随着工业的发展，人类对矿产资源的需求量成倍增长，陆地地壳中的矿产资源、能源矿物逐渐减少，有的趋向枯竭，丰富的海底矿产资源将成为21世纪工业原料的重要供应基地。海底矿产资源十分丰富，从近岸海底到大洋深处；从海表层到海底岩石以下几千米深处，无不有矿物分布。辽阔的海面上翻滚着汹涌的波涛；有规律的潮汐活动犹如草原上的万马奔腾，势不可当；大洋中的洋流浩浩荡荡、奔流不息；海水中蕴藏的热能更是取之不尽、用之不竭。
海洋：人类的盐库
食盐是人类普遍食用的调味品，是人体不可缺少的物质。据科学家统计，一个健康成年人每天要从各种饮食中吸取5～20克的盐分。这些盐分能维持人体血液的渗透压，促进血液的循环，保持新陈代谢的正常进行。
食盐也是基本的化学工业原料，制造肥皂、精炼石油、炼钢和炼铝，提炼纯碱、烧碱，生产盐酸及化学肥料氯化铵等都是以海盐为原料的。可以说，在化学工业中，凡是用到钠和氯的产品，绝大多数都源于海盐。所以说，盐不仅是人类生活的必需品，而且是化学工业之母。
我国拥有漫长的海岸线，沿海有许多海滩，平坦、广阔，多晴朗干燥的天气，对发展海盐生产有着极其有利的条件，因此，海盐产量居世界首位，而且利用海水制盐已有几千年的历史。
煮海为盐和滩晒法是从海水中提炼盐的两大方法。
煮海为盐就是把海水取上岸来，放在铁锅等设备内，用火烧，待海水烧开后，蒸发出水汽，使海水浓缩成苦卤，再使苦卤继续蒸发，蒸发到最后，食盐就会变成一粒粒像冰糖一样的晶体，从海水中跑出来。
世界历史学家们公认，中国是最早从海水里提取食盐的国家。据文物考证，早在5000年前，我们的祖先已经用海水煮成食盐了。相传历史上有个夙沙氏，他是跟神农氏同时代的人，首先煮海为盐。
古代制盐
在我国，早在公元前4000多年前，炎帝时夙沙氏就教民众煮海水取盐。在仰韶文化时期（公元前5000～前3000年），福建沿海的人民制成了熬盐的工具。到了春秋战国，位于山东的齐国专设盐官煮盐，并把“渔盐之利”作为富国之本。汉代盐铁已成为“佐百姓之急，足军旅之资”。在明朝永乐年间，制盐技术又有了新的发展，开始废锅灶，建盐田，改煎、煮、熬盐为晒盐，并一直沿用至今。
从海水中制取盐的另一种方法是滩晒法。滩晒制盐的地方是盐田，一般建在海滩边，借用海滩逐渐升高的坡度，开出一片像扶梯似的一级一级池子，利用涨潮，或用风车或用泵抽取海水到池内。海水流过几个池子，随着风吹日晒，水分不断蒸发，海水中的盐浓度愈来愈高，最后让浓盐进入结晶池，继续蒸发直到析出食盐晶体。
在我国，滩晒法最早出现在元代，到了清朝康熙年间，大规模开辟华北长芦盐区，开始大面积滩晒食盐。其他国家海水制盐的方法基本上和我国相似。有趣的是，美国实现专利法时，第一个专利就是滩晒食盐的工艺，滩晒法经济有效，到现代还在广泛采用。
现在我国有40多万制盐工人，随着现代化的机械操作，加上科学管理，海盐生产逐年上升，每年可以生产海盐近2000万吨，占食盐总产量的80%，居世界第一位。
在制盐方法上，还有一种是冷冻法。在瑞典和前苏联等国家，他们让海水天然冷却成冰，冰几乎由淡水组成，剩下来的是苦卤，就是浓盐水。让苦卤经过几次冰冻，得到的盐水越来越浓，最后，再用人工加热的方法得到食盐晶体。这种方法只能在冬天生产，其产量不高。
海底宝库：深海锰结核
锰结核是一种海底稀有金属矿源。它是1873年由英国海洋调查船首先在大西洋发现的。但是，世界上对锰结核正式有组织的调查，始于1958年。
