(General session) Mining and underground construction machineries / Rock Engineering / Mining technologies［Tue. Sep 12, 2023 PM Room-2］

[1207-17-02] A Numerical Study on Air-Lift Pumping System for Hybrid Mining of Rare-Earth Rich Mud and Manganese Nodules around Minami-Torishima

○Yoshiyuki Shimizu¹, Masatoshi Sugihara¹, Keitaro Takamoto¹, Hisatoshi Baba¹ (1. Tokai University)

Chairperson: Daisuke Fukuda (Hokkaido University)

Keywords:Marine Mineral Resources, Rare-Earth Rich Mud, Manganese Nodule, Air-Lift Pumping System, Numerical Simulation

南鳥島海域の水深約6000mの深海底下には，レアアースを高濃度に含む泥（レアアース泥）に加え，マンガン，ニッケル，コバルトなどのレアメタルを含むマンガン団塊が賦存する．昨今の化石燃料から再生可能エネルギーへのエネルギーシフトにより，蓄電池の原料となるバッテリーメタルの需要が増しており，その海域での両鉱物資源の開発が喫緊の課題となっている．本研究では，これら鉱物資源を海底から船上まで輸送する手段として，エアリフトポンプを用いたシステム（エアリフト揚鉱システム）を考え，数値計算によりレアアース泥とマンガン団塊の両鉱物資源の揚鉱性能について検討を行った．計算には，気液二相流数値解析手法の一次元ドリフトフラックスモデルに，粒子（固相）の流動を加えた気液固三相流数値解析手法を用いた．またレアアース泥と海水を混ぜた泥水（スラリー）は，擬塑性流体の流動を示すとして，その特性値を実験式として組み込んだ．ここでは，レアアース泥，マンガン団塊，レアアース泥＋マンガン団塊を揚鉱する場合の計算結果について報告する．