Eleştirel Mineral Supply Challenge ve Deep Sea'in Sözlüğü

Düşük karbon ekonomisine hızlanan küresel geçiş, belirli metaller için bir benzeri olmayan bir talep yaratıyor. Elektrikli araç pilleri, rüzgar türbinleri, güneş panelleri ve gelişmiş elektronikler, nikel tedariki, kobalt, bakır ve manganese. Terrestrial madencilik operasyonlarının yüzde 70'i, artan enerji ve su tüketimi, önemli karbon ayak izi ve karmaşık jeopolitik riskler genellikle istikrarsız bölgelerde yoğunlaşıyor.

En umut verici ve tartışmalı alternatiflerden biri, manganese, nikel, kobalt ve bakırın bir araya gelmesiyle, ilk olarak bu çevresel yıkım ve 6.000 metre arasındaki derinlikler arasında bir araya gelmek üzere tahmin edilir.

Kaynak Anlamak: Polymetallic Nodules Kompozisyonu

Polymetallic nodules son bir keşif değildir; ilk olarak 1870'lerde HMS Challenger seferi sırasında tespit edilmiştir. Milyonlarca yıl boyunca metal oksitlerin ve hidroxideslerin deniz suyunun yavaş yağışı ve sedilitlerin bir parçası olarak, genellikle bir köpekbalığı diş veya bir kabuk parçası.

Tamam kompozisyon yer tarafından değişirken, CCZ'den tipik bir yüksek sınıf nodule, karasal depozitolarla kıyaslanabilir.% 1.2-1.5%, 1.0-1,% 0.2-0.2 kobalt ve daha küçük miktarda molybdenum, titanyum, lityum ve nadir bir vücut, dört yüksek değerli endüstriyel metaller için tek başına veya tek bir miktar daha sonra tek başına bir miktar metaller için benzersiz bir miktara yayılmış olabilir.

Yeni Ekstraksiyon Yöntemleri için Çevre Imperative

Altmış koleksiyon için temel teknoloji - bir "kolector aracı" olarak adlandırılır - büyük bir dezavantaj olarak işlev görür, uzaktan sualtı tampon veya vakumlu temizleyici.Bu özellik, mercanlar, süngerler ve polichaeteler de dahil olmak üzere deniz yüzeyinin kırılgan habitatını doğrudan yok eder.

Ayrıca, derin okyanus kritik bir karbon batağıdır. Birbyssal düzlükteki organik madde yavaş birikimi, binlerce yıldır moratoryumu çağıran küresel bir koalisyona yol açtı. Geniş ölçekli mekanik rahatsızlıklar potansiyel olarak bu organik karbonu yeniden değerlendirebilir, su sütununa geri salıverin ve potansiyel olarak okyanus asitleştirilmesine katkıda bulunur.

Metal Ekstraksiyon için Gelişen Teknolojiler

Sürdürülebilir derin deniz madenciliği için zorlama, birkaç cephede kediye dayalı inovasyona sahiptir. Bu ortaya çıkan yöntemler, yüzeyde veya daha radikal olarak, hiçbirini fiziksel olarak yüzeye getirmeden metalleri daha verimli bir şekilde işlemeyi amaçlamaktadır.

Gelişmiş Hidrometalurji İşleme

Geleneksel işlem yöntemleri genellikle pirometallurgy veya smelting ile başlar, bu da daha düşük sıcaklıklar ve baskılarda çalışan kimyasal leaching süreçleri azaltır. Etkiliyken, smelting enerji yoğundur ve yüksek sermaye harcamalarını gerektirir ve birincil ortaya çıkan alternatif enerjik enerji tasarrufu sağlar.

Birkaç farklı akış sayfası, pilot ölçekde optimize edilmiş ve test edilmiştir.TheurFLT:0)Cuprion amonyak linç işlemi), amonyak leaching (FLT:3) ile sürekli olarak üretilen bir sıvının ve kobalinlerin, hidrojen veya monoksitlerin tekrarlanması için kullanılan metallerin tekrarlanması için kullanılan kimyasalların %95'i tekrardan uzaklaştırması için kullanılan bir çözümdür.

In-Situ Leaching (Solution Mining)

Belki de geleneksel derin deniz madenciliğinden en radikal kalkış, deniz yatağına hiçbir şekilde dağıtılmak üzere tasarlanmıştır. Bu yöntem, betonun fiziksel olarak toplanmasına ve hiçbirini içeren kullanılamaz tabakasına tamamen kaldırır.Petrol ve üretim ağı deniz yatağına monte edilir, o zaman metal oksitli bir çözeltiyi tamamen sildirir.

