「铁锰结核」铁锰结核成因

今天我们来聊聊铁锰结核,以下6个关于铁锰结核的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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锰结核是什么东西？

锰结合矿球

1873年2月18日，正在做全球海洋考察的英国调查船“挑战者号”，在非洲西北加那利群岛的外洋，从海底采上来一些土豆大小深褐色的物体。经初步化验分析，这种沉甸甸的团块是由锰、铁、镍、铜、钴等多金属的化合物组成的，而其中以氧化锰为最多。剖开来看，发现这种团块是以岩石碎屑，动、植物残骸的细小颗粒，鲨鱼牙齿等为核心，呈同心圆一层一层长成的，像一块切开的葱头。由此，这种团块被命名为"锰结核"。现代人又称它为多金属团块。

20世纪初，美国海洋调查船“信天翁号”在太平洋东部的许多地方采到了锰结核，并且得出初步的估计报告说：太平洋底存在锰结核的地方，其面积比美国都大。尽管如此，在那时也没有引起人们多大的重视。

在海底的锰结合矿球

1959年，长期从事锰结核研究的美国科学家约翰·梅罗发表了他的关于锰结核商业性开发可行性的研究报告，引起许多国家政府和冶金企业的重视。此后，对于锰结核资源的调查、勘探大规模展开。开采、冶炼技术的研究、试验也迅速推进。在这方面投资多、成绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度及中国等。到80年代，全世界有100多家从事锰结核勘探开发的公司，并且成立了8个跨国集团公司。

关于锰结核的生成原因，一般认为是沉降于海底的各种金属的氧化物，以带极性的分子形式，在电子引力作用下，以其他物体的细小颗粒为核，不断聚集而成。这个理论也有不能自圆其说之处。锰在海水中的含量并不算多，为什么却会在锰结核中独占鳖头呢?锰结核的成因有待继续研究。

锰结核中各种金属成分的含量大约是：锰25％，铁14％，镍1.9％，铜0.5％，钴0.4％。铜、钴、镍是陆地上紧缺的矿产资源，有必要开采海底锰结核获取这些金属。美国锰矿全靠进口，对从锰结核生产锰也大感兴趣，所以美国最为重视锰结核开发。美国在大洋锰结核开发技术方面也处于领先地位。

研究试验的锰结核开采方法也有许多种。比较成功的方法有链斗法、水力升举法和空气升举法等几种。链斗式采取掘机诫就像旧式农用水车那样，利用绞车带动挂有许多戽斗的绳链不断地把海底锰结核采到工作船上来。

水力升举式海底采矿机械，是通过输矿管道，利用水力把锰结核连泥带水地从海底吸上来。空气升举法同水力升举原理一样，只是直接用高压空气连泥带水地把锰结核吸到采矿工作船上来。

开采锰结合矿

80年代，美国、日本、德国等国矿产企业组成的跨国公司，使用这些机械，取得日产锰结核300一500吨的开采成绩。在冶炼技术方面，美、法、德等国也都建成了日处理锰结核80吨以上的试验工厂。总之，锰结核的开采、冶炼，在技术上已不成问题，一旦经济上有利，便可形成新的产业，进入规模生产。

我国从70年代中期开始进行大洋锰结核调查。1978年，“向阳红05号”海洋调查船在太平洋4000米水深海底-首次捞获锰结核。此后，从事大洋锰结核勘探的中国海洋调查船还有“向阳红16号”、“向阳红09号”、“海洋04号”、“大洋一号”等。经多年调查勘探，在夏威夷西南，北纬7度至13度，西经138度至157度的太平洋中部海区，探明-块可采储量为20亿吨的富矿区。1991年3月，“联合国海底管理局”正式批准“中国大洋矿产资源研究开发协会”的申请，从而使中国得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区。问时，依据1982年《联合国海洋法公约》，中国继印度、法国、日本、俄罗斯之后，成为第5个注册登记的大洋锰结核采矿“先驱投资者”。 大洋锰结核开发领先世界的美国、德国、英国为什么没有登记为“先驱投资者”呢?1982年《联合国海洋法公约》第十一部分规定：公海大洋矿物资源的一切权利属于全人类，由联合国海底管理局代表行使这些权利。上述国家从本国利益出发，对公约的这一部分持保留态度，所以，他们不申请、不登记。经多年协商，1994年终于达成了“关于执行《公约》第十一部分的协定”，对他们的利益作了适当照顾，问题总算得到解决。锰结核含有铁、锰、铜、钴、镍等50多种金属元素、稀土元素和放射性元素，尤其是锰、铜、钴、镍的含量很高。人们估计，世界各大洋锰结核的总储量约为3万亿吨，其中包括锰4000亿吨，镍164亿吨，钴98亿吨，铜88亿吨。以当今的消费水平计算，这些锰可供全球人类用33000年，镍用25300年，铜用980年。

