Технология добычи морских илов, содержащих редкоземельные элементы

Разработана технологическая схема разработки донных полиметаллических илов, содержащих редкоземельные элементы (РЗЭ) с помощью последовательно подключенных погружных землесосов с промежуточной плавающей перегрузочной ёмкостью, что полностью устраняет волновое воздействие на процесс грунтозабора и обеспечивает высокий уровень экологической безопасности добычных работ (рис. 1).

Жесткий став из металлических или композиционных труб 4 соединяет грунтозаборное устройство 1 с головным 2 и перекачивающим землесосами 3 с ёмкостью 5, имеющую незначительную положительную плавучесть. На ёмкости установлен землесос 6, который при помощи гибкого резинотканевого пульпопровода 8 соединен с приемным бункером на управляющем судне 9.

Буксируемый судном агрегат (возможна сборка непосредственно в месте добычи) доставляется на участок залегания илов и подсоединяется гибкими пульпопроводами 8 и линиями энергоподачи и управления 7 к судну.

Рисунок 1 – Принципиальная схема разработки иловых осадков морского дна погружных землесосным комплексом

Длина пульпопроводов выбирается исходя из напора землесоса 6, установленного на ёмкости 5 и мощности волнения моря.

Затем включаются последовательно землесосы 2-3-6, ёмкость 5 заполняется водой, теряет плавучесть и добычной агрегат опускается на дно. Вода при этом сбрасывается за борт.

Кроме того, всасывающая сила землесосов позволяет ускорить и регулировать этот процесс. После того, как всасывающее устройство опускается на залежь илов 10, начинается забор грунта и полезное ископаемое подается на судно.

Возможно использование отвозных судов-танкеров, в которые илы будут перегружаться или по гибкому пульпопроводу непосредственно заполняться.

С целью исключения отклонения агрегата от вертикали и обеспечения плотного контакта всасывающего устройства с забоем, в верхней части ёмкости 5 предусмотрена воздушная камера 11, оборудованная клапаном лепесткового типа 12 и соединенная воздушным шлангом 13 с компрессором на судне.

После окончания работ, компрессор нагнетает в камеру 11 воздух, клапан открывается, из ёмкости вытесняется вода и агрегат всплывает.

Возможно использование вместо погружных землесосов эрлифтных добычных аппаратов со сгустителями вихревого типа, что позволит повысить консистенцию пульпы и сократить энергозатраты.

На глубинах до 600 м целесообразно использовать погружные камерные насосы (ПКН), которые не только обеспечивают высокую производительность, но и являются высокоэкологическим оборудованием, что показала их эксплуатация на разработке донных илов в Северном море (Великобритания) и у берегов Японии.