深海矿产资源开发与利用

与王玮自110541151133邓欢社工110141184002姚晓龙自110541151147杨帅自110541151142在人类的想象中，深海是一个漆黑、寒冷和寂寞的世界。但看似孤寂的环境，其实蕴藏着一个丰富多彩、生动活泼的“自由王国”：那里惊心动魄，大大小小的海底地震、火山喷发此起彼伏，持续不断；那里奇异瑰丽，无数不知名的深海生物，摇摆着美丽的身段，自由游弋；那里也在上演着与陆地上版本不同的“适者生存”的故事，那些顽强的生命在200℃的高温下，悠然呼吸着二氧化硫等剧毒气体⋯⋯这里，蕴含着大量的资源与奥秘。关于深海的遥想。。。深海矿产资源的开采价值•一，前言：21世纪是海洋开发的世纪•二，分析：深海采矿技术的现状•三，评价：深海矿产资源的开采价值•四，思考：深海采矿对环境的影响•五：展望：深海矿产资源开采的未来•深海金属矿资源被认为是21世纪陆地矿最重要的可接替资源。作为人类尚未开发的宝地和高技术领域之一，已经成为各国的重要战略目标•深海矿产资源开采技术是海洋资源开发技术的最前沿，标志着一个国家开发海洋资源的综合能力和技术水平。一、21世纪是海洋开发的世纪二，分析：深海开采技术现状拖斗式采矿系统连续绳斗（CLB）开采系统自动穿梭艇式开采系统集矿机与管道输送相结合的采矿系统这是最简单的开采海底锰结核的方法，由采矿船上安装一铲斗。这种铲斗按自由落体的速度降到海底，系在铲上的音响计提示操作者何时铲斗到达海底。铲斗能横越海底拖动，直到装满结核后将它取回。由于该系统可操作性差，采集效率低，难以实现商业开采的目标，不久便停止研究工作1，拖斗式采矿系统二，分析：深海开采技术现状连续绳斗法采矿系统是日本人上世纪60年代末提出来的，于70年代初进行了大量海试，取得了预期效果。该系统由采矿船、拖缆、索斗和牵引机等部分组成，具有系统简单、投资少等优点，但是由于铲斗在海底无法控制、不能适应海底地形和丰度变化，致使资源损失大而效率低，于70年代末被放弃。2，连续绳斗法采矿系统二，分析：深海开采技术现状穿梭艇式采矿系统是法国于1972年提出的，类似于潜艇下潜到海底采集结核，装满后上浮到水面卸载。主要由采矿船、采矿潜水器和无人无缆的提升潜水器等构成。由于能源和投资回收期长，进行模型试验后而暂停研究。随着海洋深潜技术的发展，中国上海交通大学运用该原理于2006年研制出了分散式深海局部试采矿系统，该系统具有灵活性强，成本低，机动性好等优点，可用于深海多金属结核局部开采。3，穿梭艇式采矿系统二，分析：深海开采技术现状集矿机集矿和管道提升采矿系统是在上世纪70年代深海多金属结核研究高峰期，以美国为首的KENNECOTT、OMI、OMA和OMCO四个国际财团历经十年的时间开发出来的。该系统主要由集矿、扬矿、水面采矿船和测控动力四个子系统组成。水力和气力提升两种方法从系统概念提出以来，一直被国际社会列为重点试验研究的开采系统。4，集矿机集矿和管道提升采矿系统二，分析：深海开采技术现状在陆地上的矿产资源日益枯竭、矿产资源越来越紧张的情况下，深海无疑是人类扩大生存空间和储备生存资源的重要途径，解开人类资源能源日益匮乏难题的钥匙也许就在深海中。对于整个人类的生存来说，这是一项具有深远意义的战略行动。三，评价：深海资源开采价值国际海底区域内蕴藏着丰富的战略金属、能源和生物资源，其中具有商业开发前景的资源包括：1，多金属结核2，多金属硫化物3，富钴结壳等金属矿产资源4，天然气水合物5，生物基因资源三，评价：深海资源开采价值又称锰结核，主要分布于水深4000～6000m海底表层，富含铜、钴、镍、锰，平均品位分别是（1.00%、0.22%、1.30%、25.0%）。全球洋底具有商业开潜力的多金属结核达1×10t，主要集中在太平洋的CC区、东南太平洋秘鲁海盆、北印度洋中心。多金属结核三，评价：深海资源开采价值位于大洋中脊和断裂活动带，赋存在较浅的水域，一般2500m左右，多数矿点分布于东太平洋海隆和大西洋中脊。矿体富含锌、铜、铅、金、银（平均品位分别是3.3%、5.5%～40%、3%～23%、1.4～55g/t、42～129g/t）。目前发现的潜在资源量达1.4×10t，由于海底热液硫化物富含大量的贵金属，矿藏量大，水浅易开采，按照目前深海技术发展水平推断，热液硫化物有望成为深海采矿的首采对象。9多金属硫化物三，评价：深海资源开采价值富钴结壳于400～4000m水深海山表面、富含铁、锰、钴、镍、钛，平均品位分别是17%、23%、0.7%、0.48%、1.2%）海底有6.35×106km2被钴结壳覆盖，可生产100亿t的钴矿床主要分布在全球海洋的海山、中脊和海台的斜坡和顶部，勘探表明目前最具开采潜力的结壳矿床位于赤道附近的中太平洋海底。富钴结壳三，评价：深海资源开采价值•分布主要在北半球，以太平洋边缘海域最多•总量换算成甲烷气体约为1.8×1011～2.1×1011m3，相当于全球煤炭、石油和天然气储量的两倍，被认为是21世纪可供开发的潜力很大的新能源天然气水合物三，评价：深海资源开采价值四，思考：深海采矿对环境的影响开采深海底矿产对环境产生影响不容置疑。直接影响海底环境,包括海底地貌改变、生物群及其栖息地的破坏而导致生态系统的受损。深海采矿的潜在环境影响强度和广度取决于多种因素,如被开采矿床种类、矿体形状与空间分布、开采技术和方法、处理方法及海上运输等。如果再考虑岸上加工,还会对居民生活、经济、社会环境等产生影响。对底栖生物的破坏对浮游生物的破坏带来诸如矿石运输,废矿石四，思考：深海采矿对环境的影响深海资源的争夺是各国政府瓜分国际共有资源的一个重大领域。•对发达国家而言：基础工业实力雄厚，配套能力强，则多以科学研究的名义出现，科学家们在世界各大洋辛勤地探索，积累着丰富的知识，也对资源了如指掌。•对发展中国家而言：知识积累和基础工业方面都不如发达国家，在勘探和配套技术上都处于追赶阶段,目前是以海底硫化物为主要开发研究对象。五，展望：深海采矿必将成为新兴产业虽然开发深海矿产资源的研发还会有许多困难,要走的路还很长。但是,在当代其他许多领域,包括航天领域、海洋石油天然气开发领域、现代信息通讯领域、现代军事领域、现代陆地矿产开采领域、现代新金属材料和非金属材料开发领域都有许多先进成熟的技术和成果可供引进和借鉴,深海矿产资源的开发在研发上一定会迎来一个明媚的春天,未来必将成为全球一项欣欣向荣的新兴产业。五，展望：深海采矿必将成为新兴产业