용하여 육상으로 수송한 뒤 즉시 사용 가능하도록 하는 채굴자원 처리방법을 채택하고 있는 것이며 후처리된 암석폐기물 역시 환경적인 위해성이 없도록 후처리를 마친 후 해상으로 다시 되돌려 보낼 수 있게 되어 채광선에서 광물자원의 채광작업과 금속회수작업을 동시에 연속적으로 실시할 수 있어 상업적인 대규모 필요금속을 지속적으로 공급할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명인 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법을 적용하게 되면 해저 광물자원의 채굴선에서 항구까지의 수송비용을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제련단계 후 발생되는 암석폐기물을 해저로 다시 덤핑함으로써 육지에 비해 처리비용을 절감할 수 있고 또한 채굴된 광물자원을 양광 즉시 건조 및 제련단계를 진행할 수 있으므로 채광선 내 보관장소가 줄어들게 되고 이와 함께 채광선 의 처리시설을 설치하기 위한 공간으로 활용할 수 있게 됨은 물론 채광선에서 하역되는 광물자원은 제련공정을 거친 완제품이기 때문에 종래의 육상 제련공장이 가까운 부두가 아닌 실재 수요처가 있는 항구로 직접 운반할 수 있어 판매관리비용을 절감할 수 있는 이점과 아울러 육지의 제련시설에 비해 토지매입비용을 절감할 수 있으며 공장의 입지 및 가동에 따른 민원발생도 배제할 수 있게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims

채광선으로부터 해저의 광물자원을 모으는 집광단계와, 상기 집광된 광물자원을 해저에서 해상까지 권상시키기 위한 양광단계와, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계와, 광석더미 속에 포함된 이물질들을 골라내는 선광단계와, 상기 광물자원을 수송선이 도착하기까지 전까지 보유하고 있는 보관단계와, 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하는 하역단계와, 상기 수송선에 적재된 광물자원을 항구로 이송하는 해상수송단계와, 항구로 도착된 수송선의 광물자원을 부두에 하역하는 하역단계와, 상기 하역된 광물자원을 육상의 제련공장으로 운송하는 육상수송단계와, 상기 육상공장으로 수송된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 후처리하여 이를 매립 처리하게 되는 단계를 수행하게 되는 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법에 있어서,

상기 채광선에 자체적으로 광물자원의 제련을 실시할 수 있도록 하는 제련설비와 암석폐기물 후처리시설을 갖추도록 하되, 상기 양광된 광물자원을 건조시키는 탈수건조단계 및 선광단계와 수송선이 해양기지로 도착하게 되면 상기 보관된 광물자원을 하역하게 되는 하역단계 사이에 건조된 광물자원을 제련하여 필요한 금속을 추출한 후 불필요한 암석폐기물을 유해성분 제거를 위해 후처리한 다음 상기 후처리된 암석폐기물을 해저로 다시 돌려보내는 해저투기단계를 포함시켜 육상에서의 제련단계를 배제할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 해저 광물자원 채광선의 채 굴자원 처리방법.
제1항에 있어서, 채광선에서 제련 처리된 광물자원의 추출된 금속을 육상으로 운송하기 위한 수송선은 연료유 공급선 기능을 겸하는 해저 채굴자원 수송선임을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 해저 광물자원 채광선의 채굴자원 처리방법.