成果報告書詳細
管理番号20110000001020
タイトル平成21年度成果報告書 エコイノベーション推進事業「エマルションフロー技術を応用した海水中有価金属回収に係る調査」
公開日2011/7/2
報告書年度2009 - 2009
委託先名丸八株式会社
プロジェクト番号P07026
部署名研究開発推進部
和文要約 エマルションフロー法とは、原子力機構にて放射性廃液の浄化を目的として開発された新しい手法のことであり、液液系を利用した抽出(溶媒抽出)や液液界面への粒子成分の凝集を利用した粒子成分回収に利用できる簡便・低コスト型の新技術である。
 丸八(株)は、平成20年度NEDOのエコイノベーションFS事業で、「エマルションフロー法による都市鉱山レアメタル回収」で、その有効性、有用性を確認、証明している。
 このエマルションフロー技術を応用して、海水中に溶存しているウラン、リチウム等の有価金属の回収が可能であるかを実証するために、ウラン回収、及びリチウム回収用の小型卓上型のエマルションフロー装置を試作し、海水中に溶存している有価金属の回収が可能であるかを検証し、あわせこれら装置による実用化商用化が可能であるかの調査を実施した。
 実験の結果、ウランは、ほぼ100%の抽出率で回収が可能であることが分かった。リチウムについても、二酸化マンガン等適切な吸着剤により抽出、回収が可能であり、かつ当該開発の装置では、微粒子状の吸着剤の流出が無く、装置内での保持がほぼ100%可能であることが実証され、当該装置の優秀性と連続運転が可能である事が立証された。時間的余裕が無かったためΛ-二酸化マンガンを使用しての実験はできなかったが、今後当該装置内に保持される事を確認し、リチウム吸着試験を実施する予定である。
 またウランの抽出に当たって、マグネシウムが大量に抽出され、マグネシウムの分離分別がより簡便にでき、その利用法が確立されるならば、この副生成物での新たなビジネスチャンスの可能性が出てくるものと思われる。さらには、この研究開発を継続して、上記以外のレアメタルの簡便な抽出、回収法の確立の重要性が認識された。
 市場調査については、双日プラネット(株)、双日(株)等の協力の下、ウラン、リチウム等の市場予測を行い、リチウムについては電気自動車用リチウム電池の需給動向について調査した。ウランについては、ウランが戦略物質であることもあり、全般的な需給動向について調査した。
 この調査に当たって判明したのは、ウラン、リチウム等共に、これからのエネルギー、地球温暖化対策(CO2削減)の切り札として、世界各国が資源の囲い込み等、すさまじい資源獲得競争が繰り広げられ、将来的にはお金を出しても物が確保出来ないという時代が到来する予感が強く感じられた。その意味でも我国を取り囲む海からの海洋資源の有効活用は、国家戦略としても、国の安全保障としても重要であると強く痛感し、本調査研究の重要性を再認識した。
 また、実用化に当たっては、当該装置の大型化をはかると共に、その実証試験を行うべく、ミニプラントを立ち上げ、実運転による効率性、有用性を実証する必要性がある。そのために、福岡市の福岡地区水道企業団・海水淡水化センターを視察し、淡水化後の濃縮海水を利用したレアメタル回収事業についての研究を実施する事としている。また、北陸電力(株)の火力発電所を2箇所視察し、温排水の流量、流速等を調査した。これら施設から大量に破棄されている濃縮海水、温排水の有効活用を図る事で、低コストの事業展開の可能性を探求した。
英文要約1.3.1 Japanese script summary
Emulsion flow is a new method developed by Japan Atmic Energy Agency (JAEA) for the purpose of purifying radioactive waste water, and is a new, simple, and low-cost technology that can be applied in
dissolved component collection utilizing liquid-liquid extraction (solvent extraction) or aggregation of a particle component into a liquid-liquid interface.
Maruhachi Co. proved the effectiveness and availability in “Collection of Urban Mine Rare Metals by Emulsion Flow Method” promoted by “NEDO Eco Innovation FS Project in 2008.” Utilizing this emulsion flow technology to demonstrate that it is possible to collect valuable metals like uranium and lithium dissolved in seawater, we made a small desktop emulsion flow prototype intended to collect uranium and lithium, verified that it was possible to collect valuable metals dissolved in seawater, and also researched whether such equipment was available for practical application.
As a result of the experiment, we found that it was possible to extract uranium at almost 100% efficiency. It was also proved that lithium was able to be extracted and collected using an appropriate adsorbent like manganese dioxide, and that the spill of an adsorbent of fine particle form did not occur, with 100% retained by in the column of the equipment, displaying the equipment’s superiority and capability for continuous operation. We could not conduct an experiment on λ-manganese dioxide due to lack of time, but we plan to conduct a lithium adsorption experiment to prove its retainability in the equipment.
If a large amount of magnesium can be extracted while extracting uranium, the magnesium can be easily separated, and we imagine that new business opportunities utilizing the residual products will arise. By continuing this research development, we recognized the importance of establishing a method for easily extracting and collecting rare metals other than the above-mentioned ones.
We conducted market research on uranium and lithium in cooperation with Sojitz Pla-Net Corporation and Sojitz Corporation, and we researched the supply and demand trends for lithium batteries used in electric cars. Regarding uranium, we understand it is a strategic material and researched its overall supply and demand trends.
Through this research we predicted that uranium and lithium will be treated as bargaining chips for future energy and global warming countermeasures (CO2 reduction), many countries throughout the world would compete fiercely for these resources, and a time would come in the future when such resources could not be acquired at any cost. From that point of view, we felt that it was important for our national strategy and security to effectively utilize the resources of the ocean surrounding our nation, and recognized the importance of this research & investigation.
Practical application would require large-scale equipment and a mini-plant to prove the efficiency of the equipment in actual operation. Therefore, we plan to visit the seawater desalination center of the Fukuoka District Waterworks Agency, and investigate the rare metal collection project utilizing condensed seawater after desalination. We also visited the two heat power plants of Hokuriku Electric Power Co. and investigated the flow rate and flow velocity of the warm-water discharge. We studied the possibility of low-cost business operation through effective utilization of a large amount of condensed seawater and warm-water discharge from these facilities.
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