Tytuł: Comminution of Polymetallic Nodules with a High-Pressure Water Jet

Autor/Autorzy: P.Borkowski, T. Abramowski, M.Szada-Borzyszkowska, W.Szada-Borzyszkowski

Miejsce publikacji: Materials

Rok: 2022

Słowa kluczowe: polymetallic nodules, nodules comminution, hydro-jet mill, high-pressure water jet

Abstrakt: This paper presents an original method for the comminution of polymetallic nodules in a hydro-jet mill of our own design, having the water jet pressure in the range of 70–200 MPa. The best comminution results are ensured by equipping the mill with a water jet having a diameter dw = 0.7 mm and a comminution-homogenization tube having a diameter dh = 2.4 mm, and by setting a distance s = 10 mm from the outlet of the homogenization tube to the comminuting disc. Particles of concretions comminuted under such conditions are characterized by a fairly regular isometric shape and favorable morphology represented by intense development of the specific surface.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/1996-1944/15/22/8228

DOI: 10.3390/ma15228228

Tytuł: Bioleaching Test of Polymetallic Nodule Samples from the IOM Exploration Area

Autor/Autorzy: D.Štyriaková, I.Štyriaková, J.Šuba, T.Abramowski

Miejsce publikacji: Minerals

Rok: 2022

Słowa kluczowe: polymetallic nodules, bioleaching, mineral processing, deep sea minerals

Abstrakt: The Interoceanmetal Joint Organization’s (IOM) exploration license is granted in the area located within the Clarion–Clipperton Zone of the Eastern Central Pacific. All activities related to exploration of minerals in this area are beyond the limits of national jurisdiction and come under the provision of the United Nations Convention on the Law of the Sea and related regulations. The geological survey, which was the subject of the exploration, focused on the polymetallic nodule deposits. Other activities covered the tests of nodule processing, including alternative methods of metal extraction. This article describes the methodology of the bioleaching process and provides a summary of the initial results of the bioleaching test, applied to the samples of polymetallic nodules taken from the H22 exploration block of the IOM exploration area. The bioleaching efficiency under different pulp density conditions was studied. The enrichment of heterotrophic Mn-reducing microorganisms was prepared as the leaching medium. Bioleaching of the samples took place with different sample weights in order to determine the maximum possible extraction yield and the highest concentration of elements obtained in the leachate. During the bioleaching, the media were also exchanged to achieve maximum polymetallic nodule decomposition with regular addition of nutrients for heterotrophic Mn-reducing bacteria. The bioleaching efficiency of the polymetallic nodules increased to 100% (without Cu) when the pulp density was reduced to 0.1% (w/v). The discontinuous bioleaching and washing process recovered 55% Mn, 36% Ni, 15% Co, 27% Zn, and 38% Cu when the pulp density was increased to 10% (w/v). To achieve total Mn, Cu, Zn, Co, and Ni recovery from the polymetallic nodules, an intermittent bioleaching with about 25 changes of 60% of the medium was required when the pulp density was increased to 10% (w/v). Bioleaching has the potential to be used as an environmentally friendly alternative to other commonly used options for leaching and processing.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2075-163X/12/11/1373

DOI: 10.3390/min12111373

Tytuł:Subsea wellhead spud-in marking and as-built position estimation method based on ultra-short baseline acoustic positioning

Autor/Autorzy: Tomczak A., Stępień G, Abramowski T., Bejger A.

Miejsce publikacji: MEASUREMENT

Rok: 2022

Słowa kluczowe: subsea offshore assets positioning, position estimation, subsea navigation, seafloor mapping

Abstrakt: Positioning seabed objects in ultra-deep waters is critical in the mapping, exploration, and industrial exploitation of oceans. This paper presents research on a subsea wellhead positioning process for the marking of seabed positions and its subsequent as-built verification. The results indicate that the ultra-short baseline (USBL) acoustic technique can provide static positioning accuracy and precision comparable to those of a long-baseline method (LBL) and significantly reduces the time and cost of the offshore project. The new approach was tested at different stages of the process. First, an innovative offset transformation method, which increases the precision of alignments, was proposed, followed by a step-by-step procedure for determining the positions of marker buoys on the seabed based on spin tests and cardinal heading calibration. Finally, the M-estimation method, which has not yet been applied in subsea engineering, was implemented and proved to be a suitable alternative to the ordinary least squares method.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224122004134

DOI: 10.1016/j.measurement.2022.111155

Tytuł: Chemostratigraphic and Textural Indicators of Nucleation and Growth of Polymetallic Nodules from the Clarion-Clipperton Fracture Zone (IOM Claim Area)

Autor/Autorzy: Skowronek A., Maciąg Ł, Zawadzki D., Strzelecka A., Balaź P., Mianowicz K., Abramowski T., Konećny P., Krawcewicz A.

