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2011 年度 実績報告書

熱力学解析とMFAの融合による都市鉱山からの金属資源の回収可能性評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22360387
研究機関独立行政法人国立環境研究所

研究代表者

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)

研究分担者 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)
橋本 征二  立命館大学, 理工学部, 教授 (30353543)
三木 貴博  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30312606)
竹田 修  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60447141)
松八重 一代  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50374997)
キーワード有価物回収 / 都市鉱山 / レアメタル / 熱力学解析 / マテリアルフロー分析
研究概要

本年度は、個別会合の他、2011年8月(東京)と2012年1月(東京)に2回の全体会合を行った。以下に、各研究グループにおける研究成果の概要を示す。
熱力学解析Gr.では、製錬プロセス等における都市鉱山からの金属資源の回収可能性および不純物の除去限界の熱力学解析を行った。具体的には、鉛製錬を機軸とした循環系(Pb-X系)、鉛・亜鉛製錬を機軸とした循環系(Pb-Zn-X系)について資源回収ポテンシャル図を作成し、元素の分配傾向、混入元素の回収可能性・除去可能性を推計した。
MFA/MSA Gr.では、物質ストック勘定の枠組み開発として、McKelvey図との対比をより明確にした勘定方法を補完する目的で、廃棄物としての発生時期や回収可能性などを考慮した集計区分に基づく勘定方法を提示した。解析として、資源の需給構造を把握・解析することを目指して、Fe,Al,Ni,Cr,Moを対象として日本国内および日本を中心とした国際サプライチェーン構造についての解析を進めた。また、Alを対象として、欧州、米国、日本、中国でのストック量や廃棄物としての発生量を推計した。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車の導入を想定したいくつかのシナリオについて2050年までの長期推計をおこない、リサイクル可能量の評価およびリサイクル促進によるCO2排出量削減効果を示した。更に、個別製品の組成分析およびストック量・排気量の解析として、庭用電気・電子製品の組成情報について,化学分析に基づいて新たな製品のデータを追加,蓄積した。代表的な業務用製品について製品および含有金属のストック・排出量を試算した。また、金属スクラップ循環の中でもレアメタルのキャリアとして重要な位置を占める廃自動車(ELV)に着目し、統計資料ならびに実測に基づき鉄鋼材に随伴するレアメタルフロー(Ni,Cr,Mo等)の推計を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

期間全体の研究計画についてはこの2ヵ年で概ね達成している。また、平成22年度に続き、平成23年度においても国際誌として評価の高いEnvironmental Science&Technologyを含めた複数の論文発表を行うと共に、国際会議等の場においてその情報の発信等を行ってきた。

今後の研究の推進方策

平成24年度も引き続き研究計画に基づいて研究実施すると共に、口頭発表および誌上発表を行い国内外に情報を発信する。また、次年度以降の次のステップを視野にいれて、より挑戦的に課題に取り組むと共に、研究者ネットワークの構築を進める。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 銅製錬スラグからのモリブデン回収(Recovery of Molybdenum from Copper Slag)2012

    • 著者名/発表者名
      Tran Van Long, Jose Palacios, Mario Sanches, 三木貴博, 佐々木康, 日野光兀
    • 雑誌名

      鉄と鋼(Tetsu-to-Hagane)

      巻: 98 ページ: 48-54

    • 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

    • 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

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レアアースの製錬・リサイクル技術2011

    • 著者名/発表者名
      竹田修, 岡部徹
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 56 ページ: 466-471

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レアメタルの実状と技術開発2011

    • 著者名/発表者名
      竹田修, 岡部徹
    • 雑誌名

      北学と工業

      巻: 64 ページ: 774-776

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Preliminary categorization of end-of-life electrical and electronic equipment as secondary metal resources2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Oguchi, Shinsuke Murakami, Hirofumi Sakanakura, Akiko Kida, Takashi Kameya
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 31 ページ: 2150-2160

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2011.05.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnesium deoxidation equilibrium of molten Fe-Cr-Ni Alloy expressed by quadratic formalism and Redlich-Kister type polynomial2011

    • 著者名/発表者名
      Ryo YAMAMOTO, Hiroshi FUKAYA, Naoya SATOH, Takahiro MIKI, Mitsutaka HINO
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 895-900

    • 査読あり
  • [学会発表] WIO-MFAによるニッケル、クロム、モリブデンの物質フロー分析2012

    • 著者名/発表者名
      中島謙一, 大野肇, 竹田修, 三木貴博, 松八重一代, 近藤康之, 中村愼一郎, 長坂徹也
    • 学会等名
      第163回日本鉄鋼協会春季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 鉄系合金元素管理のための自動車スクラップソーティングの重要性2012

    • 著者名/発表者名
      松八重一代, 大野肇、中島謙一、中村愼一郎、長坂徹也
    • 学会等名
      第163回日本鉄鋼協会春季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] アルミニウムの循環利用によるCO_2排出削減効果の推計2012

    • 著者名/発表者名
      畑山博樹, 醍醐市朗, 松野泰也
    • 学会等名
      第7回日本LCA学会研究発表会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス(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、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
      東京理科大学野田キャンパス(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] 震災廃棄物処理のためのインフラキャパシティ2011

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      第4回震災復興シンポジウム ガレキ・土壌:再生への一歩
    • 発表場所
      仙台国際センター橘(宮城県)
    • 年月日
      2011-10-08
  • [学会発表] Characterization and flow analysis of substances contained in e-waste in Japan for better management in future2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Oguchi
    • 学会等名
      4th International Contaminated Site Remediation Conference (CleanUp 2011)
    • 発表場所
      Hilton Adelaide (Australia)
    • 年月日
      2011-09-13
  • [学会発表] Distribution Ratio of Alloying Elements on Remelting Process of Light Metals by Thermodynamic Analysis"2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hiraki, O.Takeda, K.Nakajima, K.Matsubae, T.Miki, S.Nakamura, X.Lu, T.Nagasaka
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-10
  • [学会発表] Fate of metals and brominated flame retardants contained in WEEE : Behaviors and substance flows in a municipal waste treatment process2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Oguchi, Hirofumi Sakanakura, Atsushi Terazono, Hidetaka Takigami
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-10
  • [学会発表] Substance Flow Analysis on the Tramp Elements Associated with Iron And Steel Scraps Based on WIO-MFA Model2011

    • 著者名/発表者名
      H.Ohno, K.Matsubae, K.Nakajima, S.Nakamura, T.Nagasaka
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-09
  • [学会発表] Thermodynamic Consideration On Accompanying Elements During Cyclic Use of Metals2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakajima, O.Takeda, T.Miki, K.Matsubae, S.Nakamura, T.Nagasaka
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-08
  • [学会発表] Transition of the global aluminum cycle induced by the introduction of next generation vehicles2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hatayama, I.Daigo, Y.Matsuno, Y.Adachi
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-07
  • [学会発表] UPIOM : A New Hybrid Tool Of MFA And Its Application To Primary And Secondary Metals Associated With Construction And Car Manufacturing2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nakamura, Y.Kondo, K.Matsubae, K.Nakajima, T.Nagasaka
    • 学会等名
      2011 International Conference on Industrial Ecology
    • 発表場所
      UC Berkeley (USA)
    • 年月日
      2011-06-07
  • [図書] レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端2011

    • 著者名/発表者名
      竹田修(分担)
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      フロンティア出版

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公開日: 2013-06-26  

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