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廃棄物最終処分場における埋蔵金属資源価値の評価および有用金属の回収に関する研究(平成 23年度)
Evaluation of reserved resource value of metals in waste landfills for effective recovery

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1011CD008
開始/終了年度
2010~2012年
キーワード(日本語)
廃棄物埋立地,レアメタル,バイオリーチング,金属資源価値
キーワード(英語)
waste landfills, rare metals, bioleaching, metal resource value

研究概要

有用金属(レアメタル、コモンメタルを含む)に関する資源価値は年々増加しており、世界各国で金属資源のナショナリズムが高まっている。我が国は、一部国内で採掘可能なレアメタルの産出・生産を除けば、金属資源の大部分を他国に依存していることから、資源確保の方策について検討する必要性が高まっている。製品や材料に含有されている金属資源の有効活用はその一手段であるが、製品中の金属含有量に関する規制も高まる中、現在の流通品だけを対象とするのは持続可能な資源確保の主要な手段には成り得ない。一方で、過去に流通した製品のうち含有金属が再資源化されず、処理処分された成分の多くは最終処分場に集積されており、その蓄積埋蔵量は相当量に上ることが推測される。本研究は、廃棄物最終処分場の有する有用金属類の利用可能性を評価し、都市鉱山として位置づけるための技術的な情報を提供することを目的とする。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

廃棄物中に含まれる有用金属類の可溶化および回収に関する技術開発ならびに実現可能性
の評価を目的とした研究として、最終処分場における埋蔵金属量の評価、バイオリーチングを用いた処分場からの埋蔵金属類の可溶化、および処分場における金属類の消長に関する実態調査、から成る三つのサブカテゴリーにて研究を実施する。さらにそれらの研究成果を統合し、最終処分場からの有用金属資源の回収ポテンシャルを示すとともに、バイオリーチングの実用化に向けた科学的な知見と技術的な留意事項を提供する。研究実施に関しては、実処分場での実態調査と実験室レベルでのカラム実験を相補的に実施することで、バイオリーチングによる有用金属回収の実用化に向けた成果を得ることを計画している。

今年度の研究概要

埋立履歴情報による埋蔵金属のスクリーニングと、ボーリングコアによる存在量把握を実施する。さらにこれらの情報を総合化し、埋蔵金属の存在量・分布を推定する手法を提案する。埋設廃棄物の品目、埋立年代、および構造・管理方法ごとに分類し、日本全国での処分場が有している有用金属類についてその価値を示すことで、有用金属回収に関する検討の意義と背景を明確にする。以上の結果を踏まえて、埋蔵金属の存在量・分布を推定する手法として示すとともに、その可溶化ポテンシャルを評価し、現場において金属回収を実施する際の費用対効果の観点から技術導入をすすめる上での参考資料として提供する。
 また、最終処分場における有用金属類の気相および液相としての排出および貯蔵に関する挙動を定量的に示すとともに、金属類の埋蔵量と埋蔵状態(化学的形態)を明らかにし、処分場における有用金属類の消長とマスバランスを提示する。
 昨年度選定された微生物種および溶媒を用いて、実験室スケールの廃棄物充填カラムを用いた金属類のリーチング実験を行い、可溶化の促進条件について知見を得る。原位置での洗浄工法による溶出とバイオリーチングによる溶出促進および回収に関する検討を行う。両者の組み合わせにより、金属化合物の形態に応じた適切な可溶化・回収技術を提案するとともに、その適用性を示す。フラッシング工法およびバイオリーチングの適用による金属類の可溶化を促進するための設計条件および運転管理因子を明らかにする。得られた知見を元に、現場における金属資源回収ポテンシャルを提示するための枠組みを示す。

外部との連携

福井県衛生環境研究所・田中研究員
早稲田大学・香村教授

関連する研究課題
  • 0 : 資源循環・廃棄物研究分野における研究課題

課題代表者

石垣 智基

  • 資源循環・廃棄物研究センター
    国際廃棄物管理技術研究室
  • 主任研究員
  • 博士(工学)
  • 生物工学,工学,化学工学
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