Miejsce publikacji: Minerals

Rok: 2021

Słowa kluczowe: Clarion-Clipperton Fracture Zone, polymetallic nodules, geochemistry, mineralogy, Cochronometer, intranodulith

Abstrakt: The detailed mineralogical and microgeochemical characteristics of polymetallic nodules collected from the Interoceanmetal Joint Organization (IOM, Grand-Saconnex, Switzerland) claim area, Eastern Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCFZ, Eastern Pacific) were described in this study. The obtained data were applied for the delimitation of nodule growth generations and estimation of the growth ratios (back-stripping using the Co-chronometer method). The applied methods included bulk X-ray powder diffraction (XRD) and electron probe microanalysis (EPMA), providing information about Mn-Fe minerals and clays composing nodules, as well as the geochemical zonation of the growth generations. The analyzed nodules were mostly diagenetic (Mn/Fe > 5), with less influence on the hydrogenous processes, dominated by the presence of 10-Å phyllomanganates represented by todorokite/buserite, additionally mixed with birnessite and vernadite. The specific lithotype (intranodulith), being an integral part of polymetallic nodules, developed as a result of the secondary diagenetic processes of lithification and the cementation of Fe-rich clays (potentially nontronite and Fe-rich smectite), barite, zeolites (Na-phillipsite), bioapatite, biogenic remnants, and detrital material, occurs in holes, microcaverns, and open fractures in between ore colloforms. The contents of ∑(Ni, Cu, and Co) varied from 1.54 to 3.06 wt %. Several remnants of siliceous microorganisms (radiolarians and diatoms) were found to form pseudomorphs. The applied Co-chronometer method indicated that the nodules’ age is mainly Middle Pliocene to Middle Pleistocene, and the growth rates are typical of diagenetic and mixed hydrogenetic–diagenetic (HD) processes. Additionally, few nodules showed suboxic conditions of nucleation. Growth processes in the eastern part of the CCFZ deposit might have been induced with the Plio-Pleistocene changes in the paleooceanographic conditions related to the deglaciation of the Northern Hemisphere.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2075-163X/11/8/868

DOI: 10.3390/min11080868

Tytuł: Redukcja oporu, zużycia paliwa i emisji GHG małego statku rybackiego poprzez dodanie gruszki dziobowej

Autor/Autorzy: Szelangiewicz T., Abramowski T., Żelazny K., Sugalski K.

Miejsce publikacji: Energies

Rok: 2021

Słowa kluczowe: eksploatowane kutry rybackie, gruszka dziobowa, redukcja oporu kutra, optymalna gruszka dla danego kutra rybackiego, obliczeniowa mechanika płynów – CFD, plan rejsu połowowego

Abstrakt: Ochrona środowiska morskiego i redukcja emisji GHG jest obecnie bardzo ważnym kryterium projektowania statków. Dla eksploatowanych statków, w tym także dla kutrów rybackich, poszukuje się możliwości ich przebudowy w celu obniżenia oporu i zużycia paliwa. Jedną z takich możliwości jest dodanie prostej w kształtach gruszki dziobowej, którą można zainstalować przy niskich kosztach modernizacji kutra rybackiego. W artykule przedstawiono analizę wpływu długości gruszki dziobowej na opór kutra rybackiego w całym zakresie prędkości, przy których jest prowadzony cały cykl pracy kutra. Obliczenia oporu przeprowadzono za pomocą metody CFD dla rzeczywistej wielkości kutra. Wykazano, że można opracować taką gruszkę dziobową, dla której średni opór kutra z gruszką dla całego cyklu pracy będzie mniejszy niż kutra bez gruszki w tym samym cyklu pracy. Przeprowadzone badania i otrzymane wyniki obliczeń pozwalają na istotną redukcję zużycia paliwa i emisji GHG dla eksploatowanych wieloletnich kutrów rybackich przy niskich kosztach ich modernizacji.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/1996-1073/14/7/1837

DOI: 10.3390/en14071837

Tytuł: Structural Economic Assessment of Polymetallic Nodules Mining Project with Updates to Present Market Conditions

Autor/Autorzy: Abramowski T., Urbanek M., Baláž P.