SLN'nin potansiyel çevresel avantajları önemlidir. Deniz zemininin fiziksel rahatsızlıklarından kaçınır, sefilli su tesisatlarının üretimini ortadan kaldırır ve derin okyanusta büyük miktarda sağlam kaya malzemesi kaldırmayı gerektirmez mi? Düşük sıcaklıklarda (2-4°C) ve yüksek basınçlar hızlanabilir.

Elektrokimyasal Ekstraksiyon

Elektrokimyasal yöntemler yüksek derecede hassas ve kontrol sunar. İki birincil yaklaşım elektrolit ve elektrotlu metal bileşiklerin ortadan kaldırılmasıdır.Inuring[Dönetici:0) Daha sonra düşük gerilimli bir elektrik akımı doğrudan bir elektrolit çözümünde ezilmiş bir elektrik akımına uygulanırken, elektrik akımı karmaşık ve pahalı metal bileşiklerin dağılmasını azaltabilir.

[FONT:0]Electro kazanan [[Dönetici] zaten karasal hidrokarbonlar bakır, nikel ve kobalt üretmek için standart bir teknolojidir. Yenilikçilik, tek bir entegre devrede doğrudan şarj edilebilir bir adımla doludur.Bu yöntemlerden önemli bir avantajı, okyanus işleme gemisi veya platformun yüzeysel enerji dönüştürücüleri veya dalgalar ile güçlendirilmesi gerekir.

Biomining ve Bioleaching

Doğa, metallerin en zarif çözümleri sunar. Biomining, mikroorganizmaları özel olarak kullanır - özellikle de bakteri türleri, okçular ve mantarlar - metallerin sağlam veyasten çözülmesini sağlar.Bu teknoloji zaten düşük kaliteli sulfid veyalerden bakır çıkarmak için arazi üzerinde ticari olarak kullanılır.

Bu mekanizma, manganesenin mikrobiyal azaltılmasını içerir (MnO2), ki bu, kobalt ve mantarlar MnO2'yi bir terminal elektron kabulörü olarak kullanabilir ve derin deniz, bu tür metal-reternozyumun çeşitli bir topluluğuna kadar zaten ev sahipliği yapmaktadır.

Kraliyet Hollanda Deniz Araştırmaları Enstitüsü (NIOZ) ve diğer kurumlar, derin deniz biyominasyonları için bu mikroorganizmaların potansiyelini aktif olarak araştırır ve en az enerji ayak izi olan kimyasal leaching ile karşılaştırıldığında, büyük biyoreactor hacimleri ile beslenebilir.

Seçici Fiziksel Ayrılma

Herhangi bir kimyasal veya biyolojik işlemden önce, nodules'in fiziksel özellikleri sömürülebilir. Nodules yoğun ve sıklıkla, temiz bir mineral konsantre ve denizlere geri dönebilecek bir katalizöre sahip değildir. Benzer şekilde, yoğun olarak orta dereceden dışsal boşluk veya fothasyon, ana devreden önce hiç bir kesintiye uğramadan önce hiç bir şekilde farklı miktardaki bozulmamış bir şekilde kullanılabilir.

Ekstraksiyon Yöntemleri Karşılaştırma Analizi

Tek bir teknoloji evrensel bir çözüm değildir. En iyi yaklaşım, çevresel ayak izi, sermaye maliyeti, işletme maliyeti ve teknik olgunluğa bağlı olacaktır.

  • [FONT:0) İleri Hidrometallurgy[Dönetici: 1) En yüksek Teknoloji Okuma Seviyeye Sahip (TRL) Bu, kurulmuş ekipman ve mühendislik prensiplerini kullanır, ancak büyük bir işleme gemisi gerektirir, atık akışları (kesin ve effluentler) ve kimyasalları ve suyu tüketmektedir.
  • [FONT:0]In-Situ Leaching[[Dönetici: 1 ) koleksiyoncu aracı ortadan kaldırır ve yüksek çözünürlük sistemi tamamen ortadan kaldırır. Ancak, derin okyanusta yer alan anıtsal mühendislik zorluklarıyla karşı karşıya kalır ve çok düşük bir TRL'dedir.
  • [FONT:0]Electrokimyasal Yöntemler[Döntgenlik ve çok temiz, yenilenebilir enerjili bir süreç için potansiyel. Pilot-to-demonstrasyon aşamasındalar ve önemli elektrik güç girişi gerektirir.
  • [FONT:0]Biomining[[Dönetici:0) Çevrede doğal biyolojik katalizörler kullanarak, şu anda laboratuvar ölçeğinde ve büyük transputlar için reaksiyon oranı ve ölçeklenebilirlik ile karşı karşıyadır.
  • [FONT:0)Physical Ayrılık[[Dönetici:0) Tüm diğer yöntemleri yararlanabilecek düşük enerjili, düşük maliyetli bir pre-concentasyon adımını sunar. Herhangi bir akış tablosuna entegrasyon için uygun basit, sağlam bir teknolojidir.

