カ ー ボ ン ニュートラ ル 社 会 実 現 と 環 境 保 全 の た め にJapan Organization for Metals and Energy Security

は じ め に
近年、気候変動問題や脱炭素化が重視され、日本も「2050年カーボンニュートラ

Liル」や2030年度の温室効果ガス排出削減目標を掲げています。これらの実現のためには、銅やレアメタル等の鉱物資源の安定的な供給確保が欠かせません。

リチウム

Cu
銅

Ni

ニッケル

しかし、こういった鉱物資源は特定の国や地域のみで生産されているものも多く、資源開発リスクや資源の寡占化リスクが増大し、一部の鉱種では供給途絶も懸念されています。
他方、かつて有数の鉱山国であった日本には、全国各地に「休廃止鉱山」が存在します。これらの休廃止鉱山からは、鉱山事業が終了した後でもカドミウム、鉛、ヒ素等の重金属を含んだ廃水が流出し、「鉱害」が発生し続けるため、継続的に鉱害防止対REE

Co

レアアース

コバルト

電気自動車に使われる鉱物資源策を行うことが欠かせません。

岩手県北上川の鉱害防止対策前（左）と対策後（右）電線に欠かせない銅を採掘する鉱山

JOGMECについて
平成16年（2004年）2月29日、石油・天然ガス、非鉄金属鉱物資源の安定的な供給確保を目的として、独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）が設立されました。
その後、脱炭素化に向けた課題に対応するため、JOGMECの機能が強化され、令和4年（2022年）11月14日に独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構に名称を変更しました。

鉱物資源探査の様子

金属鉱物資源開発の分野では、その開発に必要な民間企業への資金の供給や、探鉱や鉱山開発、金属生産に関する技術支援・技術開発、情報収集・分析・提供、金属鉱産物の備蓄、鉱害の防止に必要な資金の貸付けや技術支援・技術開発を行っています。

Metalsビジネスツールリスト▶
海洋資源調査船「白嶺（はくれい）」

JOGMEC金属資源技術研究所について
JOGMEC金属資源技術研究所は、平成7年（1995年）10月に、秋田県鹿角郡小坂町に設立されました。現在、カーボンニュー
トラル社会実現のための鉱物資源の生産･回収等に関する研究開発や、自然に優しい鉱害防止技術の開発ならびに効率化に取り組んでいます。また、海外を含む他機関との共同研究や、隣接する一般財団法人秋田県資源技術開発機構、一般財団法人国際資源開発研修センター国際資源大学校と連携し、金属鉱業に関する技術の研究開発、研修、交流事業を行っています

研究所での分析の様子

1

研修生への講義

海外からの研究者の受け入れ

JOGMEC金属資源技術研究所の研究の概要■ 金属生産技術
金属は、鉱山で採掘された鉱石を原料にして、数多くの工程を経て生採鉱産されます。近年、有用な金属を多く含む地表に近い鉱床が減少してお地中から有用鉱物をり、深部の低品位で不純物を多く含む鉱床を開発しなければならなくなっ多く含む「 鉱 石 」を掘り出します。てきました。また、金属生産に伴うCO 2 排出量の削減も欠かせないことから、より一層環境に配慮した金属の生産技術が求められています。
一方で、脱炭素化が進むにつれて、これまでは使用量が少なかった金属の消費量も増えていくことが予想され、こういった金属を安定的に入手できるようにすることも必要です。このために、金属資源のリサイクル選鉱を推進することも欠かせません。

「鉱石」から有用な「鉱物」を選別してこのような背景をもとに、JOGMEC金属資源技術研究所では、環境負取り出します。

荷の少ない金属生産技術の研究を行っています。
リチウムの需要予測（2022年）（単位：Lit）

EV向け

400,000

その他

350,000

製錬

300,000
250,000「鉱物」から金属を200,000抽出します。

150,000
100,000
50,000
0

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

出典：JOGMEC■ 鉱害防止技術
我が国の金属鉱業には長い歴史があり、かつては世界でも有数の銅や銀の生産国でしたが、ほとんどの鉱山が閉山しました。
現在、日本各地に5,000箇所以上の休廃止鉱山（いわゆる「鉱山跡」）が存在し、そのうち約450箇所は、何らかの鉱害防止対策事業を実施しているか、あるいはその必要があるとされています。
鉱害防止対策は、大きく発生源対策と坑廃水（酸性で重金属を含む廃水）処理対策に分けられます。発生源対策は、坑廃水の量を減らしたり、水質を改善したりするために、発生場所周辺で採られる対策です。坑廃水処理対策は、坑廃水に薬剤などを加え、廃水中の有害物質を一定基準以下にして河川などに放流するための対策です。
JOGMEC金属資源技術研究所では、坑廃水処理対策に関する研究を行っています。
坑道耐圧密閉Pressures-proof
Sealing mine openings

