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    錳結核

    發(fā)布日期:2014-12-26 13:15:48







    大洋底蘊藏著極其豐富的礦藏資源,錳結核就是其中的一種。錳結核是沉淀在大洋底的一種礦石,它表面呈黑色或棕褐色,形狀如球狀或塊狀,它含有30多種金屬元素,其中最有商業(yè)開發(fā)價值的是錳、銅、鈷、鎳等。

    主要成分

    錳結核存在的形式為硅酸鹽和難溶性高錳酸鹽(高錳酸亞鈦、高錳酸鐵、高錳酸鋁等)的混合物

    錳結核中各種金屬成分的含量大約是:有經(jīng)濟價值的有錳(27-30 %)、鎳(1.25-1.5 %)、銅(1-1.4 %)及鈷(0.2-0.25 %)。其他成分有鐵(6 %)、硅(5%)及鋁(3%),亦有少量鈣、鈉、鎂、鉀、鈦及鋇,連帶有氫及氧。

    銅、鈷、鎳等76種金屬元素是陸地上緊缺的礦產(chǎn)資源,有必要開采海底錳結核獲取這些金屬。美國錳礦全靠進口,對從錳結核生產(chǎn)錳也大感興趣,所以美國最為重視錳結核開發(fā)。美國在大洋錳結核開發(fā)技術方面也處于領先地位。

    形成來源

    它的物質來源,大致有四方面:

    一是來自陸地、大陸或島嶼的巖石風化后釋放出鐵、錳等元素,其中一部分被海流帶到大洋沉淀。

    二是來自火山,巖漿噴發(fā)產(chǎn)生的大量氣體與海水相互作用時,從熔巖中搬走一定量的鐵、錳,使海水中錳、鐵越來越多。

    三是來自生物,浮游生物體內富集微量金屬,它們死亡后,尸體分解,金屬元素也就進入海水。

    四是來自宇宙,有關資料表明,宇宙每年要向地球降落2000~5000噸宇宙塵埃,它們富含金屬元素,分解后也進入海洋。

    儲量分布

    錳結核廣泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表層,而以生成于4000~6000米水深海底的品質最佳。錳結核總儲量估計在30000億噸以上。其中以北太平洋分布面積最廣,儲量占一半以上,約為17000億噸。錳結核密集的地方,每平方米面積上就有100多公斤,簡直是一個挨一個鋪滿海底。在全世界的大洋里它的總儲量達10的12次方的三倍噸。

    錳結核中50%以上是氧化鐵和氧化錳,還含有鎳、銅、鈷、鉬、鈦等20多種元素。僅就太平洋底的儲量而論,這種錳結核中含錳4000億噸、鎳164億噸、銅88億噸、鈷98億噸,其金屬資源相當于陸地上總儲量的幾百倍甚至上千倍。如果按照2006年世界金屬消耗水平計算,銅可供應600年,鎳可供應15000年,錳可供應24000年,鈷可滿足人類130000年的需要,如果把它們全開采出來,錳可供人類3.33萬年,鎳可以用2.53萬年,鈷可用34萬年,銅可以用980年。這是一筆多么巨大的財富啊!而且這種結核增長很快,每年以1000萬噸的速度在不斷堆積,因此,錳結核將成為一種人類取之不盡的"自生礦物"。錳結核是怎樣形成的呢?科學家估計,地球已有50億年的歷史,在這過程中,它在不斷地變動。通過地殼中巖漿和熱液的活動,以及地殼表面剝蝕搬運和沉積作用,形成了多種礦床。雨水的沖蝕使地面上溶解一部分礦物質流入了海內。在海水中錳和鐵本來是處于飽和狀態(tài)的,由于這種河流夾帶作用,使這兩種元素含量不斷增加,引起了過飽和沉淀,最初是以膠體態(tài)的含水氧化物沉淀出來。在沉淀過程中,又多方吸附銅、鈷等物質并與巖石碎屑、海洋生物遺骨等形成結核體,沉到海底后又隨著底流一起滾動,象滾雪球一樣,越滾越大,越滾越多,形成了大小不等的錳結核。

    據(jù)估計,全世界各大洋底錳結核的總量可能有3萬億噸,光太平洋底錳結核就有17 000億噸,其中含錳有4000億噸,鎳164億噸,銅88億噸,鈷58億噸。

    利用價值

    有的錳結核錳含量達到55%,除錳以外還含有鐵、鎳、銅、鈷、鈦等20多種金屬元素,含量都很高。錳結核所富含的金屬,廣泛地應用于現(xiàn)代社會的各個方面。如金屬錳可用于制造錳鋼,極為堅硬,能抗沖擊、耐磨損、大量用于制造坦克、鋼軌、粉碎機等。錳結核所含的鐵是煉鋼的主要原料,所含的金屬鎳可用于制造不銹鋼,所含的金屬鈷可用來制造特種鋼。所含的金屬銅大量用于制造電線。錳結核所含的金屬鈦,密度小、強度高、硬度大,廣泛應用于航空航天工業(yè),有"空間金屬"的美稱。錳結核不僅儲量巨大,而且還會不斷地生長。生長速度因時因地而異,平均每千年長1毫米。以此計算,全球錳結核每年增長1000萬噸。錳結核堪稱"取之不盡,用之不竭"的可再生多金屬礦物資源。

    錳結核里包含多種戰(zhàn)略物資,必將引起資源爭奪。1978年,日本采礦船用抽吸式和氣動提升式采集錳結核獲得成功。美國已用20萬噸級的采礦船,用自動控制的設備采集南太平洋底的錳結核。


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