锰结核的开发利用
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。铜、钴、镍等76种金属元素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。
A、深海中含有锰结核，从深海中简单得到锰结核，属于物理变化，故A错；B、水的沸点降低，没有新物质生成，属于物理变化，故B 错；C、利用海滨砂矿得到钛，是从含钛的物质中提取钛，需要通过还原剂发生反应得到钛，属于化学变化，故C正确；D、海水通过高分子分离膜制淡水，属于混合物的分离，没有新物质生成，属于物理变化，故D错．故选C．
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。
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。 中国从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，探明一块可采储量为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”。
2011年7月28日，30日，中国5000米蛟龙号载人潜水器顺利完成5000米级海上试验第三，四次下水任务，“蛟龙”号成功下潜5000米深度后，给我们带回来了5000米海底锰结核的画面，这也是5000米海底锰结核画面的首度曝光。“蛟龙”号同时带回5000米海底锰结核样本，中国开发海底锰结核矿源迈出重要一步。
2013年7月3日，正在进行首次试验性应用航行的“蛟龙号”载人潜水器在南海“蛟龙海山”区下潜，并在海底发现大面积铁锰结核。“蛟龙号”号带回了8块铁锰结核，其中5块比鸡蛋略大，另外3块则比成人拳头还大，表层都呈黑色。
在铁锰结核样品中，有一块被潜水器机械手夹碎。同济大学教授周怀阳指着这块样品对记者说：“里面这个圆核就是火山的熔岩，外面一圈一圈的就是铁锰氧化物，是上万年逐渐形成的。如果打磨一下，就可以看到外面这些圈像树的年轮一样，具体这块结核有多少年历史需要在实验室测定。”
按计划，“蛟龙”号还将在这个海域下潜2次，继续对“蛟龙海山”进行科学调查。
“这次遗憾的是没有采集到岩石样本，希望下两个潜次能弥补这一缺憾。”周怀阳说，“南海的形成时间、形成方式和物质来源至今仍存疑问，而海山与南海基底的形成有密切关系。通过对海山岩石样品的年龄测定、成分分析及其时空变化分析，可以对这一重大科学问题的解决提供帮助。”
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曹沿枯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。这些机械在80年代被美国、日本、德国等国矿产企业组成的跨国公司使用，取得了日产锰结核300~500吨的开采成绩。在冶炼技术方...
曹沿枯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，
曹沿枯如金属锰可用于制造锰钢，极为坚硬，能抗冲击、耐磨损、大量用于制造坦克、钢轨、粉碎机等。锰结核所含的铁是炼钢的主要原料，所含的金属镍可用于制造不锈钢，所含的金属钴可用来制造特种钢。所含的金属铜大量用于制造电线。锰结核所含的金属钛，密度小、强度高、硬度大，广泛应用于航空航天工业，有“...
曹沿枯锰结核是海洋深处的特种矿产，富含锰、铁、镍、钴、铜等元素。1873年，英国深海调查船“挑战者号”首次发现这一矿产，但因当时资源丰富，未受重视。近几十年，随着陆地资源的枯竭，人们将目光转向海洋，洋底锰结核的开发和利用再次被提及。这种矿产呈球状或块状，表面黑色或棕褐色，质地脆软，具有细孔，...
曹沿枯我国的海洋调查船也于1979年开始采集南太平洋的锰结核样品。1988年初，“海洋4号”船在南海尖峰山区水深1480米处采获猛结核262.72公斤，其中最重的一块为39.3公斤。1988年底，“向阳红16号”船在太平洋圈定10万平方公里的猛结核远景矿区，为研究、开发和利用深海锰结核底宝藏提供了宝贵的资料。
曹沿枯的规定，出于自身利益考虑，没有登记为“先驱投资者”，经过长时间协商后才达成协议。锰结核富含50多种金属元素，包括锰、铜、钴、镍等，估计全球锰结核总储量约3万亿吨，潜在价值巨大，如果以当前消费水平计算，这些金属可供全球使用数万年。因此，锰结核被视为潜在的宝贵资源，其开发与利用前景广阔。
曹沿枯在海底表层矿产中，人们比较关注大洋锰结核。调查表明，世界大洋底锰结核的蕴藏量约有3万亿吨，仅太平洋就有1.7万亿吨。锰结核矿含有锰、铜、铁、镍、钴等76种金属元素。如果把洋底锰结核全部开采出来，按照目前的工业消耗量计算，锰可供人类使用3.33万年，镍2.53万年，钴34万年，铜980年。并且，...
曹沿枯美国人认为，开发锰结核资源对美国有5大好处。（1）美国的战略金属镍、钴、锰的97%需要进口，而这些金属的生产国又往往难以保证美国的需要，开发锰结核矿产可以使美国战略金属资源得到价格合理的稳定供应；（2）可以减少美国的外汇赤字；（3）增加基础工业投资；（4）解决地区劳动力就业；（5）使美国能...
曹沿枯实现资源的合理利用和保护。总之，锰结核矿石作为海洋深处的宝藏，不仅为人类提供了丰富的金属元素资源，还蕴含着巨大的科研价值和潜在的经济潜力。随着科技的进步和全球对可持续发展的重视，对锰结核矿产资源的开发与利用将更加科学、合理和环保，为人类社会的长远发展提供有力支持。
曹沿枯为了研究锰结核的形成，20世纪80年代，美、日、德等国家矿产企业组成的跨国公司，积极开发开采设备。科学家们大致研究出链斗法、水力升举法和空气升举法三种。链斗式采取像旧式农用水车那样的挖掘机械，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...
