Shattering Ratio of Manganese Nodule and Physical Properties of Powdered Manganese Nodule and Sea eottom Sediment

To understand the effects of the powdered manganese nodule and sea bottom sediment pumped up with nodules on the mining process, the shattering ratio of manganese nodule and their physical properties are analyzed. The self shattering ratio and crushing shattering ratio are about 27% and about 3%, respectively. Then total shattering ratio is about 30%. The initial turbidity of the powdered manganese nodule and the bottom sediment show high, i.e., about 3,100 and 1,850 respectively. But their turbidities decrease rapidly with time. After 1 hour, turbidity of the powdered manganese nodule drops to about 1,570 and that of the bottom sediment to 1,310. The turbidity of Na-bentonite changes from 820 to 730 after 1 h and to 700 after 2 h. The viscosity of powdered manganese nodule is $1.4{\sim}1.5cP$, and the viscosity of bottom sediment is less than 1 cP. The viscosity fo Na-bentonite is initially 37.2 and increase with time to 86.4 cP after 30 min. The high initial turbidity of powdered manganese nodule is due to dark color of the powder. The high specific gravity makes rapid precipitation and then decreases the turbidity rapidly. The bottom sediment shows high initial turbidity because of easy suspension with very fine particle size. But it cannot be hydrated and formed gel in suspension, then it is easily precipitated. However Na-bentonite is hydrated to the expended state and makes gel state, then it shows high turbidity and high viscosity. These physical properties of the powdered manganese nodule suggest that the powder of manganese nodule should not make scaling inside of lifting pipe or pump. And the bottom sediment lifted up with manganese nodule should not play the role of drilling mud shch as Na-bentonite.

망간단괴의 분화율과 망간단괴 분말 및 해저퇴적물의 물리적 특성

망간단괴의 분말과 채광과정에서 함께 유입되는 해저퇴적물이 양광과정에 어떠한 영향을 끼치는지 파악하기 위하여 망간단괴의 분화정도와 망간단괴의 분말과 해저퇴적물의 물리적 특성을 파악하였다. 망간단괴의 자체분화율과 파쇄분화율은 각각 약 27%와 3%로, 총 분화율은 약 30%정도이다. 망간단괴의 탁도는 초기에는 매우 높은 값(약 3,100)을 보이나 시간에 따라 급격히 감소하여 1 h 후에는 반으로(약 1,570) 줄어든다. 해저퇴적물 시료는 초기의 약 1,850의 높은 값에서 1 h 후 1,310, 2 h 후 약 1,110으로 빠른 감소를 보이나 망간단괴에 비해 느린 감소를 보인다. 그러나 시추용 이수제로 사용되는 Na-벤토나이트는 초기 820에서 1 h 후 730, 2 h 후 700으로 매우 변화가 적다. 망간단괴의 점도는 $1.4{\sim}1.5cP$이며, 해저퇴적물의 점도는 1 cP 미만으로 매우 낮다. 반면 Na-벤토나이트의 점도는 초기 37.2에서 시간이 갈수록 증가하여 30 min 후에는 86.4cP의 값을 보인다. 망간단괴의 탁도 초기 값이 높은 것은 망간단괴 자체의 짙은 색깔에 의한 것으로 생각되며, 높은 비중으로 쉽게 침전되어 탁도의 빠른 감소를 보인다. 해저퇴적물은 매우 미립으로 쉽게 분산되어 초기에는 높은 값을 보이나물과 결합하여 겔을 형성하기보다 응집되어 쉽게 침전되므로 탁도의 빠른 감소를 보이게 된다. 그러나 이들 망간단괴 및 퇴적물의 구성광물은 거의 비팽윤성으로 겔을 형성하지 않아 매우 낮은 점도 값을 보인다. 이러한 특성으로 미루어 보아 망간단괴의 파쇄된 분말이 양광과정에서 양광관이나 수중펌프의 내부에 강하게 점착되어 스케일링을 형성할 가능성은 비교적 낮을 것으로 생각된다. 반면 채광과정에 유입된 해저퇴적물도 그 특성상 망간단괴의 부양을 쉽게 할 수 있는 이수로서의 역할은 거의 할 수 없을 것으로 생각되며, 매우 미립이므로 양광 후 분리는 쉬우나 해상에서 폐기처리 할 경우 환경적인 문제의 가능성을 있을 것으로 사료된다.