Konkrecja polimetaliczna

Konkrecje na dnie oceanu

Konkrecje polimetaliczne lub też konkrecja manganowa – są to konglomeraty składające się z różnych pierwiastków (skład zależy od miejsca powstania), występujące na dnie oceanów.

Powstają zwykle wokół zarodka, którym najczęściej są:

1. zarodki pochodzenia biogenicznego: zęby rekina, fragmenty muszli, czy kosteczki uszu,
2. zarodki pochodzenia mineralnego: fragmenty innych konkrecji, okruchy skał wulkanicznych, itp. (Depowski, 1998).

Ze względu na ich skład chemiczny (duża zawartość manganu, żelaza, niklu, kobaltu, miedzi a także pierwiastków ziem rzadkich) stanowią perspektywiczne źródło surowców metalicznych. Rozmiar ich wynosi najczęściej od 1 do 15 cm, choć zdarzają się także osiągające masę 500 kg i rozmiary ponad 0,5 m (Depowski, 1998). Konkrecje tworzą się poprzez narastanie powoli materiału, którym jest bardzo porowata mieszanina organiczno – metaliczna, którego pory wypełniają minerały ilaste. Szybkość z jaką przyrastają kolejne warstwy konkrecji na dnie Pacyfiku wynosi około 5 – 15 mm/10⁶ lat. Z obecnych badań wynika, że gęstość konkrecji w stanie suchym, zmienia się w zakresie 1,22 – 1,39 g/cm³, stąd średnia gęstość konkrecji w stanie mokrym wynosi 1,94 g/cm³, a ich twardość w skali Mohsa wynosi 2,5 – 3,0 przy wilgotności 28 – 35%. Co wskazuje, że konkrecje są bardzo kruche a wysuszone szybko rozpadają się.

Powierzchnie, na których zalegają to dna oceanów o głębokości 4000–6000 m. Przy czym, w zależności od rejonu i oceanu jest różna konkrecjonośność (masa konkrecji przypadająca na m²) pól. Pole rudonośne to takie obszary, dla których wspomniany wskaźnik wynosi, co najmniej 5 kg/m². Obecne rozpoznanie geologiczne, uzasadnia perspektywę eksploatacji następujących 6 pól:

• Clarion – Clipperton,
• Peruwiańskie (rejon wschodni),
• Kalifornijskie,
• Menarda,
• Centralnopacyficzne,
• Centralnoindyjskie.

Na podstawie konwencji o prawie oceanicznym (United Nations Convention on the Law of the Sea) podpisanej w 1982 roku przez Międzynarodową Organizację Dna Morskiego ONZ (International Seabed Authority), na Oceanie Spokojnym wydzielono działki na dnie których znajdują się konkrecje manganowe. Polska jako kraj członkowski jest również współposiadaczem takiej działki, w wyniku czego została zobowiązana do opracowania technologii wydobycia konkrecji manganowych z dna oceanu. Polska działa w ramach konsorcjum, Interoceanmetal Joint Organization (www.iom.gov.pl| IOM) z siedzibą w Szczecinie, zrzeszającego takie kraje jak: Czechy, Polska, Rosja, Słowacja, Bułgaria, Kuba.

Obecnie rozpatrywane problemy to:

• wpływ wydobycia na środowisko naturalne,
• techniczno-ekonomiczne studium wykonalności,
• urządzenie zbierające (kombajn podmorski),
• transport na powierzchnię oceanu (rozpatruje się przede wszystkim transport hydrauliczny – patrz bibliografia),
• projekty wstępne jednostki wydobywczej,
• przeróbka rudy (hydrometalurgia, pirometalurgia).

Jesienią 2021 przystąpiono do przebudowy statku wiertniczego na pierwszy statek do pozyskiwania konkrecji.

