資源開発技術

[1415-23-04] 南鳥島海域レアアース泥泥水スラリーの流動特性

花村 英悟¹、^○河面 裕太¹、野村 一天¹、若林 賢¹、古谷 秀太¹、堀内 禎希¹、渡部 一雄²、清水 賀之¹ (1. 東海大学、2. 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構)

司会: 荒牧憲隆（北海道科学技術総合振興センター）

キーワード： レアアース、南鳥島、エアリフトシステム、非ニュートン流体、擬塑性流体

南鳥島海域の深海底下に賦存するレアアースを開発するための揚鉱装置としてエアリフト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泥を海水と共に泥水スラリーとして揚鉱する．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泥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レアアース泥試料 (コア) から泥水スラリー（体積濃度1.0ないし12.0%）を作成し，円錐平板型回転粘度計を用いて流動特性値を測定した．本研究では，レアアース泥中のレアアース濃度，温度，搬送流体として海水と蒸留水を用いた場合などをパラメータとして測定を行った．レアアース濃度が高い試料を用いた実験結果では，スラリー体積濃度1.0ないし12.0%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，スラリー体積濃度の増加と共に増加した．一方レオロジー定数は，スラリー体積濃度の増加と共に減少し，4.0%付近で最小値をとった後，その後は増加傾向が見られた．