调查表明，锰结核广泛分布于4000～5000米的深海底部。它们是未来可利用的最大的金属矿资源。
深海锰结核的发现，在人类的找矿活动中，可以说具有划时代的意义。在锰结核中，除了有铁和锰以外，还含有铜、钴、镍等30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，在目前技术条件下都具有工业意义。锰结核中稀有分散元素和放射性元素的含量也很高，如铍、铈、锗、铌、铀、镭和钍的浓度要比海水中的浓度高几千、几万乃至百万倍。这些元素是重要的战略物资，也是炼钢、化工、电子、通信、喷气式飞机和燃气轮机等现代工业的重要原料。在陆地上原材料日益短缺的情况下，开采深海锰结核无疑会给工农业生产注入新的血液。
锰结核一般产于沉积速率低的沉积物上。它的形成有三种主要的来源，即成岩的（来自腐败沉积物的孔隙水）、水成的（来自上覆海水）和热液的（来自洋底热源）。受热液影响的锰结核主要发现于板块边界附近，其铁的含量高，而镍、铜、钴的含量低。暴露于高海脊和海岭上，受水成的影响占优势的锰结核，则含铁和钴高，而含镍、铜和锰低，钴的含量可超过1%。受成岩作用影响的锰结核富含锰，并含有较高的镍和铜。
令人感兴趣的是，锰结核是一种自生矿物。它每年约以1000万吨的速率不断地增长着，是一种取之不尽的矿产。
世界上各大洋锰结核的总储藏量约为3万亿吨，其中包括锰4000亿吨，铜88亿吨，镍164亿吨，钴98亿吨，分别为陆地储藏量的几十倍至几千倍。以当今的消费水平计算，这些锰可供全世界用3.3万年，镍用2.53万年，钴用2.15万年，铜用980年。仅从每年新生长的锰结核中提取的铜，就可供全世界用3年，钴用4年，镍用1年。加上原有的，深海锰结核可说是一种永久性资源了。
目前，大洋锰结核勘探调查比较深入，技术比较成熟，预计到本世纪末，可以进入商业性开发阶段，正式形成深海采矿业。锰结核在三大洋均有分布。太平洋中锰结核的平均富集程度为每平方千米10千克。太平洋海底表面的75%为锰结核所覆盖，是最有希望的开采区。
由于锰结核储藏大，金属品位高，而且世界上锰、铜、镍又供不应求，钴仅仅只能勉强维持供需平衡，因此，许多国家都对深海锰结核感兴趣。美、英、日、俄罗斯等国已成立了许多公司，从事勘探和试采工作。印度、法国、挪威、德国等国也在进行开采的准备。有的国家还建立了提炼工厂。
我国的远洋调查船于1978年对太平洋进行了科学考察。在水深4000多米的地方，取得了一定数量的锰结核。1983年，“向阳红”16号进行锰结核调查，并捞取了更多的锰结核。之后，我国进一步加快了锰结核的调查、勘探和试验开发工作。
世界上对锰结核的争夺相当激烈。1982年联合国海洋法会议通过的《海洋法公约》规定：国际海底区域及其资源是人类的共同继承财产，并通过关于对锰结核勘探、开发活动投资的决议。这项决议规定：在1983年1月1日以前，投资达到3000万美元，其中有10%的投资是用来选取未来矿址海域的国家，在国际海底管理局筹委会成立以后，可登记为先驱投资者。发展中国家在1985年1月1日以前达到以上投资标准的，也可以申请为先驱投资者。美国、前苏联、法国、日本、印度等11个国家被列入先驱投资者。当时，我国没有要求作为先驱投资者，但是我国已经声明，从1976年开始，我国已投资8000万人民币，调查了部分国际海域的海底，并有1600万人民币直接用于海底调查。所以，我国被认为是潜在的先驱投资者。凡取得先驱投资者资格的，可以在太平洋富矿区占有一块15万平方千米的矿址。1990年8月，我国已向联合国国际海底管理局筹委会正式提出申请，作为先驱投资国。我国的申请已被批准。这样，我国就可以得到一块开采海域，成为21世纪深海矿产开采的一个基地。
