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高濃縮分離メディアを活用した希少金属の次世代型リサイクル化学システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 15H02847
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関茨城大学

研究代表者

五十嵐 淑郎  茨城大学, 工学部, 教授 (70150258)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードレアメタル / 貴金属 / 都市鉱山 / リサイクル / 刺激応答性ポリマー / 均一液液抽出法 / 環境配慮型分離システム / イオン液体 / リサイクル化学 / 希少金属回収
研究実績の概要

本研究課題の達成目標は,学術的には希少金属に関する特殊分離メディアの詳細な解析とそれに基づく基礎研究を行なうこと,また,工学的には,分離メディアのリユースを伴う省エネルギー型の環境に配慮した希少金属リサイクル技術を開発し,実際の都市鉱石からの有価金属のリサイクルを3カ年の計画で行なうことである。最終年度である平成29年度は,これまでのミリリットルレベルからの濃縮を,リットルレベルとし,スケールアップ条件におけるレアメタルの分離・濃縮法としての均一液液抽出法の効果・有用性を評価した。まず,分離メディアの1つであるフッ素系界面活性剤パーフルオロオクタン酸(PFOA)について,リットルレベルのスケールアップに関する相分離特性・物性データを集積した。鉄やコバルトを含む1,10-フェナントロリン錯体について,4Lのから4mLへの1000倍濃縮に成功した。この相分離現象はpH依存型であり,強酸性条件では40分程度で相分離した。また,PFOAの代替物質として検討中のパーフルオロヘキサン酸(PFHxA)では,Co-1,10-フェナントロリン錯体試料を4Lから5mLへの800倍濃縮を可能としたが,PFOAと比べて水への溶解度が高いため,相分離に3時間を要した。さらに,PFOAの代替物質である、3-[2-(ペルフルオロアルキル)エチルチオ]プロパン酸(Zonyl FSA)を用いたメッキ廃液中のロジウムについて1.0Lから1.7mLへの588倍濃縮を達成し,84.7%の抽出率を得た。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Powerful Concentration of Rhodium in Plating Wastewater Using Homogeneous Liquid-Liquid Extraction (HoLLE) and Study for Scale-up2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kato, Shotaro Saito, Shigekatsu Oshite, Shukuro Igarashi
    • 雑誌名

      Environment and Natural Resources Research

      巻: 7 号: 4 ページ: 44-51

    • DOI

      10.5539/enrr.v7n4p44

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homogeneous Liquid-Liquid Extraction (HoLLE) of Palladium in Real Plating Wastewater for Recovery2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kato, Shukuro Igarashi, Osamu Ohno, Shotaro Saito, Ryo Ando
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Protection

      巻: 7 号: 02 ページ: 277-286

    • DOI

      10.4236/jep.2016.72024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Separation and Recycling for Rare Earth Elements by Homogeneous Liquid-Liquid Extraction (HoLLE) Using a pH-Responsive Fluorine-Based Surfactant2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Saito, Osamu Ohno, Shukuro Igarashi, Takeshi Kato, Hitoshi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 5 号: 3 ページ: 1543-1552

    • DOI

      10.3390/met5031543

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カスケード型濃縮分離システムによるCsの分離回収と焼却灰溶出液への適応2017

    • 著者名/発表者名
      小野寺大輝
    • 学会等名
      第28回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2017-12-01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パーフルオロヘキサン酸を用いた均一液液抽出法と析出相の固体化による高倍率濃縮法への応用2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤昇太郎
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66年会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2017-09-12
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水相中プルシアンブルー合成と均一液液抽出によるセシウムイオンの高倍率濃縮2017

    • 著者名/発表者名
      小野寺大輝
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66年会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2017-09-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フッ素系界面活性剤と第四級アンモニウム塩から成るイオン液体を用いる貴金属元素の相分離への応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木笙眞, 斎藤昇太郎, 押手茂克, 山口仁志, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第13回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 均一液液抽出(HoLLE)によるロジウムメッキ廃液からの分離・濃縮2016

    • 著者名/発表者名
      加藤健, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第13回茨城地区分析技術交流会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フッ素系界面活性剤と第四級アンモニウム塩から成るイオン液体の構造解析および白金族元素の分離への応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木笙眞, 高貝慶隆, 押手茂克, 山口仁志, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第27回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] めっき廃液をモデルとしたpH刺激応答性ポリマーによるレアメタル分離・回収2016

    • 著者名/発表者名
      小田木美保, 加藤健, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第27回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Separation and recovery of Beryllium based on pH-sensitive polymer as functional separation media2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kato, Shukuro Igarashi
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Hawaii (Marriott Waikiki Beach)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to the structural analysis of PFOA-/TBA+ ionic liquid used in homogeneous liquid-liquid extraction method (HoLLE)2015

    • 著者名/発表者名
      Shoma Suzuki, Yoshitaka Takagai, Shigekatsu Oshite, Shukuro Igarashi
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Hawaii (Hawaii Convention Center)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Homogenous liquid-liquid extraction using weak acidic fluorine-based surfactant and its application to separation and recovery method for rare earth elements2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Saito, Takeshi Kato, Hitoshi Yamaguchi, Shukuro Igarashi
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Hawaii (Hawaii Convention Center)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 均一液液抽出 (HoLLE)によるロジウムの分離・濃縮とめっき廃液への応用2015

    • 著者名/発表者名
      加藤健, 石渡恭之, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第12回茨城地区分析技術交流会
    • 発表場所
      東海村 (いばらき量子ビーム研究センター)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] めっき廃液への応用に向けたロジウムの均一液液抽出 (HoLLE)2015

    • 著者名/発表者名
      加藤健, 五十嵐淑郎, 石渡恭之
    • 学会等名
      第26回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 発表場所
      日立市 (多賀市民プラザ)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] PFOA/TBA系イオン液体の物性と構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木笙眞, 高貝慶隆, 押手茂克, 五十嵐淑郎
    • 学会等名
      第26回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 発表場所
      日立市 (多賀市民プラザ)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 携帯電話電子基板からのpH刺激応答性ポリマーによる金の分離・回収法2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤昇太郎,五十嵐淑郎,山口仁志
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      福岡市 (九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] めっき廃液からの高効率金属回収を目指したロジウム均一液液抽出 (HoLLE)2015

    • 著者名/発表者名
      加藤健, 五十嵐淑郎, 石渡恭之
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      福岡市 (九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジエチルジチオカルバミン酸を配位子としたロジウムの均一液液抽出2015

    • 著者名/発表者名
      石渡恭之, 五十嵐淑郎, 加藤健, 宮川雅恵
    • 学会等名
      平成27年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 発表場所
      松山市 (愛媛大学城北キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] L-アスコルビン酸添加条件におけるpH刺激応答性ポリマーを用いる金(III),銀(I),白金(II)の選択的捕集特性と分離・回収法2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤昇太郎,五十嵐淑郎,山口仁志
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      甲府市 (山梨大学甲府キャンパス)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 吸着剤及びこれを用いた分離方法2015

    • 発明者名
      五十嵐淑郎,斎藤昇太郎,尾島沙希子,櫻井惠太,佛願道男
    • 権利者名
      国立大学法人茨城大学, 日立化成株式会社, 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-227416
    • 出願年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-12-17  

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