在海底开采矿石

■海底采矿图解　　■检测定位装置　　■切削机的可调节悬臂　　■精密的机械手可夹住海螺　　■锰结核　　在海底开采矿石，这个曾被认为是异想天开的古老想法，近年来变成了严肃的选择。这里的原因有许多，比如在工业、商业和军事上有众多应用的稀土元素供不应求；一些较常见金属（如铜和镍）价格的上涨，以及水下机器人、海底采矿机械等相关技术的实质性进展。　　多少世纪的海底火山活动，让大洋底部遍布贵金属。锰结核就是其中的一种矿石。那些数量巨大、表面呈黑色或棕褐色、形状和大小与土豆相似的石块中含有30多种金属元素，包括富有商业开发价值的锰、铜、钴、镍，以及多种稀土元素。　　总部在加拿大多伦多的鹦鹉螺（Nau-ti1us）矿业公司作好了准备，将从世界上第一座大型深海矿开采贵金属。它与一家深海挖掘机专业公司合作，制造了3种遥控机器：海底挖掘机、深海机器人和真空抽吸机，它们将协同作业，从海底采集矿石，粉碎成适当大小的颗粒运送到地面。　　2011年，鹦鹉螺公司从巴布亚新几内亚获得俾斯麦海20年的开采租赁权。第一个站点被称为So1wara1，约有21个足球场的大小，包含24万吨铜、2.5万磅黄金，还有银和锌，总价值可达到30亿美元。鹦鹉螺计划在2013年底开动机器，而第一个客户则是中国的铜陵有色金属集团。　　那么，海底如何挖掘采矿呢？美国《大众科学》杂志作了详细的介绍。　　开工了。从水面船只将遥控操作车（A）放入水中，它将进行最后的定位观察，帮助安装14个声纳浮标，后者将跟踪随后下海的巨大采矿机械，定位精度可以达到0.5米。采矿机械用两根钢缆沉到深1600米左右的海底。其中一根是支持缆（G），另一根则包含通讯、电力和导航线（D）。在1.5小时的下降过程中，操作员开启推进器（1）让机器移动。　　到达海底之后，机器的移动由卡特彼勒跟踪器跟踪（J）。高清视频和3-D声呐地图发送给船上的操作员。切削机（H）从陡峭不平的海底山丘截割岩石。它的可调节悬臂上装有200颗碳化钨截齿（K）。跟随左右的大容量切削机（B）在相对平坦的海底区域收集矿石，它的圆柱形滚轮（C）上装备着8厘米截齿。　　这2台切削机将矿石破碎到直径5厘米以下，将它们抽吸进来，机器内部的传感器会测量碎石的密度、通过速度、温度、压力和振动。通过切削机的碎石堆放在海底。整个过程是缓慢的，切削机每分钟只前进大约1米，操作机械将24小时连续工作。　　矿石料浆由收集机（E）运到悬浮在洋底上方的150吨泵（F），再通过以钢和凯芙拉纤维增强的橡胶管运送到海面。矿石料浆在船上被过滤、离心脱水后装载上驳船，运到岸边精炼。