開発機械・岩盤力学・資源開発技術

[2507] 南鳥島海域レアアース堆積物泥水スラリーの流動特性

^○花村英悟¹, 安本尚史¹, 堀内禎希¹, 畠山信夫³, 益山忠², 渡部一雄⁴, 清水賀之¹ (1.東海大学　海洋学部, 2.元　東海大学　海洋学部, 3.元　一関工業高等専門学校, 4.独立行政法人　石油天然ガス・金属鉱物資源機構)

司会: 羽柴公博(東京大学)

キーワード：Rare-earth elements、Slurries、Non-newtonian properties、Pseudoplastic fluid、Pseudoplastic viscosity

深海底下に賦存するレアアースを開発するためにエアリフト揚鉱システムが検討されている．このシステムでは，揚鉱管の途中から圧縮空気を吹込み，管内と管外の圧力差を利用してレアアース堆積物を海水と共に泥水スラリーとして揚鉱する．このエアリフトシステムの性能を精度良く推定するためには，揚鉱管内のレアアース堆積物泥水スラリーの流動特性を明らかにする必要がある．そこで南鳥島海域で採取された3本のレアアース堆積物試料 (コア) から泥水スラリーを作成し，円錐平板型回転粘度計を用いてその流動特性値を測定し，体積濃度との関係を検討した．作成した泥水スラリーは体積濃度1.0ないし13.0%で，測定時に試料は10.0 ℃になるよう設定された．測定の結果，レアアース堆積物泥水スラリーは，体積濃度1.0ないし13.0%の範囲で擬塑性流体としての流動を示すことがわかった．擬塑性流体の流動特性値である擬塑性粘度は，体積濃度の増加と共に増加した．一方，レオロジー定数は体積濃度の増加と共に減少し，体積濃度が5.0%付近で最小値をとった後，わずかに増加した．これらの傾向は3試料ともほぼ同じで，顕著な違いはあらわれなかった．