Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов - Ржевский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Извлечение полезных ископаемых из морской воды основано на физико-химических процессах выделения растворимых в ней солей, общий объем которых достигает 48 млн. км3 различных элементов, в том числе свыше 6 млрд. т меди, 6 млрд. т урана,
6 млрд. т олова, 4 млрд. т никеля, 0,5 млрд. т серебра, 10 млн. т золота и других. Добыча поваренной соли из морской воды известна с древнейших времен. В V в до н. э. в дельте Днепра добывалась соль при испарении воды в специальных неглубоких бассейнах. Такой способ применялся в древности, а в средние века был основным способом получения соли во Франции, Испании, Китае и Индии. В северных районах соль получали за счет вымораживания морской воды в бассейнах с последующей вываркой сгущенного рассола. С середины XIX века из маточных рассолов производства поваренной соли во Франции начали получать бром.
Промышленное извлечение магния из морской воды начато с 30-х годов нашего века. В 1970 г. в США, Англии и других странах работало более 100 предприятий по добыче натрия из морской воды с объемом производства более 10 млн. т, магния — 300 тыс. т и брома 75 тыс. т. Потребность Японии в соли практически удовлетворяется за счет извлечения ее из морской воды. В СССР начато промышленное освоение рассолов Сиваша. До 1951 г. в заливе Кара-Бугаз-Гол производилась добыча мирабилита из морских вод бассейновым способом.
Современная технология извлечения указанных элементов из морской воды предусматривает, как правило, концентрацию извлекаемых элементов за счет выпаривания или хлорирования, а затем при взаимодействии насыщенного раствора с другими элементами их извлечения в виде нерастворимых соединений.
Но за исключением натрия, магния, брома концентрация дру-гйх элементов в морской воде весьма низкая, что не позволяет их извлекать рентабельно. Совершенствование установок по адсорбции, ионному обмену и экстракции при интенсивном внедрении все более экономичных схем получения питьевой воды из морской воды создает благоприятные перспективы для извлечения других элементов.
Разработка поверхностных месторождений шельфа и ложа океана производится открытым способом через водную толщу. На поверхности шельфа, составляющего 19% площади Суши,
и ложа океана (соответственно 50% площади Земли) сосредоточены огромные минеральные ресурсы. Только в железо-марганцевых конкрециях донных отложений Тихого океана запасы марганца прогнозируются в 240 млрд. т, кобальта — 2,8 млрд. т, никеля 9,4 млрд. т, меди 5,3 млрд т. На шельфе найдены россыпные месторождения тяжелых минералов и металлов, а также строительных материалов.
Попытка освоения шельфа предпринималась еще в древние времена. В III в. до н. э. с глубины 4 м у о. Халка в проливе Босфор ныряльщики добывали медную руду. В XI в. до н. э. финикияне разрабатывали отложение морских ракушек для производства пурпурной краски, а на островах Полинезии (VI в. до н. э.) производилась разработка коралловых рифов. В средние века освоение минеральных ресурсов дна морей практически не осуществлялось. В этот период добывалось в небольших объемах золото из пляжевых россыпей Восточной Азии. В конце XIX в. началось освоение россыпей тяжелых минералов золота, а затем ильменита, рутила, циркойа, монацита на побережье Бразилии (1884 г.), Австралии (1870 г.), Индии (1909 г.). С 1906 г. из морских россыпей добывается касситерит.
В настоящее время на шельфе добываются из россыпей минералы золота, олова, титана, циркония, платины, железа, алмазы, строительные материалы. Более чем 70 предприятий в различных странах мира перерабатывали около 120—130 млн. м3 горной массы. Валовая стоимость добытых на шельфе твердых полезных ископаемых не достигала 2% аналогичных ископаемых, добытых на суше, но при этом добыча оловянных концентратов из морских россыпей достигала 10% мирового объема добычи олова (без СССР), а добыча алмазов в отдельные годы достигала более 3 % общей их добычи.
Разработка россыпей^рсуществляется, как правило, многочер-паковыми, гидравлическими и грейферными драгами, но использование грейферных ковшей стало проблематичным после применения их фирмой «Аохам Тии» на шельфе Таиланда. Наибольшую глубину разработки на шельфе в настоящее время обеспечивают эрлифтные драги. Установка первичного обогащения обычно располагается на понтоне добычного судна, а доводочная установка на берегу.
Во многих странах мира ведутся исследования по созданию подводных выемочных устройств, позволяющих получать концентраты в забое. Выемка осуществляется, как правило, на всю мощность, но при разработке россыпей на шельфе Индонезии производится раздельное удаление вскрышных пород.
Для разработки железомарганцевых конкреций испытаны и строятся промышленные образцы драг с гидравлическим подъемом и ковшами, закрепленными на бесконечном тросе. В ближайшие' годы рядом американских и японских фирм планируется промышленная добыча конкреций в Тихом океане.
Подземная подводная разработка осуществляется из подземных горных выработок, расположенных под толщей пород, находящихся на дне океана или моря. Если изученность ресурсов поверхности шельфа составляет 5%, то изучение ресурсов недр Земли, покрытых Мировым океаном, практически только начато за исключением оценок нефте- и газоносности.