Miejsce publikacji: Minerals

Rok: 2021

Słowa kluczowe: deep seabed mining, economic assessment, polymetallic nodules

Abstrakt: This paper presents the economic structure, assumptions, and relations of deep-sea mining project assessment and the results of its evaluation, based on exploration activities and research in the field of geology, mining technology, processing technology, and environmental and legislative studies. The Interoceanmetal Joint Organization (IOM) and cooperating organizations conducted a study incorporating those elements of the project that are recognized as most important for commercial viability. On the basis of formulated financial flow of operating and capital expenses of one processing technology the possible market unit price of polymetallic nodules was estimated and the result is presented in this paper. The rapidly changing economic situation, affected inter alia by the COVID-19 pandemic, is reflected in the study and updated results are based on recent changes in metal prices. Although assumptions related to mining costs need to be confirmed during pilot mining tests, promising results have been shown in the case of the use of high-pressure acid leaching processing technology (HPAL) as well as in the case of raw ore sales. A pre-feasibility study of the project will focus on the two most promising variants of the model.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2075-163X/11/3/311

DOI: 10.3390/min11030311

Tytuł: Tendencje frakcjonowania i zmienność pierwiastków ziem rzadkich i wybranych metali krytycznych w osadach pelagicznych z basenu głębinowego północno-wschodniego Pacyfiku (strefa Clarion-Clipperton)

Autor/Autorzy: Zawadzki D., Maciąg Ł., Abramowski T., Mccartney K.

Miejsce publikacji: Minerals 10 (4)

Rok: 2020

Słowa kluczowe: metale krytyczne; rzadkie elementy ziemi; Strefa Clarion-Clipperton; frakcjonowanie geochemiczne; wczesna diageneza

Abstrakt: W artykule opisano charakterystykę geochemiczną i mineralogiczną osadów pelagicznych pobranych z obszaru badań Wspólnej Organizacji Intreoceanmetal(IOM), położonego we wschodniej części strefy Clarion-Clipperton (CCFZ; wschodni tropikalny Pacyfik). Przedstawiono zawartości pierwiastków ziem rzadkich (REE), a także innych wybranych pierwiastków krytycznych zawartych w 135 próbkach osadów krzemionkowych iłów ilastych. Szczegółowo omówiono zmienność przestrzenną pierwiastków, ze szczególnym uwzględnieniem REE oraz metali o największym znaczeniu gospodarczym, takich jak Cu, Ni i Co. Stosowane metody obejmują analizę wielkości ziarna metodą dyfrakcji laserowej, badania geochemiczne metodą ICP-MS, XRF, AAS i CNS oraz analizę składu mineralnego metodą XRD (metoda Rietvelda). Dodatkowo do wyników zastosowano metody statystyczne, takie jak analiza czynnikowa (FA) i analiza głównych składowych (PCA). Ostatecznie przygotowano szereg map metodami geostatystycznymi (uniwersalny kriging).

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2075-163X/10/4/320

DOI: 10.3390/min10040320

Tytuł: Wstępny bilans zimna nagromadzonego w konkrecjach polimetalicznych składowanych na statku wydobywczym

Autor/Autorzy: Abramowski T., Nikończuk P.,

Miejsce publikacji: Springer

Rok: 2019

Słowa kluczowe: konkrecje polimetaliczne, statek górniczy, akumulacja zimna, optymalizacja energetyczna

Abstrakt: Stałe wyczerpywanie się zasobów lądowych metali i inne surowców (np. energetycznych) motywuje ludzkość do poszukiwania nowych źródeł pozyskiwania surowców. Alternatywnym źródłem rud metali jest dno morskie. Podczas przemysłowego wydobywania konkrecji polimetalicznych z dna oceanu chłód odpadowy gromadzi się w konkrecjach i wodzie morskiej transportowanej pionowo z głębokości 4000–6000 m, przy stałej temperaturze 1–2 ° C. Część zimna wraca do oceanu wraz z wodą i osadami. Zimno, które gromadzi się w konkrecjach, można wykorzystać w warunkach eksploatacyjnych statku górniczego lub transportowego. W pracy przedstawiono metodykę szacowania ilości chłodu wydobywanego z dna morskiego i gromadzonego w konkrecjach przechowywanych na statku górniczym. Celem obliczeń było oszacowanie ilości chłodu odpadowego. Jego ilość jednoznacznie wskazuje na możliwość wykorzystania i tym samym zmniejszenie energochłonności niektórych urządzeń i instalacji na statkach górniczych i transportowych, szczególnie w środowiskach tropikalnych, gdzie znajdują się złoża konkrecji polimetalicznych. Zimno nagromadzone w konkrecjach może być wykorzystane w szeregu procesów obsługi statków górniczych i transportowych.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-13-9271-9_45

DOI: 10.1007/978-981-13-9271-9_45

Tytuł: Polityka ochrony środowiska i systemy monitorowania eksploatacji konkrecji polimetalicznych

Autor/Autorzy: Abramowski T.,

Miejsce publikacji: Walter de Gruyter (Sciendo)

