• Ocean and Polar Research
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• 제44권2호
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• pp.139-145
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• 2022

Manganese nodules were recovered within the deep subseafloor sediments (118.22 mbsf) at Site U1371 during International Ocean Discovery Program (IODP) expedition 329 from the South Pacific Gyre (SPG). Because most manganese nodules exist on the seabed surface, nodules present in deep sediments are uncommon. Therefore, the growth origin of manganese nodules was identified through mineralogical and geochemical analyses. The manganese nodule was divided into the concentric layer outside the manganese region and the inner part of the phosphatized region consisting of manganese oxide minerals and carbonate fluorapatite (CFA) minerals, respectively. The two-dimensional element distribution analysis of Mn, Co, Ni, Sr and Cu, Zn with low Mn/Fe ratio confirmed that manganese nodules were formed predominantly by a hydrogenetic process and a biogenic process in certain manganese layers. As a result, the manganese nodule was continuously precipitated in SPG environments of oligotrophic open paleoocean conditions and rapidly buried with siliceous ooze sediments when the SPG changed to a eutrophic environment. It has been confirmed that manganese nodules found within deep subseafloor sediments could be used as a new proxy for the reconstruction of paleooceanographic conditions.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.455-463
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• 2014

This paper presents data from performance tests carried out to assess a manganese nodule crusher. Manganese nodules should be crushed into smaller pieces in order to assure the slurry flow of the lifting system. Both artificial nodules and real manganese nodules are used to evaluate nodule breaking ability of the crusher. The crushing performance of the crusher depends on the flow rate and pressure of the power transmission device. The size of the crushed manganese nodules also depends on the shape of the crushing drum. In this paper, several comparative tests are carried out to evaluate and improve the crushing performance and find the optimal design point of the crusher.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.187-197
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• 2004

The purpose of this paper is to investigate economic feasibility of manganese nodules in Korea area (Clarion-Clipperton Fracture Zone). We assumed that the production scale of manganese nodules were 3.0MT or 1.5MT and analyzed that the capital cost and operating cost were estimated in the four sectors, exploration, mining, transportation and metallurgical process. The capital cost and operating cost evaluation reflects the latest technical practices. First, for analyzing economic feasibility, the scenario suggests that the production of 4 metals can be made for 25 years. Assuming the discount rate at 8.0%, equity capital at 50% and tax at 27%. When manganese nodule were mininged 3.0 MT, economic feasibility analyses showed that IRR was 12.8 and pay-back period was 9.2 years, and when manganese nodules were mininged 1.5 MT, economic feasibility analyses showed that IRR was 4.0 and pay-back period was 11.8 years. This study indicated there is economic validity of at the product of manganese nodules 3.0 MT. In addition, we carried out a sensitivity analysis at the change of cobalt price on mining 1.5 MT. The result of sensitivity analysis clearly showed that economic validity is high at increasing of cobalt price 50% up.

• 자원리싸이클링
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• 제20권5호
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• pp.64-68
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• 2011

망간단괴는 높은 비표면적과 주 구성성분이 ${\delta}$-MnO$_2$ 이기 때문에 폐수 중의 중금속 흡착제로서 적합하다. 본 연구에서는 구리 함유 폐수를 이용하여 고정형 컬럼과 bed형 흡착장치를 사용하여 현장에서 망간단괴의 중금속 흡착제로서 사용 가능성에 대하여 검토하였다. l kg의 망간단괴 (입자크기 1-3 cm)를 사용하여 구리이온을 0.97 g/L 함유한 폐수를 3시간 처리한 결과 고정형 칼럼과 고정형 bed에서 각각 4.0g과 2.3g의 구리가 흡착, 제거되었다.

• 한국광물학회지
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• 제30권4호
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• pp.219-227
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• 2017

북극해 망간단괴는 카라해, 바렌츠해 등에서 발견되었지만, 광물조성과 화학조성에 대해서는 정확하게 조사된 바가 없다. 이번 연구에서는 Arctic Expedition ARA07C 탐사를 통해 동시베리아 북부 해역에서 획득한 망간단괴에 대하여, 광물학적 및 지구화학적 특성을 파악하고, 이를 통하여 그 성인에 대하여 추정하였다. 망간단괴를 구성하는 주된 산화망간광물은 부서라이트, 버네사이트, 버나다이트 등이다. 망간단괴는 대체로 방사상대와 괴상대 조직을 나타내며, 층상대는 제한적으로 발달한다. 동시베리아해 망간단괴의 주요한 특징인 방사상대에는 주로 첨-구상조직이 발달한다. 동시베리아해 망간단괴는 태평양이나 인도양에서 산출되는 망간단괴에 비하여 Mn은 풍부하지만 Fe의 함량은 매우 부족하다. 단괴 외곽과 내부, 또는 미세조직에 따른 화학성분의 차이는 거의 없었다. 미세조직 간의 화학적 성분 차이가 거의 나타나지 않기 때문에 단괴는 성장하는 동안 하나의 성인을 가질 가능성이 크며, $Mn-Fe-(Cu+Ni+Co){\times}10$ 삼각도표에서 모두 속성기원을 지시한다. 북극해로 유입되는 대부분의 Mn은 강 또는 연안 침식에 의해 비롯되며, 이들 대부분이 북극해에 갇혀져 있기 때문에 동시베리아해 망간단괴에서 특징적으로 높은 Mn 함량을 나타내는 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제27권6호
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• pp.679-688
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• 2009

