ドーソナイト形成・保存条件の解明：ＣＯ２地中貯留の高精度安全性評価と過去環境解読

• Project/Area Number: 14J09158
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Earth system and resources engineering
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 髙谷 雄太郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: CO2地中貯留 / 水-岩石反応実験 / ドーソナイト

Outline of Annual Research Achievements

予察的に進めていたドーソナイトの合成実験において，そのほとんどの条件でドーソナイトの生成が確認されず実験の進展という観点からは十分な進展が得られなかった．しかし，実地調査と合成実験の結果から，ドーソナイトは炭酸水素塩泉のような流体によってもたらされた可能性が示唆された．CO2貯留層内で上記のような条件が達成されるのは，注入されたCO2が岩石との反応しながら帯水層内に広まっていく先端部 (リアクションフロント) であると考えられる．長期にわたってドーソナイトが貯留層内で保存されるかという点については今後さらなる検討が必要である．
平成26年度は，CO2の地中貯留というテーマに加え，一連の研究で蓄積してきた水‐岩石反応実験のノウハウを“海底鉱物資源の製錬”へと応用し，一定の成果を得ることができた．レアアースに富む海底堆積物 (レアアース泥) の製錬に希酸を用いた化学リーチングを適用し，1. 塩酸や硫酸などの酸溶液，2. レアアースを抽出するのに最低限度の酸濃度，3. 5分程度の反応時間，4. 常温領域，という条件下でレアアースの大部分が回収可能であることを示した．さらに，酸溶液として硫酸を用いた場合には，カルシウム硫酸塩とレアアースの共沈およびレアアース‐ナトリウム硫酸複塩の沈澱により抽出率が大きく低減する可能性のあることを明らかにした．現在はCO2やシュウ酸を用いたレアアース泥の製錬手法について検討を進めており，“様々な分野への発展”という本申請研究の特色を十分に活かし研究の対象領域を広げている．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Re–Os isotope geochemistry in the surface layers of ferromanganese crusts from the Takuyo Daigo Seamount, northwestern Pacific Ocean (2015)
  • Author(s): Tokumaru, A., Nozaki, T., Suzuki, K., Goto, K. T., Chang, Q., Kimura, J.-I., Takaya, T., Kato, Y., Usui, A. and Urabe, T.
  • Journal Title: GEOCHEMICAL JOURNAL Volume: 49 Issue: 3 Pages: 233-241
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0352
  • NAID: 130005074565
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • Year and Date: 2015-05-25
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 新たな深海底鉱物資源“レアアース泥”の探査と開発に向けた取り組み (2015)
  • Author(s): 藤永公一郎・安川和孝・髙谷雄太郎・大田隼一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
  • Journal Title: Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan Volume: -
  • NAID: 130005117335
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] REY-Rich Mud: A Deep-Sea Mineral Resource for Rare Earths and Yttrium (2015)
  • Author(s): Nakamura, K., Fujinaga, K., Yasukawa, K., Takaya, Y., Ohta, J., Machida, S., Haraguchi, S., and Kato, Y.
  • Journal Title: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths Volume: 46 Pages: 79-127
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissolution of altered tuffaceous rocks under conditions relevant for CO2 storage (2015)
  • Author(s): Takaya, Y., Nakamura, K. and Kato, Y.
  • Journal Title: Applied Geochemistry Volume: 58 Pages: 78-87
  • DOI: 10.1016/j.apgeochem.2015.03.012
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Post-drilling changes in seabed landscape and megabenthos in a deep-sea hydrothermal system, the Iheya North field, Okinawa Trough (2015)
  • Author(s): Nakajima, R., Yamamoto, H., Kawagucci, S., Takaya, Y., Nozaki, T., Chen, C., Fujikura, K., Miwa, T. and Takai, K.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 未定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geochemistry of deep-sea sediments in the Indian Ocean: Implications for the potential distribution of REY-rich mud in the Indian Ocean (2015)
  • Author(s): Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Machida, S., Ohta, J., Takaya, Y. and Kato, Y.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 未定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Study on the Recovery Method of Rare-Earth Elements from REY-Rich Mud toward the Development and the Utilization of REY-Rich Mud (2014)
  • Author(s): 髙谷雄太郎・平出隆志・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
  • Journal Title: Journal of MMIJ Volume: 130 Issue: 4 Pages: 104-114
  • DOI: 10.2473/journalofmmij.130.104
  • NAID: 130005064006
  • ISSN: 1881-6118, 1884-0450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uranium isotope systematics of ferromanganese crusts in the Pacific Ocean: Implications for the marine 238U/235U isotope system (2014)
  • Author(s): Goto, K.T., Anbar, A.D., Gordon, G.W., Romaniello, S.J., Shimoda, G., Takaya, Y., Tokumaru, A., Nozaki, T., Suzuki, K., Machida, S., Hanyu, T. and Usui, A.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 146 Pages: 43-58
  • DOI: 10.1016/j.gca.2014.10.003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リーチング法によるレアアース泥からのレアアース元素回収―工学的開発を念頭に置いた最適条件の検討― (2014)
  • Author(s): 高谷雄太郎，平出隆志，藤永公一郎，中村謙太郎，加藤泰浩
  • Organizer: 日本地質学会第121年学術大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 (鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] CO2貯留層を模した条件下におけるドーソナイトの合成・溶解実験 (2014)
  • Author(s): 高谷雄太郎，中村謙太郎，加藤泰浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-05-02