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Resource logistic analysis forwarding closed loop of phosphorus

Research Project

Project/Area Number 20K12272
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64050:Sound material-cycle social systems-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Webeck Elizabeth  東北大学, 工学研究科, 特任准教授 (20749204)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三木 貴博  東北大学, 工学研究科, 准教授 (30312606)
松八重 一代  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50374997)
山末 英嗣  立命館大学, 理工学部, 教授 (90324673)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsリン / 鉱床 / スラグ / 地理情報 / リソースロジスティクス / 鉄鉱石 / 随伴元素
Outline of Research at the Start

本研究は (1) 鉄鋼資源の地質地理情報を加味した鉄鋼スラグ中のリンのマテリアルフロー解析、(2)各国・地域における鉄鋼製錬技術・スラグ処理技術についての技術サーベイを行い、随伴元素としてのリンの流れに着目したインベントリ解析、(3)鉄鋼技術・スラグ処理技術の詳細インベントリを含む多地域間産業連関マテリアルフローモデル(MRIO-MFA)の構築を行い、これらの出力成果を踏まえて、現在ならびに将来の鉄鋼素材需要の変化、鉄鋼資源供給側の質の変化等が、世界全体の鉄鋼生産に関わるスラグ排出と、そこに付随するリンの流れにどのような影響をもたらすか解析を行う。

Outline of Annual Research Achievements

リンは農業用栄養塩として不可欠な資源であり、食料消費という人類の基本的活動を支える重要資源である。一方で鉄鋼生産においては、リンは低温脆性を引き起こす不純物であり、製鋼プロセスで徹底した脱リンプロセスを介して、スラグへと排出されている。リンの一次資源供給に目を向けると、地政学的リスクや鉱石の品質低下等の問題があることが懸念されており、同様に鉄鋼資源においてもリンの含有率の高い低品質鉱石の増大が懸念されている、そのような背景のもと、鉄鋼スラグがもつリン資源としてのポテンシャルに関心が集まっている。
近代鉄鋼生産技術において脱リンは最も重要なプロセスであり、製鋼過程における脱リン技術、溶鋼中のリンの挙動等については数多くの研究がある。今後の潜在的将来技術の選択肢においても、リンを含む不純物をどのように扱うかという点は重要な視点であることは疑いが無い。
本研究は (1) 鉄鋼資源の地質地理情報を加味した鉄鋼スラグ中のリンのマテリアルフロー解析、(2)各国・地域における鉄鋼製錬技術・スラグ処理技術についての技術サーベイを行い、随伴元素としてのリンの流れに着目したインベントリ解析、(3)鉄鋼技術・スラグ処理技術の詳細インベントリを含む多地域間産業連関マテリアルフローモデル(MRIO-MFA)の構築を行い、これらの出力成果を踏まえて、現在ならびに将来の鉄鋼素材需要の変化、鉄鋼資源供給側の質の変化等が、世界全体の鉄鋼生産に関わるスラグ排出と、そこに付随するリンの流れにどのような影響をもたらすか解析を行った。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Sustainable phosphorus supply by phosphorus recovery from steelmaking slag: a critical review2022

    • Author(s)
      Yu Huafang、Lu Xin、Miki Takahiro、Matsubae Kazuyo、Sasaki Yasushi、Nagasaka Tetsuya
    • Journal Title

      Resources, Conservation and Recycling

      Volume: 180 Pages: 106203-106203

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2022.106203

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phosphorous Recovery from Ca2SiO4?Ca3P2O8 Solid Solution By Carbothermic Reduction2021

    • Author(s)
      Yu Huafang、Lu Xin、Miki Takahiro、Sasaki Yasushi、Nagasaka Tetsuya
    • Journal Title

      Journal of Sustainable Metallurgy

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 459-469

    • DOI

      10.1007/s40831-021-00350-6

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 黄リン製造の歴史的変遷と今後の課題2021

    • Author(s)
      山末英嗣,光斎翔貴,柏倉俊介,松八重一代
    • Journal Title

      金属

      Volume: 11 Pages: 5-10

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 肥料資源確保と管理の重要性2021

    • Author(s)
      松八重一代
    • Journal Title

      廃棄物資源循環学会誌

      Volume: 32 Pages: 445-452

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Trends in the food nitrogen and phosphorus footprints for Asia's giants: China, India, and Japan2020

    • Author(s)
      Oita Azusa、Wirasenjaya Farah、Liu Jiarui、Webeck Elizabeth、Matsubae Kazuyo
    • Journal Title

      Resources, Conservation and Recycling

      Volume: 157 Pages: 104752-104752

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2020.104752

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 栄養塩管理の重要性とSDGsへの貢献2021

    • Author(s)
      松八重一代
    • Organizer
      LFPI環境・エネルギー委員会 講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 経済活動と栄養塩類(窒素・リン)のフロー2020

    • Author(s)
      松八重一代
    • Organizer
      第2回 沖縄・富山リサイクルフォーラム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Nutrients for Food2020

    • Author(s)
      Kazuyo Matsubae
    • Organizer
      International Society for Industrial Ecology Socioeconomic Metabolism Section perpetual online conference
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Routledge Handbook of the Extractive Industries and Sustainable Development (1st ed.).2022

    • Author(s)
      Kazuyo Matsubae, Eiji Yamasue and Hisao Ohtake
    • Total Pages
      704
    • Publisher
      Routledge.
    • ISBN
      9780367429959
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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