Rok: 2018

Słowa kluczowe: górnictwo głębinowe, ochrona środowiska i monitoring, konkrecje polimetaliczne

Abstrakt: W artykule przedstawiono analizę bieżącej implementacji polityki ochrony środowiska w projektach górnictwa głębinowego strefy Clarion-Clipperton (CCZ). Przedstawiono krótkie wprowadzenie do aktualnego reżimu prawnego środowiskowego na obszarze podlegającym jurysdykcji UNCLOS oraz omówiono potencjalny wpływ eksploatacji głębinowej dna morskiego. Omówiono wybrane wyniki działań zmierzających do minimalizacji wpływu na środowisko morskie oraz podstawowe badania środowiskowe

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://content.sciendo.com/view/journals/ntpe/1/1/article-p523.xml?rskey=yNTZP8&result=1

DOI: 10.2478/ntpe-2018-0065

Tytuł: Opracowanie zależności regresji dla kluczowych charakterystyk projektowych statków kontenerowych na etapie projektowania wstępnego

Autor/Autorzy: Abramowski T., Cepowski T., Zvolensky P.

Miejsce publikacji: Walter de Gruyter (Sciendo)

Rok: 2018

Słowa kluczowe: projektowanie wstępne, statek, kontenerowiec, konstrukcja, główne wymiary, regresja

Abstrakt: W artykule przedstawiono równania regresji służące do szacowania charakterystyk projektowych kontenerowców na podstawie najbardziej aktualnych danych oraz nośności, liczby kontenerów i ich kombinacji na etapie projektowania wstępnego. Wzory projektowe mogą mieć zastosowanie do szacowania kluczowych cech kontenerowca, takich jak: główne wymiary statku, parametry geometryczne, całkowita moc głównego silnika, prędkość statku, cena końcowa i inne. Równania regresji wykonano na podstawie danych dotyczących głównych kontenerowców IHS Maritime & Trade zbudowanych w latach 2005-2015. Wszystkie przedstawione w artykule równania mogą mieć praktyczne zastosowanie na etapie projektowania wstępnego i mogą przyspieszać rozwój teorii projektowania statków.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://content.sciendo.com/view/journals/ntpe/1/1/article-p247.xml?rskey=6McNjk&result=1

DOI: 10.2478/ntpe-2018-0031

Tytuł: Podstawy stosowania wysokociśnieniowej strugi wodnej do rozdrabniania konkrecji polimetalicznych

Autor/Autorzy: Borkowski P., Borkowski J., Bielecki M., Jędrysek M., Abramowski T.

Miejsce publikacji: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Rok: 2018

Słowa kluczowe: : konkrecja polimetaliczna, rozdrabnianie hydrostrumieniowe, wysokociśnieniowy strumień wody

Abstrakt: W artykule przedstawiono dwuetapową mechaniczną i hydro-strumieniową metodę rozdrabniania konkrecji polimetalicznych. Podano również podstawy fizyczne oraz możliwości efektywnego przerobu konkrecji, wydobywanych z 4200 m poniżej poziomu morza, metodą wysokociśnieniowego strumienia wody.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://mechanik-science.com/index.php/mechanik/article/view/369

DOI: 10.17814/mechanik.2018.10.163

Tytuł: Optymalizacja kształtu kadłuba statków rybackich przy pomocy numerycznej mechaniki płynów w celu zmniejszenia energochłonności

Autor/Autorzy: Abramowski T., Sugalski K.,

Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

Rok: 2017

Słowa kluczowe: CFD, optymalizacja kształtu kadłuba, łódź rybacka, opór kadłuba, OpenFoam, symulacja

Abstrakt: W artykule przedstawiono ogólną metodę optymalizacji kształtu kadłuba łodzi rybackich w celu zmniejszenia oporów. W szczególności przedstawiono przykład wyników zastosowania urządzeń zmniejszających opór, takich jak kaczy ogon oraz cylindryczną i opływową gruszkę dziobową. Opór określono za pomocą metod numerycznej mechaniki płynów (CFD). Do symulacji przepływu wykorzystano system OpenFoam rozpowszechniany na licencji open source. Obliczono i zbadano turbulentny, niestabilny przepływ cieczy swobodnej powierzchni wokół analizowanych kadłubów pod kątem potencjalnej redukcji oporów. Ostatecznie wyniki obliczeń uogólniono poprzez parametryzację bezwymiarowych zmiennych geometrycznych dla kształtów gruszki dziobowej i wyniki podano w postaci odpowiedniej do praktycznego zastosowania w procesie projektowania kadłuba.

Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/2391

DOI: 10.17402/196