锰结核有什么特点？

锰结核是一种含锰、铁、镍、钴、铜等三四十种元素的特种矿产，因其中含锰的比例最大而得名。

1873年，一艘英国深海调查船“挑战者号”在环球海洋考察中，从渔网里挑拣出一块乌黑发亮、光滑的小石头。通过化学分析得知，内含25%的锰，20%的铁，还有钴、镍、铜、钛、钼等，都适合工业冶炼的原料要求。当时没有引起重视，只是写出一篇调查报告了事。

近几十年来，随着冶金工业的迅速发展，陆地上的资源日渐紧缺。于是，人们把注意力转向海洋，洋底锰结核的开发和利用终于被旧事重提。

锰结核是球状或块状的结核块，表面呈黑色或棕褐色，性脆，硬度小，全身有细孔，比同体积的水重两三倍。小的如豌豆，大的像足球，一般直径在0.5～20厘米之间，个别的可达1米以上。在菲律宾以东500公里的洋底，曾找到一块长6米的锰结核，重280公斤。切开来看，锰结核的内部结构像洋葱头，一层包裹一层，核心是各种岩屑和贝壳。锰结核像铺路的卵石似的摊铺在700～7000米深的洋底，但只有水深大于3000米的矿床才有开采价值。

关于锰结核的身世，人们的说法还不一致。有人认为，河流源源不断地把陆地上的物质带到海洋里，在河流入海处，大而重的砂粒留在近陆浅海，小而轻的物质，如锰、铁、铜等金属离子，像稀米汤似地悬浮在水里，被带往离海岸较远的地方。由于物理化学环境的改变，它们“手拉手”地吸附在火山喷发物、鱼骨、贝壳等上面，体重逐渐增加，慢慢沉到海底。然后又随着水流一起滚动，像雪球似地越滚越大。但还有一些人认为它们与海底火山活动、海底岩石风化、生物等有关。

有锰结核的洋底，每平方米少则二三公斤，多的上百公斤。有人估计太平洋底就有1万亿吨。人们算了一笔帐：全世界3万亿吨锰结核中，包含4000亿吨锰，164亿吨镍，98亿吨钴，88亿吨铜，可供人类用上几百年到几千年。锰结核是采之不尽用之不竭的再生矿床，它仍以每年1000万吨的速度在自行增长。

锰结核里包含多种战略物资，必将引起资源争夺。1978年，日本采矿船用抽吸式和气动提升式采集锰结核获得成功。美国已用20万吨级的采矿船，用自动控制的设备采集南太平洋底的锰结核。

我国的海洋调查船已于1979年开始采集南太平洋的锰结核样品。1988年初，“海洋4号”船在南海尖峰海山区水深1480米处采获锰结核262.72公斤，其中最重的一块为39.3公斤。1988年底，“向阳红16号”船在在太平洋圈定10万平方公里的锰结核远景矿区，为研究、开发和利用海底宝藏提供了宝贵的资料。

什么是锰结核？

锰结核广泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表层，锰结核总储量估计在3万亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广，储量占一半以上，约为1.7万亿吨。锰结核密集的地方，每平方米面积上就有100多千克，简直是一个挨一个铺满海底。

锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰，还含有镍、铜、钴、钼、钛等20多种元素。仅就太平洋底的储量而论，这种锰结核中含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。如果按照目前世界金属消耗水平计算，铜可供应600年，镍可供应1.5万年，锰可供应2.4万年，钴可满足人类13万年的需要。最令人可喜的是，这种结核增长很快，每年以1000万吨的速度在不断堆积，因此，锰结核将成为一种人类取之不尽的“自生矿物”。

多金属结核的简介

多金属结核分布在世界大洋底部水深3500—6000米海底表层。它的外形是暗褐色，形如土豆的结核状软矿物体，直径一般为3—7厘米。多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。据科学家们分析估计，世界洋底多金属结核资源为3万亿吨，仅太平洋就达1.7万亿吨。

又称锰结核、锰矿球、铁锰结核、锰矿瘤和锰团块等。沉淀于海洋、湖泊底的黑色团块状铁锰氢氧化物。因含铜、镍、钴等多种金属元素，故名。

急需海底的金属结核矿的资料

多金属结核资源（大洋锰结核）

1. 锰结核概念

锰结核是沉淀在大洋底的一种矿石，它表面呈黑色或棕褐色，形状如球状或块状，它含有30多种金属元素，其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等。

锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等，它是一种铁、锰氧化物的集合体，颜色常为黑色和褐黑色。锰结核的形态多样，有球状、椭圆状、马铃薯状、葡萄状、扁平状、炉渣状等。锰结核的大小尺寸变化也比较悬殊，从几微米到几十厘米的都有，重量最大的有几十公斤。

2. 主要成分

锰结核存在的形式为硅酸盐和难溶性高锰酸盐(高锰酸亚钛、高锰酸铁、高锰酸铝等)的混合物。锰结核中各种金属成分的含量大约是：有经济价值的有锰(27-30 %)、镍(1.25-1.5 %)、铜(1-1.4 %)及钴(0.2-0.25 %)。其他成分有铁(6 %)、硅(5%)及铝(3%)，亦有少量钙、钠、镁、钾、钛及钡，连带有氢及氧。

