環境創成計画学講座

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ライフサイクル評価学分野

  Life Cycle Assessment

持続可能な物質循環を目指した環境経済工学研究                教授

長坂徹也

Professor

Tetsuya Nagasaka

The objectives of our research subjects are the design of eco-material processing for base-metalproduction,waste treatment and artificial resource development with the minimum energy consumption,
resource input and environmental load. Some research projects include the design of eco-material,material/substance flow analysis and its management, development of new index of sustainability. We are
now trying to establish new academic area by combining "Material Process Engineering" and "EnvironmentalEconomics" (we are calling this area as "Econo-Engineering") to solve environmental problems.

准教授

伊藤助教

聰横山助教

一代

中島謙一

Associate Professor

Assistant Professor

Assistant Professor

Satoshi Itoh

Kazuyo Yokoyama

Ken-ichi Nakajima

材スクラップのレアメタル汚染の原因にもなりえる。一方、

LCA

現状では資源として捉えられておらず、みすみすロスしていライフサイクルアセスメント（LCA) の中で、産業連関表をる希少資源も少なくないことが指摘されている。本研究室基礎としたハイブリッドLCAの手法の一つとして、廃棄物

ではマテリアルフロー分析の手法を用いて鉄鋼生産に関わ産業連関表（WIO）を用いた分析がある。WIOは廃棄物る各種レアメタルのフローについての調査・整備を行った。

処理を介して動脈部門と静脈部門の間に存在する相互依存関係を描写したものである。現在は最終処分場の掘りEMP起こしと再処理・資源回収活動について、そこに発生す既存の主流製鋼ダスト処理プロセスと、本研究で開発を目る環境負荷因子と抽出される資源を定量的に把握し、掘指しているLAMS（Lime-Addition and Magnetic Separa-

り起こし活動の経済全体への波及効果を考察するためにWIOを用いた枠組み整備を進めている。

当分野では環境親和型素材製造・資源再生プロセス高騰している。このような背景から、レアメタルに関しては、

tion）
プロセスの概略を比較して図に示す。主に電気炉メー（EcoMaterial Processing：EMP）、マテリアルフロー分

３Ｒはもとより、備蓄促進や代替技術の開発が国家規模でカーで発生する製鋼ダストは、現状では逆有償で非鉄メーカー

本年度は宮城県廃棄物産業連関表の整備をすすめ、これ析（Material Flow Analysis: MFA）、ライフサイクルアセ志向されている。鉄鋼業は突出した生産規模の大きさから、等処理業者に移送され、そこでダスト中の亜鉛を粗ZnOとを基に県内で発生する牛糞をはじめとするバイオマスの石炭スメント（Life Cycle Assessment: LCA）の3本柱を中心鉄鉱石や石炭等の主要製鉄原料のみならず、重要な合して回収している。

代替を進めた場合の効果について、環境影響評価を行った。とした物質循環のための環境経済工学の研究を進めている。

金元素成分であるレアメタルの安定確保が必須である。国

Waelz法では、ロータリーキルン中でダスト中のZnFe2O4を家備蓄対象７鉱種（ニッケル、クロム、モリブデン、タン炭材にて高温還元し、発生した亜鉛蒸気を空気で再酸化MFAグステン、コバルト、バナジウム、マンガン）の国内需要して亜鉛品位約50〜60％の粗ZnOとして回収している。

「持続可能社会」を実現するためには「物質循環」をのうち、90％以上が鋼材製造に使用されていることから、これに対してLAMSプロセスは、1000℃程度の温度で製鋼効果的に果たすことが重要である。それでは循環させるべ

我が国のレアメタル戦略において鉄鋼業の位置づけは極め

ダストをCaOと空気中で反応させることにより、製鋼ダストき物質は、どのような形態で、どれくらいの量が社会を動て大きいといえる。本研究室では、鉄鋼業を介した物質フ中のZnFe 2 O 4をZnOとCa 2 Fe 2 O 5に相分離せしめた後、いているのだろうか。国、地域、産業部門などを単位としロー・ストックに関して、廃棄物産業連関分析モデル（W-

強磁場発生装置内で両者を磁気的に分離し、ZnOを分離・て物質収支を定量化し、環境負荷や資源消費を体系的aste Input-Output Model:WIO）に基礎を置いた元素レ回収するプロセスである。Waelz法をはじめとする既存プロに把握することで環境 ･ 資源効率を改善しようという調査

ベルでのサブスタンスフロー分析を行っている。鉄鋼業をセスとの決定的な違いと特徴は、LAMS法では大量の炭材研究は、マテリアルフロー・アカウンティング（Material介して社会に存在するマテリアルは、リサイクルされているを投入することなく、ダスト中の亜鉛を酸化物形態のままで塩化ビニルのWIO-MFA、トランプエレメントの混入を考慮Flow Accounting：MFA）と呼ばれており、90年代後半かもの、あるいは可能なものと、リサイクルされていないもの、亜鉛製錬原料として十分な品位まで濃化させる点にある。

した鉄資源循環分析用産業連関モデルの構築

ら欧州を中心に盛んに行われるようになっている。近年、

あるいは不可能なものに大別できる。前者には、鉄鋼業がLAMSプロセスにおける核となる新規な技術的ポイントは、新エネルギーとしての家畜系バイオマスの利用、排熱回収

鉄鋼材料やIT関連製品などの材料および製品の高機能・有効なリサイクルルートの受け皿として機能している場合が次の２点に集約される。のための新しい無機系相変化蓄熱材（PCM)の開発

I.石灰添加と空気中加熱によって、高温強還元することなく、高品位化に伴いレアメタルの需要環境は大きく変化していある。後者の大部分は、モリブデンやニオブのように、希る。加えて、中国に代表されるBRICs諸国の著しい経済

薄濃度で鋼材中に合金元素として添加されているため、そダスト主成分であるZnFe2O4からZnOを生成させる技術

成長により、レアメタル、鋼材、各種素材原料の価格がの元素そのものの回収は経済的に不可能であり、逆に鋼II.生成したZnOとCa2Fe2O5を強磁場によって分離回収する技術

現在進行中のその他の課題

石炭灰からの環境規制物質溶出防止技術の開発、製鋼スラグの再生及び発生量極小化プロセスの開発
特筆すべき業績
柏倉俊介君（D1）が資源素材学会東北支部大会ポスター
セッション銅賞を受賞いたしました。
（2006年6月）
横山助教が日本鉄鋼協会研究奨励賞を受賞いたしました。
(2007年3月）
横山助教が環境科学研究科奨励賞を受賞いたしました。
（2007年9月）
柏倉俊介君（D1）が日本鉄鋼協会秋季講演大会ポスター
セッション努力賞を受賞いたしました。（2007年9月）
特許：長坂徹也、伊藤聰、横山一代、
中島謙一：「電気炉Fig.1 Substance flow of manganese associated with iron and steel flow in Japan (2005)

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Coexistence Activity Report 2007

Fig.2 Substance flow of Zinc associated with iron and steel flow in Japan (2005)

ダストからの酸化亜鉛の回収方法」（特願2007-195891）,

アクティビティレポート

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