2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22360373
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| Research Institution | National Maritime Research Institute |
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Principal Investigator |
中島 康晴 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋開発系, 主任研究員 (30344237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
正信 聡太郎 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋開発系, グループ長 (80373413)
藤田 豊久 東京大学, 工学系研究科, 教授 (70124617)
定木 淳 東京大学, 工学系研究科, 准教授 (60332582)
岡屋 克則 東京大学, 工学系研究科, 助教 (80134493)
松尾 誠治 東京大学, 工学系研究科, 助教 (20302755)
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| Keywords | 海底鉱物資源 / 資源開発工学 / 海洋環境保全 / 分離工学 / 海底熱水鉱床 / 浮遊選鉱 / ボールミル粉砕 / 離散要素法 |
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| Research Abstract |
我が国の排他的経済水域には、海底熱水鉱床、コバルトリッチクラスト、メタンハイドレートなどの未開発の海底鉱物・エネルギー資源が賦存することが知られている。本研究の目的は、海底熱水鉱床などの海底鉱物資源の開発を促進するため、これらの鉱物を海底において粉砕・選別し、有用鉱物のみを回収するとともに、不要な岩石等を海底に処分するための基盤的な技術を開発することである。具体的には、採取した鉱石を海底で微粉砕した後、鉱石微粒子をスラリー化してカラム型装置に投入し、空気圧入により発生させた気泡表面に有用鉱物のみを付着させて選別する、浮遊選鉱(浮選)と呼ばれる手法を高圧水中条件に適用することをめざし、基礎的な要素技術の研究を実施している。当該年度は、水中条件におけるボールミル粉砕の効率を予測するため、離散要素法(Distinct Element Method(DEM))を用いた粉砕シミュレーションを行うとともに、模擬鉱石試料を用いた予備的な粉砕実験を実施し、シミュレーション結果と実験結果との比較を行った。シミュレーションでは、ミル内に充填された粉砕用鉄球の運動を解析し、エネルギー散逸を計算することにより、粉砕効率の評価を行った。シミュレーションの結果、ボールミルの一般的な回転数条件では、鉄球がミル内で完全に水没した条件での粉砕(水没粉砕)における粉砕効率は、陸上において通常実施される湿式粉砕(粉砕試料をぬらす程度の水分のみを添加して行う粉砕)と比較して10%程度低下することが示された。この計算結果は実験結果と概ね一致し、ボールミル粉砕の効率推定に対して離散要素法による数値シミュレーションが有効な手法であることが示された。また、効率は低下するものの、水没状態でのボールミル粉砕が可能であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、初年度及び第2年度にかけて海底鉱物処理システムを構成する要素技術(粉砕技術及び浮選技術)の検討を行うこととしている。本年度までにこれらの基礎的な検討が実施できており、研究はおおむね順調に進展したと評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究はおおむね順調に進展しており、研究計画に特段の変更を行う必要はない。今後は、これまでの検討結果を元に、海底鉱物処理システムの概念設計および経済性等の評価を実施する。また、環境影響評価を始めとするシステムの社会的な受容性についても検討を行う。
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