資源開発技術

[3506] A numerical study of air-lift system for lifting deep-sea mud with rare-earth elements

^○堀内禎希¹, 清水賀之¹, 畠山信夫², 益山忠³ (1.東海大学 海洋学部, 2.元 一関工業高等専門学校, 3.元 東海大学 海洋学部)

司会:羽柴公博(東京大学)

Keywords:Air-lift pump, Rare-earth mud, Numerical study, Pseudoplastic fluid, Mud slurry

近年，新たな海底鉱物資源としてレアアース堆積物が注目されている．特に，我が国の南鳥島周辺海域の，水深5000 m ～6000 mの海底下の泥中にレアアースが高濃度で堆積していることがわかっている．レアアース資源の安定供給を実現するため，深海底に分布するレアアース堆積物を回収する技術を確立する必要がある．回収技術としては，レアアース堆積物を海水と混ぜ，泥水スラリーとして一定の濃度で揚鉱管内に供給し,船上まで回収する流体ドレッジ法が検討されている．本研究では，その流体ドレッジ法のひとつのエアリフト方式を取り上げ，その性能計算を行った．泥水スラリーの流動モデルとして，擬塑性流体モデル(非ニュートン流体)と，泥水濃度とともに粘度が変化するニュートン流体モデルの2つについて，その比較，検討を行った．さらに，構成システムとして揚鉱管の管径を変更して性能を評価した．その結果，水深6000 m，空気吹込水深3000 m で海底からレアアース堆積物を回収する場合の揚泥量などのシステムの性能を明らかにすることができた．