| 研究課題/領域番号 |
18K13623
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
向井 広樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 産総研特別研究員 (80817289)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | レアアース / イオン吸着型鉱床 / FIB-TEM / LA-ICP-MS / Nano-SIMS |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題において研究対象としているイオン吸着型鉱床においてレアアースは粘土鉱物に吸着されていると推定されているが、鉱床においては140～2000 ppm程度と濃度が比較的低いこともあり、それが実際にはどのような鉱物であるのかよくわかっていない。そこで本研究では、実際の中国のイオン吸着型鉱床についてレアアースを含有している鉱物を特定することを目的とし解析を行った。このイオン吸着型鉱床における風化花崗岩の土壌試料を縮分して粉末XRDを測定し、土壌に含まれている鉱物組成についておよその情報を得た。そしてこの試料を樹脂包埋して研磨片を作製し、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（SEM）によって試料について観察・分析を行うとともにレーザーアブレーションICP質量分析（LA-ICP-MS）法によって、各鉱物粒子についてレアアースの濃度を測定した。その結果、カオリナイト質および雲母質の粒子でレアアースの濃度が他の鉱物粒子より高いことが明らかとなった。次に集束イオンビーム（FIB）を用いてこれらの鉱物粒子から微小な切片を作成しさらに詳細に解析を行った。透過型電子顕微鏡（TEM）において電子回折パターンを測定することやエネルギー分散型X線分析（EDS）によって、各粒子がどのような鉱物によって構成されているのか調べた。そして高解像度高感度二次イオン質量分析（Nano-SIMS）によってレアアースについての元素マッピングを測定し、レアアースを含有している鉱物について明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題では、実際のイオン吸着型鉱床について解析することおよび室内実験においてレアアースの吸脱着実験を行うことを予定している。研究初年度のこれまでの研究において、イオン吸着型鉱床についての解析を種々の実験装置を用いて行い、レアアースを含有している鉱物を特定することができた。ここまでの研究結果をもとに地球惑星連合大会2018年大会や鉱物科学会といった学会において研究発表を行ってきている。また論文についても投稿準備中である。そしてレアアースの吸脱着実験についても必要な物品は既に取り揃えており、実験に取り掛かり始めているところである。以上のことから計3か年で行う本研究はおおむね順調に遂行されていると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究において実イオン吸着鉱においてレアアースを含有している鉱物を特定することができた。今後さらに放射光施設におけるX線吸収微細構造（XAFS）法を用いることでこの鉱物中におけるレアアースの存在状態について明らかにしていくことを考えている。またレアアースの吸脱着実験においては、実イオン吸着鉱において特定されたレアアース含有鉱物を用いて実験を進めていく。まず吸着実験を、YCl3およびLaCl3を使用して溶液を作成し、また溶液の濃度は1～10-8 mol/l程度まで変化させ行う。吸着時間は1時間から1週間程度までとして、またどの時点で吸着平衡に達しているのかについても確認する。次に脱離実験をそれぞれの試料について行う。レアアースが硫酸アンモニウム等のイオン交換によってどの程度脱離するかということを確認していき、レアアースを抽出するために最適な条件を探し出す。溶媒の種類を変えることやpHを下げることあるいは加温することなどの影響についても調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
多額ではないが年度末に出張があったため上手く2018年度の予定額を使い切ることができなかった。余った予算は2019年度に消耗品費などとして使用する予定である。
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