3. 形成来源

它的物质来源，大致有四方面：一是来自陆地、大陆或岛屿的岩石风化后释放出铁、锰等元素，其中一部分被海流带到大洋沉淀；二是来自火山，岩浆喷发产生的大量气体与海水相互作用时，从熔岩中搬走一定量的铁、锰，使海水中锰、铁越来越多；三是来自生物，浮游生物体内富集微量金属，它们死亡后，尸体分解，金属元素也就进入海水；四是来自宇宙，有关资料表明，宇宙每年要向地球降落2000-5000吨宇宙尘埃，它们富含金属元素，分解后也进入海洋。

锰结核形成：科学家估计，地球已有50亿年的历史，在这过程中，它在不断地变动。通过地壳中岩浆和热液的活动，以及地壳表面剥蚀搬运和沉积作用，形成了多种矿床。雨水的冲蚀使地面上溶解一部分矿物质流入了海内。在海水中锰和铁本来是处于饱和状态的，由于这种河流夹带作用，使这两种元素含量不断增加，引起了过饱和沉淀，最初是以胶体太的含水氧化物沉淀出来。在沉淀过程中，又多方吸附铜、钴等物质并欲岩石碎屑、海洋生物遗骨等形成结核体，沉到海底后又随着底流一起滚动，像滚雪球一样，越滚越大，越滚越多，形成了大小不等的锰结核。

4. 储量分布

锰结核广泛地分布于世界海洋2000-6000米水深海底的表层，而以生成于4000-6000米水深海底的品质最佳。锰结核总储量估计在30000亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广，储量占一半以上，约为17000亿吨。锰结核密集的地方，每平方米面积上就有100多公斤，简直是一个挨一个铺满海底。

锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰，还含有镍、铜、钴、钼、钛等20多种元素。仅就太平洋底的储量而论，这种锰结核中含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。因此，锰结核将成为一种人类取之不尽的"自生矿物"。

铁锰结核和铁锰结壳是一种重要的固体矿产。铁锰结核中最具资源前景和经济潜力的金属是锰、铜、镍和钴等。结壳中的则是钴、铂和稀土等。目前研究表明，仅太平洋海域第一代矿区铁锰结核资源总量就多达424.8亿吨，干结核量为297.36亿吨。锰、铜、钴和镍的金属量分别为86.23、2.97、0.59和3.86亿吨。 铁锰结核和结壳广泛分布在世界各大洋海底，铁锰结核主要产出于水深为4000-6000米的海底沉积物表层。铁锰结壳主要产出于海底高地、高原及海山陡坡和阶地上，分布水深一般在1000-3000米之间。锰结核和结壳中，业已发现的元素有80余种。

5. 钴结壳

富钴结壳又称钴结壳、铁锰结壳。生长在海底岩石或岩屑表面的皮壳状铁锰氧化物和氢氧化物。因富含钴，名富钴结壳。生长在海底岩石或岩屑表面的皮壳状铁锰氧化物和氢氧化物。因富含钴，名富钴结壳。其中，含锰2.47%、钴0.90%、镍0.5%、铜0.06%(平均值)、铂(0.14～0.88)×10^-6、稀土元素总量很高，很可能成为战略金属钴、稀土元素和贵金属铂的重要资源。

富钴铁锰结壳氧化矿床遍布全球海洋，集中在海山、海脊和海台的斜坡和顶部。数百万年以来，海底洋流扫清了这些洋底的沉积物。这些海山有一些和陆地上的山脉一样大。太平洋约有50 000座海山，其富钴结壳贮存量最丰，但经过详细勘测及取样的海山却寥寥无几。大西洋和印度洋的海山要少得多。

富钴结壳所含金属(主要是钴、锰和镍)用于钢材可增加硬度、强度和抗蚀性等特殊性能。在工业化国家，约四分之一至二分之一的钴消耗量用于航天工业，生产超合金。这些金属也在化工和高新技术产业中用于生产光电电池和太阳电池、超导体、高级激光系统、催化剂、燃料电池和强力磁以及切削工具等产品。

锰结核有哪些特性？

锰结核是一种含锰、铁、镍、钴、铜等三四十种元素的特种矿产，因其中含锰的比例最大而得名。锰结核是球状或块状的结核块，表面呈黑色或棕褐色，性脆，硬度小，全身有细孔，比同体积的水重两三倍。小的如豌豆，大的像足球，一般直径在0.5～20厘米之间，个别的可达1米以上。在菲律宾以东500公里的洋底，曾找到一块长6米的锰结核，重280公斤。切开来看，锰结核的内部结构像洋葱头，一层包裹一层，核心是各种岩屑和贝壳。锰结核像铺路的卵石似的摊铺在700～7000米深的洋底，但只有水深大于3000米的矿床才有开采价值。

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