整形・覆土・植栽、山腹水路工事
Reshaping, Covering,
Planting and Hillside channel work

止水、減水、水質改善
Sealing / Reducing water,
Improving water quality

浸透水の削減、水質改善、集積物及び土砂等の流出防止、景観改善
Reducing and improving qualityof seepage water, Preventing outflow
of tailing and wastes,Visual improving

坑内水Mine drainage

発生源対策

集積場Tailing dam

坑内採掘跡
Underground stopping area

Measures against sourcesof pollution

露天掘採掘跡Open working

集積場浸透水Seepage water fromwaste / tailing dam

坑廃水処理施設
Mine drainage trestment plant
上澄水
Treated water

中和殿物
Neutralized sludge

中和殿物集積場、採掘場
Dumping neutralizedsludge

中和処理
Neutralizing operation

Measures of minedrainage treatment

利水
Water utilization

坑廃水処理対策

放流
Discharge

酸性坑廃水の中和処理、カドミウム・砒素等の重金属の除去
Neutralization of acid mine drainage, elimination of
cadmium, arsenic and other hazardous substances through sedimentation

坑廃水処理を行っている休廃止鉱山

鉱害防止対策の概要

2

現在の研究テーマ1【難処理鉱に関する選鉱･製錬技術開発】
近年、鉱床の深部化などに伴い、鉱石中にヒ素などの不純物が増加したり、鉱物が微細化し鉱物どうしの分離が困難な鉱石が増加したりする傾向があります。この結果、今後、製錬所での受け入れが困難な鉱石が増え、金属生産に支障をきたす可能性が懸念されます。また、新たな資源である海底鉱物資源も、陸上の資源とは異なる特徴を持っています。
そこで、JOGMECでは、従来の選鉱・製錬技術では処理が困難な鉱石（難処理鉱）を対象とした生産技術の研究に取り組むため、平成26年度（2014年度）から必要な試験機器・装置を金属資源技術研究所に順次導入し、研究体制を整備してきました。
現在は、難処理鉱の分離のための選鉱技術のひとつである浮選技術の開発や、民間企業の開発支援のための各種選鉱試験、鉱物単体分離解析装置（MLA: Mineral Liberation Analyzer）をはじめとした各種分析装置による解析を行っています。また、企業や大学等との共同研究をより一層充実させるため、オープンラボ化を進めており、共同研究相手先の研究者らと共に課題の解決に取り組んでいます。
金属資源技術研究所の最近の取り組み▶

最近の取組事例 1：銅鉱石中のヒ素低減技術の開発
銅鉱石中に含まれるヒ素鉱物は、金属として銅を取り出す工程に悪影響を及ぼすため、前もって取り除く技術の開発を行っています。
銅鉱石にはヒ素を含む銅鉱物（含ヒ素銅鉱, 硫ヒ銅鉱、ヒ四面銅鉱など）とヒ素を含まない銅鉱物（無ヒ素銅鉱, 黄銅鉱、斑銅鉱、銅藍、輝銅鉱など）が含有

鉱山

銅鉱石

黄銅鉱 CuFeS2

硫砒銅鉱 Cu3AsS4

高ヒ素銅精鉱

選鉱場

銅精鉱

製錬所
スラグ中のAs（ヒ素）品位が増加すると路盤材等に利用できなくなる恐れあり

現在、選鉱場では無ヒ素銅鉱物と含ヒ素銅鉱物を分離せず、共に銅精鉱（銅製錬原料）に回収

ヒ素を多量に含む銅精鉱（高ヒ素銅精鉱）は国内銅製錬所での受け入れが困難

含ヒ素銅鉱物と無ヒ素銅鉱物を分離する選鉱技術の開発

最近の取組事例 2： 鉱山廃石からの有用金属の回収
鉱山では必要な鉱物だけを選り分け、その他の部分（廃石）を捨てていますが、廃石の中にも有用な金属が残っている場合があります。そこで、このような廃石からバッテリーに不可欠な金属であるコバルトを回収する試験を行っています。
（写真は貯められている鉱山廃石）

選 鉱とは鉱山で採掘した鉱石には、目的とする金属が含まれる有用鉱物と含まれない非有用鉱物が混ざっています。この鉱石から有用鉱物だけを取り出す作業が選鉱（せんこう）です。身近な例では、パンニング皿を使った砂金採りや磁石を使った砂鉄採取があります。
選鉱方法のうち、浮選（ふせん）という方法は、粉砕した鉱石を水と共に容器に入れ、気泡に有用鉱物だけが付着するように薬剤を用いて調整し、浮いてきた泡をかき出して有用鉱物のみを集める方法です。
非鉄金属資源開発技術のしおり▶

