2019 Fiscal Year Research-status Report
最終処分場都市鉱山学の確立とその実践－採鉱・選鉱技術の開発－
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19K05357
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
香村 一夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10434383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大和田 秀二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60169084)
肴倉 宏史 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 室長 (70331973)
栗原 正典 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70609304)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 最終処分場 / 都市鉱山 / レアメタル / 逐次抽出法 / 電気探査IP法 / 重液選鉱 / 磁力選鉱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
廃棄物最終処分場の「都市鉱山としての可能性」に焦点をあてた研究である。2019年度の研究成果の概要を実施計画項目ごとに以下に記す。
1)金属濃集ゾーン形成のメカニズムを、谷埋めと水面埋立ての両処分場で掘削・採取した試料に含まれる各金属の化学形態分析結果に基づいて検討した。分析方法として、2種類の逐次抽出法（Tessier et al., 1979;高岡ほか、2001）を用いた。処分場における埋立て方式や層内雰囲気の相異と逐次抽出結果の間に明瞭な関係は認められない。また、とくに高い品位率を示したAg,In,Biは、大部分が残留物形態を示している。
2)おもに製鉄工場からの廃棄物を埋め立てた最終処分場において、金属濃集ゾーンの非破壊探査を試みるとともに、ボーリング掘削コアに含有する各種金属の品位率を検討した。探査法として、電気探査IP法が有効であることは従来通りであった。IP効果に関わる因子として、FeやS以外に、この種の処分場ではZnやPbも考慮する必要性が示唆された。また、レアメタルとしてBiが高い品位率を示した。
3)埋立物から有用金属濃集部分を採取する効率的方法の一つとして、埋立層への水圧入を考えている。そのための機材や方法を決定するために、地層流動化シミュレーションのプログラムを開発中である。
4)採取された埋立物から有用金属を濃縮・回収する手法として、重液選鉱、磁力選鉱およびそれらの組み合わせを検討した。そして金属含有率の相対的に高い最終処分場で採取したコア試料・トレンチ掘削試料を用いて各種選別実験を試みた。比重2.75の重液を用いると金属の濃縮率が高い。磁力選鉱において特定のレアメタル濃縮は認められないが、選鉱実施前に非金属分を取り除く効果が期待できた。具体的には、重液選鉱ではAg,Ba、低磁場磁選ではIn,Ba、高磁場磁選ではAg,Au,Biの品位率が有意の値を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね順調に進展した。その理由は以下のとおりである。
2019年度の研究計画は、①金属濃集ゾーン形成のメカニズムを明らかにし、その鉱床学的位置づけについて体系としてまとめる。②有用金属濃集部分を、埋立層から省エネかつ効率的に採取するための基礎的シミュレーションとモデル実験を実施し、最適な採取方法を検討する。③最終的に回収する金属とそれらの選別・濃縮・抽出方法の対照表を作成する、等であった。
①については、埋立層内雰囲気の異なる掘削試料に対する逐次抽出分析により、埋立層内における各種金属の化学形態のデータが取得できた。これにより、各金属の層内移動のし易さが明らかとなり、濃集ゾーン形成の検討が可能となった。②については、層内注入する水圧と埋立層流動化の程度・範囲の関係を算出したかったが、作成したプログラムは適していないことが判明した。廃棄物埋立層のような不均質な場をシミュレートすることは非常に難しい。今後、採取方法の妥当性を「定量的に如何に判断するか」が課題である。③については、様々な埋立試料について重液選鉱・磁力選鉱・浮遊選鉱を繰り返し実施し、金属ごとに濃縮のし易さを検討してきた。また、それらの組み合わせによる濃縮についても定量的に検討しており、十分な成果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の内容は、「金属濃集形態解明→濃集ゾーン探査→金属濃集部分の採取→採取部分から金属を選別・濃縮・回収」といったプロセスから構成される。2020年度は、埋立層から有用金属を採取するための現場実験を計画していた。しかし、新型コロナの影響で、この実験は本年度に実施できるか否か不明である。そこで、本年度は前述のプロセスの他の項目について不十分な事項を検証し補充していき、「最終処分場都市鉱山学」の大枠を構築したい。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の支払い書類が提出期限までに間に合わなかったことによります。
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