锰结核不像石油那样埋藏在海底深处，而是铺在海底表层，就像露天煤矿那样，所以开采起来比较容易。加上它的品位高，因而开采的成本比较低。据美国经济学家计算，一年开采300万吨锰结核的企业，可获利1.5亿～2亿美元，比陆地上开采的效益高3倍。
至于谈到大洋锰结核的具体开采技术，迄今还处于试验阶段，预计在21世纪可进入商业性实用阶段。
目前，锰结核开采系统的研制技术已基本成熟。锰结核的开采系统通常由集矿、输送和采矿船三部分组成。经过有关专家论证，认为比较经济适用的有三大类：
1. 提升采矿系统
这一系统是目前世界各国试验研究的重点。它是根据美国科学家的设想于1978年研制成功的。因提升的方式不同，又可以分为水力提升和空气提升。
水力提升系统由海底集矿装置、高压水泵、浮筒和采矿管四个部件组成。采矿管挂在采矿船和浮筒下，起到输送锰结核的作用；浮筒安装在采矿管上部15%的地方，其中充以高压空气，以支撑水泵的作用；高压水泵装置在浮筒内，它的功率为5884千瓦，通过高压使采矿管内产生每秒5米的高速上升水流，使锰结核和水一起由海底提升到采矿船内；集矿装置承担筛选、采集锰结核的作用。
空气提升系统由高压气泵、采矿管、集矿装置三部分组成。高压气泵不是安在水中，而是装在船上。采矿作业时，首先在船上开动高压气泵，气泵产生的高压空气通过输气管道向下，从采矿管的深、中、浅三部分输入，在采矿管中产生高速上升的固体、气体、液体三相混合流，将经过集矿装置的筛滤系统选择过的锰结核提升到采矿船内。空气提升系统的提升效率为30%～35%。为了使采矿管中水流的上升速度达到每秒3米，需要利用功率为4340千瓦的空气压缩机，每分钟吹进225立方米的空气。据有关资料报道，现在，空气提升系统已能在水深5000米处作业。
不久以前，法国研制成功了一种新颖的流体采矿系统，集矿装置由拖曳式改为自动驱动式，它在海底能自由运动。采到锰结核后，先进行初步处理，把锰结核粉碎成矿浆，然后通过水力泵把矿浆输送到一个叫缓冲器的装置内，最后把矿浆压送到水面。这一系统也可以在水深5000米处作业，最大生产能力为每小时500吨。
2. 链斗采矿系统
这是一种机械式采矿系统，也是第一代采矿系统。1967年由日本工程师发明。它的基本结构与常见的链斗挖泥船相似——在高强度的缆绳上，每隔25～50米安装一个采矿斗。然后把一串链斗安装在采矿船的绞车上。采矿时，链斗从船头上放下去，经海底再从船尾提升上来，形成一个循环式采掘过程。采矿船一边行驶一边采矿。每个斗每次大可采到1.5～2吨的锰结核矿石。
3. 采矿系统
这种采矿系统是根据机器人的原理研制而成的。它由很轻但强度很大的材料制成，在水下的重量为零。下水前，采矿船上装满压舱物（一般为锰结核冶炼后的矿渣），这一系统能自动驱动，在海底采集锰结核矿。采满后，卸掉压舱物，按程序上浮到一个半潜式水上平台中，把锰结核卸在平台上，尔后再装上压舱物，重新下潜到海底采集锰结核。目前，这种系统的采矿能力可达到每小时25吨。