浮選試験の様子

気泡に金属を含む有用鉱物が付着しており、金属光沢がある。

3

現在の研究テーマ2【自然回帰型坑廃水浄化システム技術の開発】
微生物など自然の力を最大限に活用する坑廃水処理方法
自然回帰型坑廃水浄化システムは、自然界に生息している微生物の活動や、自然界で生じている地球化学反応、さらに最も基本的な自然の力である重力を有効活用する、極めて環境負荷の少ない坑廃水処理方法です。これらの自然の恵みを効率よく利用するために、反応・構造システムを人工的に設計・構築することが極めて重要になります。
自然回帰型坑廃水浄化システムでは、薬剤や電力、管理人員などを極力必要としないメンテナンスフリーに近い状態での処理が可能となり、労力やコストの大幅な削減を期待することができます。
■ 坑廃水発生のメカニズム■ JOGMECプロセスの仕組み
SO42−

坑廃水
坑
廃水
Me2+

①バクテリアが米ぬかを分解し、SRBの栄養源となる低分子有機物を生成

降雨
休廃止鉱山の採掘跡

集積場

石灰石によりSRBが活性化するpHへ

坑道
地下水

Me2+

SO42−

低分子有機物②SRBが低分子有機物とSO4 2− からHS− を生成
SO4 2−＋ 2CH2O → 2HCO3− ＋ H2S
H2S → HS− ＋ H +Me2+

坑水

廃水

Me2+④もみがらに捕捉される

酸素
O2水
H2O

米ぬか

坑廃水
鉱石
（鉄、銅、鉛、亜鉛などの金属を含む）

HS−③坑廃水中の金属元素（Me2＋）とHS−が反応し、硫化物として沈殿除去（例：Zn 2＋等）MeS
《坑廃水発生の反応式例》
7
FeS2＋ O2 ＋ H2O → Fe2+＋2SO42−＋2H+2

Zn2＋＋ HS− → ZnS↓ + H +浄化水「米」の廃棄物を有効活用し、「硫酸還元菌」を利用するプロセス
JOGMECでは、「硫酸還元菌（SRB：Sulfate Reducing Bacteria）」と呼ばれる微生物の力を利用し、坑廃水中に含まれる金属イオンを硫化物として析出・除去するプロセスに着目しました。硫酸還元菌が活動するためには、低分子有機物（乳酸、酢酸等）を供給する必要がありますが、JOGMECでは米ぬかが優れた低分子有機物源であることを見い出し、反応槽の構造材および金属析出物の捕捉材となるもみがらと共に反応槽の構成物とする「JOGMEC プロセス」を考案しました（※）。
※特許第5773541号、特許第5761884号「研究所」と「現場」の双方で研究を推進し、実用化の道筋を描く
自然回帰型坑廃水浄化システム技術の普及、休廃止鉱山への実導入に向けて研究所での基礎試験から現場での実規模の実証試験まで、様々な試験を行い、知見を蓄積しています。

室内試験

実規模実証試験4金属資源技術研究所の設備
我が国への鉱物資源の安定供給確保に資する研究開発を推進するため、外部の方も金属資源技術研究所の試験設備、分析機器をご利用いただけます。詳細は以下のリンクをご覧ください。
金属資源技術研究所オープンラボ ▶

■ 利用事例■鉱物単体分離解析装置による自動車シュレッダーダストの単体分離度および粒径評価■カラム浮選機を使った微細銅鉱物の浮選挙動解析■マイクロウェーブ試料分解装置を使ったリチウム鉱石の定量分析

金属資源技術研究所が所有する主な設備

前処理
破砕機
ジョークラッシャー
縮分機
自動縮分機
乾式／湿式
粉砕・磨鉱機ディスクミル
振動ミル
ボールミル
ふるい分け
ふるい振とう機
乾式／湿式／エアジェット
乾燥機

試験

分析

選鉱試験

製錬試験

浮遊選鉱機

湿式製錬

浮選試験機

リーチング用カラム

カラム浮選機

オートクレーブ

磁力選鉱機

溶媒抽出用試験装置

デービスチューブ試験機

乾式製錬
乾式製錬炉

高勾配磁力磁選機

定量分析
ICP
ハンドヘルド型XRF
その他
MLA（鉱物単体分離解析装置）

EBSD（電子線後方散乱回析検出器）

粒度分布測定装置

比重選別機
ジグ選別機

ゼータ電位測定装置

ネルソン比重選別機

ウルトラピクノメーター

粉砕エネルギー測定
ワークインデックス測定装置

乾燥機■ 鉱石標本の展示
エントランスホールにJOGMEC職員などが採取した鉱石を展示しています。金属資源技術研究所の所在地である秋田県小坂町周辺で採取した鉱石標本も多数展示しています。

