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2011 年度 実績報告書

地域の鉄鋼業・非鉄金属製錬業を基軸としたレアメタル回収システム

研究課題

研究課題/領域番号 22360218
研究機関立命館大学

研究代表者

橋本 征二  立命館大学, 理工学部, 教授 (30353543)

研究分担者 中島 謙一  独立行政法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 研究員 (90400457)
小口 正弘  独立行政法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 研究員 (20463630)
村上 進亮  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40414388)
山末 英嗣  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (90324673)
平木 岳人  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60550069)
キーワード都市鉱山 / レアメタル / 収集システム / 鉄鋼業 / 非鉄金属製錬業
研究概要

「既存の技術システムの再構築」については、鉄鋼および銅製錬プロセスにおける元素の分配挙動の精緻化を行った。また、一般廃棄物として自治体へ排出される電気電子製品の排出量データを作成し、全国自治体の収集処理実態調査結果を用いて一般廃棄物収集処理における電気電子製品および含有金属の収集・処理フローを自治体ごとに試算した。
「レアメタル発生ポテンシャルの推計と収集システムの構築のための方法論の開発と適用」については、蓄積量の検証が行えるいくつかの小型家電を対象に都道府県別の蓄積量及び廃棄量を推計し、地域ごとの発生密度の違いを明らかにした。また、自治体による一般廃棄物収集シミュレーションモデルを改良するとともに、妥当性の検証のために実際の事業者から走行データ等を入手し、モデルの妥当性が向上したことを確認した。さらに、WIO-MFAモデルを用いて、国内地域別の発生加工スクラップの組成情報を推算し、加工スクラップに随伴するレアメタル量を推計した。特にクロム・ニッケル・モリブデンに注目したところ、いずれの元素についても中部地区・愛知県の自動車用鋼が、レアメタル随伴物質として高い割合を占めることが明らかとなった。また、東北地域を対象として、震災に伴って発生した鉄鋼材料の発生量・NiおよびCr含有量等を明らかにした。
「地域の鉄鋼業・非鉄金属製錬業を基軸とした地域ごとのレアメタル回収システムの構築」については、東北地域を対象として、シュレッダー・プレス・鉄鋼製錬業に関するインフラ施設の地理情報・能力情報を収集・解析した。また、鉄鋼スラグからリン酸をリサイクルする際に必要な関与物質総量(TMR)を推算した。さらに、鉄鋼スラグはいわゆる使用済み製品と異なり、ポストコンシューマー型の都市鉱山であることに注目し、環境履歴の影響について検討した。

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

精錬プロセスでの冶金学的な特徴を明らかにするとともに、一般廃棄物処理プロセスにおける物質収支の把握や地域ごとのレアメタルの発生ポテンシャルの推計、効率的な収集システムを検討するモデルの開発などを行ってきており、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

冶金学的な特徴を考慮しつつ既存の製錬技術システムの再構築を行うという第1の目的、地域の鉄鋼業・非鉄金属製錬業を基軸としたレアメタル回収システムを提案するという第3の目的に焦点を当てて、最終年度に成果を全体として統合するよう進める。また、研究成果の公表を積極的に行う。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Fate of metals contained in waste electrical and electronic equipment in a municipal waste treatment process2012

    • 著者名/発表者名
      M.Oguchi, H.Sakanakura, A.Terazono, H.Takigami
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: Vol.32 ページ: 96-103

    • DOI

      DOI:10.1016/j.wasman.2011.09.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Analysis for the Controllability of Elements in the Recycling Process of Metals2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakajima, O.Takeda, T.Miki, K.Matsubae, T.Nagasaka
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 45 ページ: 4929-4936

    • DOI

      10.1021/es104231n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identifying the Substance Flow of Metals Embedded in Japanese International Trade by Use of Waste Input-Output Material Flow Analysis (WIO-MFA) Model2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakajima, K.Nansai, K.Matsubae, Y.Kondo, S.Kagawa, R.Inaba, S.Nakamura, T.Nagasaka
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 1934-1939

    • DOI

      10.2355/isijinternational.51.1934

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 使用済み電気・電子製品の排出実態と破砕選別における物質収支の調査2011

    • 著者名/発表者名
      小口正弘, 肴倉宏史, 寺園淳
    • 雑誌名

      都市清掃

      巻: 64 ページ: 248-252

  • [学会発表] 日本国内における使用済製品の回収シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      鍋田有希, 村上進亮, 山冨二郎
    • 学会等名
      資源・素材学会平成24年度(2012年)春季大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 小型家電中レアメタルの地域別蓄積量・廃棄量の推計2012

    • 著者名/発表者名
      小塩真史、橋本征二
    • 学会等名
      第7回日本LCA学会研究発表会
    • 発表場所
      東京理科大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] 東日本大震災に伴う東北三県で発生する鉄スクラップ量推計とその資源化インフラキャパシティ2012

    • 著者名/発表者名
      松八重一代, 中島謙一, 林誠一
    • 学会等名
      第7回日本LCA学会研究発表会
    • 発表場所
      東京理科大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] WIO-MFAによる鉄鋼製品の国際貿易に随伴するCr,Ni,Moフロー解析2012

    • 著者名/発表者名
      大野肇, 松八重一代, 中島謙一, 中村愼一郎, 長坂徹也
    • 学会等名
      第7回日本LCA学会研究発表会
    • 発表場所
      東京理科大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] 市区町村における使用済み電気・電子製品の処理・資源回収実態のアンケート調査2012

    • 著者名/発表者名
      小口正弘, 肴倉宏史, 藤崎芳利
    • 学会等名
      第33回全国都市清掃研究・事例発表会
    • 発表場所
      函館国際ホテル(北海道)
    • 年月日
      2012-01-26
  • [学会発表] 自治体ごみ処理における使用済み電気・電子製品の収集・処理実態と含有金属のフロー推計2011

    • 著者名/発表者名
      小口正弘, 肴倉宏史, 藤崎芳利, 寺園淳
    • 学会等名
      第22回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 発表場所
      東洋大学(東京)
    • 年月日
      2011-11-04
  • [学会発表] Recyclability Evaluation of Phosphorous from Steel Making Slag in terms of Total Materials Requirement2011

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamasue, Kazuyo Matsubae, Kenichi Nakajima, Tetsuya Nagasaka
    • 学会等名
      6th International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      Berkeley, California (USA)
    • 年月日
      2011-06-01

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公開日: 2013-06-26  

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