在21世纪初，美国将大量使用高科技无缆自动潜水器来开采深海锰结核。这种潜水器采用程序控制，与其他采矿机械相比，它的优点还在于：水下作业时间长，同时还可以进行矿产资源的现场分析评价，如用中子激活分析技术、原子吸收技术等，在海底运行过程中即可完成矿物成分的分析化验。
由于深海自动采矿具有不受波浪和气候的影响，以及不破坏环境的特点，因此是一项颇有发展前途的深海采矿新技术。
在介绍锰结核的开采技术以后，下一步便是如何进行加工冶炼的问题了。
在锰结核矿石中，以锰的氧化物和铁的氧化物为主要成分。它具有复杂的显微结构，而且由极细的颗粒组成。锰结核矿石的化学性质和物理性质因地而异，如来自大西洋的矿石富含钙，而北太平洋的矿石则含丰富的硅。因此，对于锰结核的选矿和冶炼技术，必须根据不同海域的矿石特征。采取不同的流程。
锰结核的加工冶炼方法主要有以下五种：
（1）氯化氢法。用氯化氢浸析粉碎的锰结核，经高温熔融，氯化氢与粉碎的矿石在高温条件下，能分离所有矿石物质。除铁以外，大部分金属成为可熔性金属。包含惰性硅、硫酸盐及氧化物（主要是铁的氧化物）的固体残渣作为尾矿。氯气可作为副产品回收，而氯化氢可从浸析溶液和作为再循环浸析溶液回收。采用这种冶炼法可依次得到钴、铜、镍和锰。这种方法是商业提取高纯度锰的唯一流程。它的优点是：从矿石中提取金属可获得高回收率（最高可达95%），而且不会引起严重污染。
（2）二氧化硫煅烧和水浸析法。这种冶炼法的具体过程是这样的：将矿石在二氧化硫和空气条件下煅烧，形成可溶性硫酸盐，尔后在水中浸析。镍和钴可以由压热技术回收，钴的硫酸盐在转换成金属以前需要提纯。而遗留下来的锰的硫酸盐可以进一步处理获得铁锰。
这种方法的缺点是：硫酸盐系统很难在一个密闭循环中作业；所使用的45%的硫不能回收，从而可能引起污染问题。
（3）氨液浸析法。此项技术是用氨液溶解矿石中的金属。这种溶液由氨液加铵盐（例如硫酸铵、氯化铵、亚硫酸铵等）组成。具体操作过程为：第一步是还原，尔后经过煅烧，不断提高温度和压力，于是便可以在还原或浸析过程中提高金属的回收率。经试验表明，采用这一流程可以回收85%或者更多的铜、镍、钴和钼。而锰和铁则残留在矿渣中。
（4）硫酸浸析法。这一冶炼法是将锰结核在硫酸中浸析，尔后提取各种金属元素。采用这种方法回收金属的数量，取决于作业条件。例如，在低温条件下（20～100℃），在回收的金属中，镍不超过80%，铜——90%，钴——45%；锰的溶解量不超过10%，它大部分保留在固体残渣中。而在比较高的温度条件下（200℃），可以回收铜和镍80%～90%，钴70%～80%；大部分的铁和锰遗留在残渣中。假如将二氧化硫或硫酸亚铁加入硫酸溶液，可以使铁、锰分解，各回收97%与72%。
由于这种方法需要消耗大量的酸，大约相当于被溶解金属的10倍，因此，此项技术不能满足商业提取的要求。
（5）熔炼法。这种方法的第一步是将含水30%的锰结核置于类似于水泥厂的炉中烘干，炉温必须高于1000℃。在严格的条件下作业，可以依次将铜、镍、钴和铁的氧化物转变成相应的金属，而锰则保留氧化物的形式。第二步，装入温度为1300～1400℃的熔炉中熔炼，形成由铜—镍—钴—铁合金组成的金属相，而锰和硅以及少量的铁形成炉渣。炉渣与金属相分别回收，并用不同的方式予以处理。