최근 차세대 신에너지 자원으로 각광받고 있는 심해저 망간단괴에 대한 탐사와 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다. 이에 국내에서도 한국해양연구원을 중심으로 수심 5,000m의 태평양에 광범위하게 분포된 망간단괴 채취를 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 정확한 채취량의 산정과 경제성을 분석하기 위해서는 정밀탐사가 요구되며, 이를 위하여 심해저 수중 카메라로부터 촬영된 영상을 처리하고 분석하여 망간단괴의 분포특성에 대한 정보를 추출할 수 있다. 본 연구는 심해저 영상에서 극심하게 발생하는 vignetting 현상을 효과적으로 제거하여 화질을 향상시키고, 영상에서 망간단괴를 추출하여 필요한 정보를 제공하는 방법을 제안하였다. 연구결과 vignetting 현상을 제거함으로써 보다 향상된 결과를 도출할 수 있었으며, 이를 기반으로 망간단괴에 대한 다양한 정보를 분석하여 향후 채취를 위한 계획수립 시 중요한 기초자료로 사용될 것으로 기대한다.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.505-514
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• 2014

The development of deep seabed manganese nodules has been carried out with the aim of commercial development in 2023. It is important to forecast the price of the four metals (copper, nickel, cobalt, and manganese) extracted from manganese nodules because price change is a criterion for investment decision. The main purpose of the study is to forecast the price of four metals using the ARIMA model and VAR model, and calculate the MAPE to compare a goodness-of-fit between the two models. The estimated results of the two models reveal statistical significance and are in keeping with economic theory. The results of MAPE for goodness-of-fit show that the VAR model is between 0.1 and 0.2, and the ARIMA model is between 0.4 and 0.6. That is, the VAR model is better than the ARIMA model in forecasting changes in the price of metals.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.515-524
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• 2014

The Korea Institute of Ocean Science and Technology has acquired detailed biological, chemicophysical, and geological data in the northeastern Pacific through a manganese nodule program since 1983. Plenty of manganese nodules were collected to estimate the amount of resources by free-fall grab and box corer. The collected manganese nodules have been archived systematically in the rock and mineral storage section of the Library of Marine Samples (LIMS) since 2012. The LIMS provides essencial information on the stored samples including sample name, nodule type, sampling location, depth, and equipment. Although a high quality database of the information system is under construction, the samples have tagged information for manganese nodules like chemical composition, morphology, weight, size, abundance, and photograph. In this study, we attempted to provide information on the well-organized and easily accessible archived manganese nodule samples for future studies and to introduce the usefulness of the LIMS.

• Ocean and Polar Research
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• 제27권4호
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• pp.477-490
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• 2005

The development of manganese nodule mining technology is very important in order to secure a long-term and stable supply of rare strategic metals. In the twenty years following the R&D activities with the international consortia in the 1970s, studies on mining technologies have been carried out by several national projects in Korea. The current metal prices such as copper, nickel, cobalt, and manganese have been drastically changed since 2002. Rapid economic growth of Asian countries, especially China, have induced the situation. And the possibility of copper shortage is looming just around the comer. Because of the imbalance between production and consumption, copper is fundamentally the most threatened metal in the future in terms of potential metal shortage. Manganese nodules contain a considerable percentage of copper as the future metal resource. Therefore, it is necessary to concentrate our effects on developing these resources. This paper introduces our evaluation of R&D progress for the development of manganese nodules. The issue and role of manganese nodules during the difficult period of a potential future metal shortage period is discussed and its prospect outlined. Also, this paper tried to emphasize the necessity of continuous R&D efforts for the commercial development of such mineral resources.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.427-437
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• 2020

미래의 유망 자원으로 주목받고 있는 망가니즈단괴는 태평양이나 인도양의 심해저뿐만 아니라 북극해에서도 여러 곳에서 발견되고 있다. 망가니즈단괴는 성장과정에 따라 외형, 내부조직, 화학조성 및 광물조성 등 여러 가지 특성이 달라진다. 망가니즈단괴의 성장과정에 따른 내부조직과 화학조성은 다양한 연구를 통해 비교적 잘 알려져 있으나, 정량적인 광물조성은 분명하게 밝혀진 바가 없다. 망가니즈단괴를 구성하는 산화망가니즈광물들은 입자가 매우 작고 결정도가 낮기 때문에, 정량적인 분석이 어려워 전체 시료에 대한 정성적인 결과만이 보고되고 있다. 이번 연구에서는 북극 동시베리아해 망가니즈단괴의 내부조직을 관찰하고, 조직에 따른 광물조성의 변화를 알아보았으며, X선회절분석 그래프의 피크 면적비를 이용하여 망가니즈단괴를 구성하는 3가지 주요한 산화망가니즈광물 즉, 토도로카이트, 부서라이트, 버네사이트의 반정량 분석을 시도하였다. 동시베리아해 망가니즈단괴는 버네사이트, 부서라이트, 토도로카이트 순으로 함량비가 감소하며, 내부조직과는 뚜렷한 연관성을 나타내지 않았다. 그러나 단괴 내부에서 표면으로 갈수록 토도로카이트의 함량이 감소하는 경향을 나타내는데, 그 이유는 초기 침전 이후의 재결정작용 또는 단괴 내외부의 성장 속도 차이에 의한 것으로 간주된다. 피크 면적비를 이용한 산화망가니즈광물의 반정량분석은 단괴 내부에서의 광물조성 차이를 비교하는데에 좋은 방법으로 여겨지므로, 앞으로 망가니즈단괴의 광물학적 연구에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.