2021 Fiscal Year Research-status Report
海底熱水鉱床開発における廃鉱石の有害金属浸出を抑制する新規処理プロセスの検討
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20K19991
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
淵田 茂司 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (50762126)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 主成分解析 / 表面錯体 / 陸上の酸性坑廃水 / 廃水処理 / 金属溶出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海底から回収された鉱石のうち，低品位の鉱石は尾鉱として処理されることになる。陸上鉱山開発で発生する尾鉱は鉱山近隣の尾鉱ダムや堆積場に保管されることが多い。海底熱水鉱床開発の場合，回収後の鉱石を陸上に輸送し選鉱操作に供することになっているが，それに伴って発生する尾鉱の具体的な処理方法については依然決まっていない。尾鉱処理プロセスを構築するうえで，海底熱水鉱石の重金属溶出ポテンシャルは基礎情報として重要となる。昨年度までは熱水鉱石の浸出液の化学組成の特徴や，浸出自体を抑制する物理化学的処理方法について検討した。本年度は，熱水鉱石起源の金属含有廃水が発生した場合を想定し，特に陸上鉱山で発生する酸性坑廃水の処理方法を熱水鉱床開発における廃液処理に利用可能か検討するために，酸性坑廃水と熱水鉱石からの溶出化学成分を比較した。熱水鉱石の溶出成分と国内の陸上鉱山の坑廃水成分の主成分解析により，その化学的特徴を整理した結果，陸上鉱山廃水はFe，Alが多く，熱水鉱石の溶出成分はZn，Pb，Asが特徴的であることがわかった。陸上鉱山の酸性坑廃水でもZnやPbが含まれる場合があるが，陸上鉱山の廃水中に含まれるFeやAlを水酸化物に変化させ，ZnやPbがその水酸化物の表面に錯体を形成することで効果的に除去される。しかし、FeやAlの少ない熱水鉱石溶出水は，既に実操業化されている陸上鉱山廃水の処理技術をそのまま適用することが困難であることが明らかとなり、海底熱水鉱床向けの廃水処理技術の開発が必要であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
一時，コロナウイルス等の影響により実験ができない期間があった。そのため，本年度は代替案として，熱水鉱石起源の金属含有廃水が発生した場合を想定し，特に陸上鉱山で発生する酸性坑廃水の処理方法を熱水鉱床開発における廃液処理に利用可能か検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
鉱石の化学的不要化処理について検討していない部分があるため，陸上の鉱石や廃棄岩の不溶化促進が確認されている有機シラン系試薬と副産石灰を使用した湿式処理プロセスについて，海底熱水鉱石へ適用の可能性を調査する。とくに，陸上鉱山では廃水中の亜鉛の不溶化にケイ酸塩や炭酸塩などの二次鉱物生成が大きく影響していることが分かりつつあることから，これらの鉱物が生成しているかどうか，XAFS分析によって明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
コロナの影響により，実験ができない期間があった。よって，本年度は机上検討が中心となったが，次年度は繰越金を用いて実験を行う予定である。
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