黒 鉱とは黒鉱は、金、銀、銅、鉛、亜鉛、その他レアメタルなど、多くの有用鉱物を含む複雑硫化鉱の総称で、日本の重要な金属鉱物資源です。
分布は北海道から東北日本、日本海側を経て、山陰地方にまで及んでいます。とりわけ秋田県の北部、大館市を中心とする北鹿と呼ばれる地域には、規模、品位とも日本有数の黒鉱鉱床が存在します。
なお、黒鉱は鉛や亜鉛を多く含み、黄鉱は銅を多く含んでいます。
◀小坂鉱山で採取した黒鉱（右）と黄鉱（左）5金属鉱業研修技術センターについて
金属鉱業研修技術センターとは、独立行政法人エネルギー･金属鉱物資源機構 金属資源技術研究所、一般財団法人秋田県資源技術開発機構、一般財団法人国際資源開発研修センター国際資源大学校の主たる３機関などを総称したものです。
３機関それぞれが、各機能を連携しかつ補完しながら、全体としては研究開発、研修、学術・国際交流などの事業を実施しています。

Akita Prefectural Resources Technology Development Organization

一般財団法人秋田県資源技術開発機構■

研究開発・支援、資源リサイクル事業の促進、研修、交流、資源リサイクル産業クラスター、あきたエコタウンセンター※ 平成２年１１月設立、平成３年１月業務開始、出捐金437百万円
平成２０年度より、秋田県産業技術総合研究センターのリサイクル技術開発グループを移管

JMEC / MINETEC: International Institute for Mining Technology, JMEC

一般財団法人国際資源開発研修センター国際資源大学校■

人材育成事業（研修事業）
資源開発研修、製錬・リサイクル研修、国際協力研修等※平成25年4月（一財）国際資源大学校は（一財）国際鉱物資源開発協力協会を存続法人として合併。
合併後の新組織（一財）国際資源開発研修センターの一部門となる。

小坂町について小坂町は、秋田県の北部に位置し、南東は鹿角市、西は大館市、北は青森県に接しています。町の北東部には十和田湖があり、四季を通じて美しく雄大な自然に接することができます。また、かつての鉱山の盛況をしのぶ康楽館や、甘い香りのアカシアの花なども小坂町を印象づけるものとなっています。
小坂町の歴史は古く、文久元年（1861年）に銀鉱石が発見されて以来、鉱山の町として栄えてきました。明治時代には銅・鉛・亜鉛に富む鉱石が発見され、これら鉱石は「黒鉱」と呼ばれ、地質学的にも「KUROKO」という名称で世界的に知られています。町の鉱山は、急激な円高、鉱量枯渇等の理由で平成６年にすべて閉山となりまし
たが、製錬部門は各種スクラップ等を原料として現在も銅、鉛、金、銀、ビスマス等の地金を製造しています。また、小坂町にはこれまでに培われた鉱山開発、製錬技術などの施設および人材が豊富に蓄積されており、国内外の鉱山技術者の研鑽の場となっています。

小坂町の花：アカシア

小坂鉱山事務所（国重要文化財）

十和田湖

康楽館（国重要文化財）

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至青森

小坂製錬所 ●

（独）エネルギー・金属鉱物資源機構
金属資源技術研究所●
小坂町役場
秋田銀行 ●
マックスバリュ●●ゴールドパレス

秋田県資源技術開発機構●
国際資源大学校

十和田湖樹海ライン
至十和田

小坂郵便局 ●線
国道 号

282

282
至大館

●
小坂町記念陸上競技場
小坂小・中 ●

至盛岡

アクセスの詳細はこちらのQRコードから ▶

金属資源技術研究所

資源開発部（東京本部）〒017- 0202秋田県鹿角郡小坂町小坂鉱山字古館 9 - 3〒105 - 0001 東京都港区虎ノ門2 -10 -1
虎ノ門ツインビルディング西棟15F

TEL : 0186 - 29 - 3829 FAX : 0186 - 29 - 3849
Email : mtc-jogmec@jogmec.go.jp

TEL : 03 - 6758 - 8029 FAX : 03 - 6758 - 8058
URL : https://www.jogmec.go.jp/＊このパンフレットは古紙パルプ配合率 6 0％再生紙を使用し、植物油インキにて印刷しております。

Jan., 2024