| 研究課題/領域番号 |
20K19991
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 東京海洋大学 (2022)
早稲田大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
淵田 茂司 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (50762126)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 熱水鉱石 / 不溶化 / 尾鉱処理 / 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 / ガルバニック反応 / 黄鉄鉱 / 閃亜鉛鉱 / 海水 / 反応速度 / 海底熱水鉱床開発 / 海洋環境影響 / 金属不溶化技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海底熱水鉱床は次世代の金属資源として重要な開発対象となっている。今後，持続的な商業開発を実現するためには，環境への負荷を最小限に抑える技術の確立が必要となる。本研究では鉱床開発によって発生しうる低品の廃棄鉱石および尾鉱からの金属溶出抑制技術開発を目指し，最適な乾式および湿式不溶化処理プロセスを検討する。とくに，溶出ポテンシャルとなる鉱物(ZnS, PbS)の形態変化(二次鉱物生成)と硫黄被膜の生成の2つの不溶化促進メカニズムについて，X線表面分析(XPS, XAFS)と硫黄同位体比分析をもとに明らかにし，処理に伴う固液界面の化学素反応を整理する。
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| 研究実績の概要 |
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。本年度は実験計画のうち，湿式処理プロセスを適用するための予備実験と文献調査を中心に実施した。その結果，不溶化に関与する二次鉱物としてケイ酸塩，炭酸塩，硫酸塩鉱物が候補として挙げられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
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。そのため実験系の確立に時間を要しており，再現性の高い溶出試験が実施できていない部分がある。そのため，地球化学コードを用いた溶出速度モデルの構築にも時間を要していることが原因である。また，XAFS分析が実施できておらず，鉱石からの金属溶出抑制に係るメカニズムが明らかとなっていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
熱水鉱石からの金属不溶化が期待される，有機シラン系試薬と石灰を使用した不溶化処理プロセスについて，鉱石粒子表面に生成する二次鉱物の組成や結晶性について評価する。
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