レアメタル分離、抽出、回収へ向けた材料開発とプロセス構築

第1部 希少金属資源リサイクルへ向けた分離剤、吸着剤の開発

(2024年4月22日 10:00〜11:30)

　希少金属の分離・回収のためのさまざまな分離剤の開発に関する講座となります。従来型の市販試薬とは異なる戦略などについて説明いたします。

1. 研究背景
   1. 金属資源のリサイクルや回収・除去の必要性と問題点
   2. 湿式製錬技術
   3. 分離剤
2. テーラーメイド試薬の開発
   1. 開発戦略
   2. 大環状化合物によるレアメタルや有害元素の抽出・吸着
   3. 三脚状分子によるレアメタルの抽出
3. 極めて弱い相互作用を有する試薬の開発
   1. 開発戦略
   2. ガリウムの抽出
   3. 白金の抽出
4. バイオマス廃棄物由来の吸着剤の開発
   1. 開発戦略
   2. 金の吸着
   3. その他の元素の吸着
5. 総括
• 質疑応答

第2部 イオン交換樹脂によるレアメタルの分離回収技術

(2024年4月22日 12:10〜13:40)

　レアメタル混合溶液をキレートイオン交換樹脂により各レアメタルイオンに分離する。安価な試薬の混合とpH調整によって錯イオン形成させ、キレート樹脂を充填したカラムへ通液し、Niのみを吸着してCoをリークさせることでNiとCOの分離を可能とする。

1. 使用済みLIBなどレアメタル分離・回収の背景
   1. レアメタルのニーズ「今と将来」
   2. LIBリサイクル動向
2. イオン交換樹脂によるNiとCoの分離
   1. 金属分離おける錯体形成の概念
   2. 混合錯体キレート分離法とは
   3. NiとCo分離の実際
3. レアメタル分離、回収技術の展望
   1. レアメタル分離「経済的なプロセスに向けて」
   2. 展望
• 質疑応答

第3部 レアメタル高度分離のための深共晶溶媒の開発と環境調和型プロセス構築

(2024年4月22日 13:50〜15:20)

　溶媒抽出法を利用したレアメタルの高効率分離法について解説する。特にレアメタルの分離性能の向上に重要な抽出剤の設計開発法について説明する。また、最近注目されている深共晶溶媒に焦点を当て、環境調和型レアメタルリサイクルプロセスを紹介する。

1. レアメタル分離のための新規抽出剤の開発
   1. 新規抽出剤に求められる条件
   2. LiBリサイクルのための新規抽出剤の開発事例
   3. 抽出剤開発における計算科学的アプローチ
2. 環境に配慮した溶媒抽出プロセス
   1. 深共晶溶媒 (DES) とは
   2. 酸や有機溶媒を使用しないリサイクルシステム
3. 深共晶溶媒を用いたレアメタル分離プロセスの事例
   1. 塩湖からのリチウム回収
   2. LiBからのレアメタルリサイクル
   3. 廃自動車触媒からの白金族の高効率回収
• 質疑応答

第4部 パン酵母を分離剤として活用する貴金属・レアメタルのバイオ回収

(2024年4月22日 15:30〜17:00)

　パン酵母は、酸性溶液中の貴金属・レアメタルを吸着分離する機能、また中性溶液中の貴金属イオンを還元・ナノ粒子化する機能を備えている。 　このようなパン酵母を分離剤として活用する貴金属・レアメタルのバイオ回収について、その基礎から脱炭素型リサイクル技術への応用に至るまで、微生物に関する予備知識がなくても理解できるように解説する。

1. 貴金属・レアメタル分離回収の既存技術
   1. 乾式技術と湿式技術
   2. 各種の湿式分離技術
      • 溶媒抽出法
      • 吸着法
      • 沈澱法など
   3. 都市鉱山開発と既存リサイクル技術
2. 酸性溶液中の貴金属・レアメタルのバイオ吸着
   1. パン酵母 (市販の乾燥細胞) を利用する各種金属イオンの吸着
   2. 脱炭素型リサイクル技術としての応用
3. 中性溶液中の貴金属イオンのバイオ還元・析出
   1. パン酵母による貴金属イオンの還元・析出
   2. 貴金属ナノ粒子のバイオ合成法としての応用
4. バイオ湿式リサイクル技術の実用可能性
   1. 有用金属リサイクルとその効果
   2. バイオ湿式技術と既存技術の比較
• 質疑応答