Sustainable Recycle Process

循環材料プロセス学分野

Material Process for Circulatory Society

循環型社会を目指した材料製造プロセスの研究

教授 谷口 尚司

Material Process for Circulatory Society

Shoji Taniguchi

助教

研究員

Associate Professor

Assistant Professor

Researcher吉川 昇

Noboru Yoshikawa

嶋崎 真一

Shin-ichi Shimasaki

Tao Li

Tao Li

Sustainable Recycle Process

Professor

准教授

資源循環プロセス学講座

資源循環プロセス学講座

The purpose of our group is to develop environment-friendly material processes to realize a sustainablesociety. To achieve this purpose, we are trying to break the limit of traditional materials processing by the help ofelectromagnetic energy. Electromagnetic heating is applied to vitrify asbestos containing wastes or coal fly ashwith high energy efficiency. Electromagnetic force is applied to molten metal scrap for rapid agitation andseparation of inclusions. Microwave is irradiated to wastes like slag and sludge from metal industries to recovervaluable metals. Fundamental studies are also performed to clarify fluid-dynamic behaviors of particle and bubble
in turbulent flows whose results will be applied to the separation of suspended particles in gas or liquid.

研究概要
現在、地球規模で人類社会および生態系が直面している問題として、気候変動、資源の枯渇、廃棄物処理などの様々

Fig.2 Microwave rotary kiln for treatment of asbestos.

Fig.3 SEM image of pit in heartwood of Cryptomeria Japonica.

そこで本研究室では環境維持・負荷低減を目的とした材・日 本鉄鋼協会 第 132 回特殊鋼部会にて依頼講演「介在・日本工学アカデミー北海道・東北支部設立記念講演会の料プロセス学に基づく研究を通して、持続可能な循環型社物の物理モデル - 基礎研究からの話題提供」（谷口、6 月な環境問題が挙げられている。

会の構築に貢献することを目指している。例えば莫大な資14 日）

源・エネルギーを消費する材料プロセスに対し、省資源や・学都仙台コンソーシアム依頼講義「中間技術とソーシャ化、副生品の製造などの研究開発を行っている。またこの（谷口、7 月 21 日）

ような観点から新規材料プロセスの設計も行っている。具・新日本製鐵（株）応用工学コースにて依頼講義「材料工学Fig.1 Cluster image of SiC particle in molten Al captured by Micro CT of SPring-8.

して、以下に示すテーマの研究を行っている。

現研究課題リスト
1. 電磁力を利用したプロセスに関する研究

・電磁力と液体サイクロンを組み合わせた新規介在物粒除去プロセスの開発

川、12 月 5 日）のための移動現象論」（谷口、7 月 31 日）
・日本鉄鋼協会高温プロセス部会精錬フォーラムにて依頼講演

・RESD 認証プログラム実施打ち合せ会・被災地見学会主催（谷口、3 月）
・東北経産局 平成 24 年度地域新成長産業創出促進事業費補助金（地域新成長産業群創出事業）にかかる審査委員

・木材の低温乾燥に関する移動現象論的研究（Fig.3）「Agglomeration
and adhesion to bubble of inclusion（谷口）・石灰石 - 石膏法による排煙脱硫の速度論的研究

particles in liquid metal」（嶋崎、9 月 10 日）

・東北経産局 環境調和型プロジェクト形成促進事業 ネッ2012 年のアクティビティ【研究活動】

・日本鉄鋼協会鉄鋼材料プロセス関連の環境評価利用研究
フォーラムにて依頼講演「限りある資源、経済成長と人類の幸福」（谷口、10 月 12 日）
・第 7 回材料電磁プロセッシング国際会議 EPM2012 にてトワーク支援会議委員（谷口）・日 本鉄鋼協会ノーベルプロセッシングフォーラム座長（吉川）・日本学術振興会先導的研究開発委員会副委員長（吉川）基調講演「Limits to Resources and Economic Growth」

・日本電磁波エネルギー応用学会理事（吉川）in Tohoku University on electromagnetic processing of（谷口、10 月 23 日、中国）

2. 環境のためのマイクロ波プロセッシング【受賞関係】

materials and its applications to environmental

・第 7 回材料電磁プロセッシング国際会議 EPM2012 にて・第 13 回 ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 国 際 会 議 ICAA13 に て・ファンネルガラスからのマイクロ波印加による鉛の酸抽出technology」「Limits to resources, economic growth andキーノートトークおよびセッション座長（吉川、10 月、「Separation of Inclusion Particles from Liquid Metal by・製鋼副産物からの有価金属の再生

happiness」（谷口、3 月16 －19 日、ノルウェー）

中国）Electromagnetic Force」の 研 究 で Best Student Paper

・電磁パルス力による球状シリコン太陽電池用の金属粒子の製造・デ ィーゼルエンジン由来 PM の迅速燃焼フィルターの開発
・粘 土質（層状珪酸酸塩）土壌中セシウムのマイクロ波加熱除去に関する物質工学的基礎研究
・マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理－アスベス
ト飛散とダイオキシン発生防止－（Fig.2）
3. 各種プロセスの速度論・移動現象論的研究

・溶融金属中における介在物粒子の凝集に関する速度論的研究（Fig.1）

42・日本鉄鋼協会ノーベルプロセッシングセミナー開催（吉ルキャピタルが導く社会 - 技術・経済・社会の相互作用」 【その他】エネルギー利用の効率性の向上や、廃棄物の再利用と無害体的には移動現象を基盤とした環境調和プロセスの開発と企画・実施（谷口、12 月 15 日）

Coexistence Activity Report 2012

・SINTEF 研究所にて依頼講演「Recent research activities

・東北大学イノベーションフェア 2012 にて「電磁力間欠・中 国 科 学 院 電 気 工 学 研 究 所 に て 招 待 講 演「Recent印加による球状 Si 型太陽電池用単分散粒子の高速製造」

Research Activities in Tohoku Univ. on

展示（嶋崎、3 月 15 日）

Electromagnetic Processing of Materials and its

・国際会議 Progress in Electromagnetics Research Symposium（PIERS2012）セッションオーガナイザー（吉川、3 月 27 日、Applications to Environmental Technology」（谷口、10月 26 日、中国）賞を受賞（6 月 6 日、嶋崎）・第 2 回マイクロ波応用に関する国際会議 GCMEA2 にて会議開催に関して貢献賞を受賞（7 月 26 日、吉川）【研究費等】

科学研究費（基盤研究 A、基盤研究 B、挑戦的萌芽研究2件）、・第 4 回豪中日連合鉄鋼シンポジウム A-C-J にて招待講演

環境省 環境研究総合推進費、共同・委託研究（新日鐵、・第 64 回 コ ロ キ ウ ム 環 境「Research perspectives of「Model Study on Inclusion Coagulation in Steel with

JFE スチール、住友金属、ナノキャスト株式会社）、財団法

industrial ecology for energy and environmental

Large Difference in Initial Particle Sizes」（谷口、11 月

人 JFE21 世紀財団研究助成、社団法人日本鉄鋼協会 研究studies」の主催（谷口、5 月 29 日）

5 日、中国）会研究助成および大学研究助成マレーシア）

アクティビティレポート 201243