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Lifting technology by carrier circulation system for development of submarine mineral resources

Research Project

Project/Area Number 17H01355
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Naval and maritime engineering
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

Tani Kazuo  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50313466)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡安 章夫  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20213994)
池谷 毅  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20416746)
稲津 大祐  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30462170)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥41,210,000 (Direct Cost: ¥31,700,000、Indirect Cost: ¥9,510,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2017: ¥23,140,000 (Direct Cost: ¥17,800,000、Indirect Cost: ¥5,340,000)
Keywords海洋資源 / 資源開発工学 / 揚鉱 / 鉱石
Outline of Final Research Achievements

As an efficient lifting technology for mineral resources on the seabed, we proposed a carrier material circulation method and conducted the relevant feasibility study. Small-scale model tests of ore lifting and a series of settling and pulling experiments of an ore model in a cylindrical container were conducted. In these experiments, a new measurement method using an RFID (Radio Frequency IDentifyer) system was developed for observing the movements of an ore model in a riser pipe. Then, a theoretical model was proposed to estimate the ore retention performance of the carrier materials based on their rheorogical characteristics. We also attempted to develop a numerical simulator using a particle-based method to elucidate the transport mechanism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海底の鉱物資源の効率的な揚鉱技術として,キャリア物質(粒状体を含む粘性流動体)の循環方式を提案して,基礎的な検討を行った。小型の揚鉱模型実験,管状の容器の中での球体の鉱石モデルの沈降実験と引上げ実験をRFIDを利用した計測システムを開発して行った。そして,揚鉱に用いるキャリア物質の鉱石保持性能を評価するためのモデルを作った。また,移送メカニズムを解明するための格子法による数値シミュレータの開発にも挑戦した。キャリア物質を利用することにより,(海)水を利用する従来の方法に比較して格段に揚鉱性能が向上することが示され,海底鉱物資源の開発の実現可能性が高くなった。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] 揚鉱に用いるキャリア物質(粒状体を含む粘性流動体)が球に及ぼす力の沈降実験による検討2020

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,菅 章悟,田中肇一
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 76(2) Pages: 1-6

    • NAID

      130007910350

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] DEVELOPMENT OF RFID SYSTEM FOR MEASURING ORE MODEL VELOCITY IN LIFTING EXPERIMENT2019

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,菅 章悟,田中肇一
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_941-I_946

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_941

    • NAID

      130007725051

    • ISSN
      2185-4688
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Sphere falling experiment for ore lifting technology and rheological constants interpretation of carrier materials (mixture of viscous fluid and fine particles)2021

    • Author(s)
      Orita, K. and Tani, K.
    • Organizer
      Proc. 20th International Conference of Soil Mechanics and Geothechnical
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 揚鉱に用いるキャリア物質(粒状体を含む粘性流動体)が球に及ぼす力の沈降実験による検討2020

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,菅 章悟,田中肇一
    • Organizer
      第45回海洋開発シンポジウム,土木学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 揚鉱に用いるキャリア物質(粒状体を含む粘性流動体)の材料分離抵抗性についてレオロジー定数を用いた評価方法の検討2020

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,古庄哲司,鈴木亮彦,田中肇一
    • Organizer
      第55回地盤工学研究発表会,地盤工学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 揚鉱に用いる粒状体を含む粘性流動体が鉱石に及ぼす力について球の沈降実験による検討2020

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,古庄哲司,鈴木亮彦,田中肇一
    • Organizer
      土木学会関東支部 第47回技術研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of RFID system for monitoring ore model to study the feasibility of carrier materials in lifting experiment2019

    • Author(s)
      Orita, K., Tani, K., Suzuki, A., Suga, S. and Tanaka, K.
    • Organizer
      YSRM 2019 & REIF 2019, Proc. 5th ISRM Int. Sym. on Rock Eng. for Innovative Future
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 揚鉱実験における鉱石モデルの移動速度を計測するRFIDシステムの有効性の検討2019

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,菅 章悟,田中肇一
    • Organizer
      第54回地盤工学研究発表会,地盤工学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 模型実験において鉱石モデルの揚鉱速度を計測するRFIDシステムの開発2019

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,菅 章悟,田中肇一
    • Organizer
      第44回海洋開発シンポジウム,土木学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] RFIDシステムを用いた揚鉱・沈降実験における鉱石モデルの管内移動の計測方法の開発2019

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,田中肇一,菅 章悟
    • Organizer
      第46回岩盤力学に関するシンポジウム,土木学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 揚鉱・沈降実験における鉱石モデルの管内移動の計測に用いるRFIDシステムの検討2018

    • Author(s)
      折田清隆,谷 和夫,鈴木亮彦,田中肇一,菅 章悟
    • Organizer
      第15回地盤工学会関東支部発表会,地盤工学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] キャリア物質循環方式による揚鉱の模型実験装置の開発2018

    • Author(s)
      鈴木亮彦,田中肇一,谷 和夫
    • Organizer
      第53回地盤工学研究発表会,地盤工学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of experimental apparatus for model tests of lifting marine mineral resources by carrier materials2018

    • Author(s)
      Tani, K., Suzuki, A., Tanaka, K. and Suga, S.
    • Organizer
      Proc. 10th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS10)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 海底鉱石資源の揚鉱システムに用いる粘性流動物質の粘性特性の検討2017

    • Author(s)
      冨田晃弘,谷 和夫,鈴木亮彦,田中肇一
    • Organizer
      第14回地盤工学会関東支部発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] キャリア物質、これを用いる海底有価物質の揚鉱方法及び揚鉱装置2018

    • Inventor(s)
      谷 和夫,鈴木亮彦,大林 淳,田中肇一
    • Industrial Property Rights Holder
      東京海洋大学,(株)不動テトラ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] キャリア物質、これを用いる海底有価物質の揚鉱方法及び揚鉱装置2018

    • Inventor(s)
      谷 和夫,鈴木亮彦,大林 淳,田中肇一
    • Industrial Property Rights Holder
      東京海洋大学,(株)不動テトラ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-001227
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 海底有価物質の揚鉱方法及び揚鉱装置2017

    • Inventor(s)
      谷 和夫,鈴木亮彦,大林 淳
    • Industrial Property Rights Holder
      東京海洋大学,(株)不動テトラ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-064701
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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