Bibliografia

• TomaszT. Abramowski TomaszT., Ryszard A.R.A. Kotliński Ryszard A.R.A., Współczesne wyzwania eksploatacji oceanicznych kopalin polimetalicznych, „Górnictwo i Geoinżynieria”, 35 (4/1), 2011, s. 41–61 [dostęp 2022-04-04] .
• TomaszT. Abramowski TomaszT., TadeuszT. Szelangiewicz TadeuszT., Eksploatacja złóż polimetalicznych konkrecji z dna oceanu, „Górnictwo i Geoinżynieria”, 35 (4/1), 2011, s. 63–72 [dostęp 2022-04-04] .
• S. Depowski, R. Kotliński, E. Rühle, K. Szamałek: Surowce mineralne mórz i oceanów, pod red. R. Kotlińskiego i K. Szamałka, s. 125 – 209, Wydawnictwo Naukowe SCHOLAR, Warszawa 1998
• L. Jiang, P. Li, L. Tian, W. Han: Concentration Characteristics of Large-Size Particles in Vertical Pipes for Hydraulic Lifting, Mining Systems & Technology II: Pipe Dynamics and Flows, The Proceedings of The 6th (2005) ISOPE Ocean Mining Symposium, Changsha, Hunan, China, October 10-13, 2005, International Society of Offshore and Polar Engineers, s. 106 – 109
• H. Jiazhen, W. Shengzhan, Z. Weisheng: Vertical Hydraulic Pipeline Transportation of Large Solid Particles, 9th International Conference on Transport & Sedimentation of Solid Particles, Kraków, Poland 1997, s. 373
• P. Li, L. Jiang, L. Tian, W. Han: Simulation for the Motion of Polymetallic Nodules in Hydraulic Hoist for Deep Sea Mining, Mining Systems & Technology II: Pipe Dynamics and Flows, The Proceedings of The 6th (2005) ISOPE Ocean Mining Symposium, Changsha, Hunan, China, October 10- 13, 2005, International Society of Offshore and Polar Engineers, s. 110 – 114
• J. Sobota, St. Boczarski, L. Petryka [et al.]: Slip Velocity in Nodules Vertical Flow– Experimental Results, W: The proceedings of the 4th (2001) ISOPE [International Society of Offshore and Polar Engineers] Ocean mining symposium : exploration and survey, environment, mining systems and technology, deep-ocean water, and processing : Szczecin, September 23–27,2001 / eds. Jin S. Chung, Valcana Stoyanova ; ISOPE ; Interoceanmetal Joint Organization, Szczecin. — Cupertino : ISOPE, 2001. — S. 127–131. — Bibliogr. s. 131
• J. Sobota, S. Boczarski, L. Petryka, M. Zych: Radioisotope Measurements of Nodule Transport Velocities in a Vertical Pipe, 12th International Conference on Transport & Sedimentation of Solid Particles, Prague, Czech Republic 2004, s.611
• J. Sobota, S. Boczarski, L. Petryka, M. Zych: Measurement of Velocity and Concentration of Nodules in Vertical Hydrotransport, Additional Papers, The Proceedings of The 6th (2005) ISOPE Ocean Mining Symposium, Changsha, Hunan, China, October 10-13, 2005, International Society of Offshore and Polar Engineers, s. 251 – 256
• L. Tian, P. Li, L. Jiang, W. Han: Experiment Study on the Critical Velocity in Vertical Pipes for Hydraulic Lifting, Mining Systems & Technology II: Pipe Dynamics and Flows, The Proceedings of The 6th (2005) ISOPE Ocean Mining Symposium, Changsha, Hunan, China, October 10-13, 2005, International Society of Offshore and Polar Engineers, s. 115 – 118
• Ch. H. Yoon, D. K. Lee, Y. Ch. Park, S. K. Kwon: Design and Test of Hydraulic Pumping System with 30 m Height Scale, The Proceedings of The 14th (2004) International Offshore and Polar Engineering Conference, Toulon, France, May 23 – 28 2004, s. 61 – 65

Linki zewnętrzne

• strona internetowa IOM – http://www.iom.gov.pl
• AndrzejA. Pieńkowski AndrzejA., Odkurzaczem po dnie, „Wiedza i Życie”, 10/2000 [zarchiwizowane z adresu 2016-08-27] . Brak numerów stron w czasopiśmie