İlk ticari operasyonlar için muhtemel bir senaryo, hibrit bir akış tablosudur: temel olarak farklı ve daha derin bir hidroelektrik santrali ile bir araya getirilen düşük performanslı bir araç. Zamanla, teknolojilerin olgun olmasına izin veren teknolojiler olarak, in-situ veya biyomining yöntemleri temel olarak farklı ve daha sürdürülebilir deniz madenciliği endüstrisine yol açabilir.

Anahtar Oyuncular ve Yarış Ticarete

Bu teknolojilerin gelişimi birkaç anahtar endüstri oyuncu ve araştırma kurumu arasında yoğunlaşmıştır.ETHFLT:0) Metals Şirketi (TMC)) iştirakleri NORI ve TOML aracılığıyla, araştırma lisanslarını CCZ. TMC'de gerçekleştirmiştir ve aktif olarak Kanada ile ortak bir hidroelektrik işleme akışı tablosunu geliştiriyorlar.

DÖRT:0) Global Deniz Mineral Kaynakları (GSR)), Belçikalı dredging şirketinin bir iştiraki DEME, Patania II koleksiyoncu araçlarını CCZ'de test etti ve büyük ölçüde çevresel temel çalışmalar ve etki izleme üzerinde yoğunlaştı.Onlar işleme stratejisi, polimetalik nodüllerin eşsiz bileşimine ve geniş çaplı araştırma ve geliştirme programlarına dahil edildi.

Düzenleme ve Sosyal Peyzaj

Tek başına, Deniz Yasası'nda Birleşmiş Milletler Sözleşmesi altında kurulan Uluslararası Deniz Kuvvetleri (UNCLOS) deniz kenarındaki madenle ilgili faaliyetleri düzenlemekten sorumlu olacaktır (ISA, ulusal yargının ötesindeki deniz yatağı)

Sonlanan bir Maden Kanununun yokluğu, derin deniz ekosistemlerinin korunması için önemli bir belirsizlik kaynağıdır. ISA, iki taraftan baskı altında: madencilik müteahhitlerinden başlayarak operasyonlar talep eden ve madencilik kodlarında son bir duraklama çağrısı yapan kişiler, bu yöntemlerin en önemli faktör olduğunu iddia ediyor.

Global Enerji Geçişi ile Enerji Enerjileri

Derin deniz nodüller ve temiz enerji geçişi arasındaki bağlantı doğrudan ve güçlü. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) temiz enerji teknolojileri için toplam mineral talebinin 2040 yılına kadar dört katına çıkmasını gerektirecektir. Küresel iklim hedeflerine ulaşmak, yüzlerce milyon EV'yi ve büyük miktarda temiz enerji üretim kapasitesi dağıtmayı gerektirecektir.

Tek bir deniz rüzgar türbini yaklaşık 3 ton bakır gerektirir. EV batarya paketi, birkaç baskın üretim tesisine olan bağımlılığı azaltabilir, özellikle de elektrokimyasal ve biyomining yaklaşımları, bu kritik minerallerin, polimetallik nodules'ların potansiyel olarak düşük karbon ve çevresel ayak izi, mevcut karasal madencilik ve işleme yollarıyla üretmek için bir yol sunar.

Yol Ahead

Okyanus zemininde bulunan metallerin çıkarılması teorik bir konseptten, geleneksel derin deniz madenciliği kavramları ile ilişkili önemli çevresel zorluklara değinmek için hareket eder - önümüzdeki 5-10 yıl boyunca, ilk ticari üretim yolu, düşük enerjili hidrometalurjik bir işleme ile birlikte, yüksek enerjili bir şekilde yapılan önemli çevresel sorunları ele almak için tasarlanmıştır.