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# 平成28年度ESRI国際コンファレンス 「国際共同研究『人口減少下における経済社会への影響』」 (平成29年3月開催)

開会

主催者挨拶：前川守 内閣府経済社会総合研究所長

主查挨拶：樋口美雄 慶應義塾大学教授

セッション1「労働分配率の低下と企業の内部留保」

発 表 者 : 阿部 正浩 中央大学教授

Jess DIAMOND 一橋大學特任講師

討論者：小野浩一橋大学教授

セッション2「景気変動と賃金格差」

発 表 者 : 児玉 直美 一橋大学准教授

横山 泉 一橋大学講師

討論者：濱秋純哉法政大学准教授

セッション3「若年者の東京移動に関する分析」

発表者：太田聡一 慶應義塾大学教授

梅溪健児 東京大学客員教授

北島美雪 内閣府経済社会総合研究所特別研究員

鈴木大地 内閣府経済社会総合研究所特別研究員

討論者：橘木俊詔 京都女子大学客員教授

セッション4 「通勤時間が夫婦の時間配分に与える影響」

発 表 者 : 小原 美紀 大阪大学准教授

関島 梢恵 大阪大学博士課程後期

討 論 者 : 吉岡 真史 内閣府経済社会総合研究所上席主任研究官

セッション5「所得格差と教育投資の経済学」

発表者：田中隆一 東京大学准教授

討論者：及川浩希 早稲田大学准教授

講評樋口美雄慶應義塾大学教授

閉会前川守内閣府経済社会総合研究所長

※ここに記載している発表者らの肩書きは、報告会開催当時のものである。

## 経済社会総合研究所の概要

経済社会総合研究所（Economic and Social Research Institute: 以下 ESRI という）は、中央省庁再編の一環として従来の経済企画庁経済研究所の機能、規模を拡充して2001年1月に発足した内閣府の機関です。内閣府は重要課題を担当する「知恵の場」ですが、ESRIは内閣府のシンクタンクとして理論と政策の橋渡しを担う、言わば「知恵の場」の中の「知恵の場」といえます。

ESRI の主要な任務として、経済活動、経済政策、社会活動等に関わる理論及び実証研究を行い、政策研究機関としての機能強化を図るとともに、内部部局と連携し、経済財政諮問会議の審議に資する研究の実施と政策研究を担う人材育成・研修等に取り組んでいます。また同時に、GDP（国内総生産）統計に代表される一国経済の循環を記録する国民経済計算体系(SNA:System of National Accounts)の推計作業を行い、四半期毎のGDP速報（QE:Quarterly Estimates）、年度毎の確報を公表、さらには、CI（景気動向指数）等の景気動向統計の作成を行い、公表しています。
補助事業名 環境研究総合推進費補助金循環型社会形成推進研究事業（平成25年度～平成27年度）

所管 環境省

研究課題名 溶媒抽出技術を基盤とする電子機器廃パネルからの環境保全型レアメタル循環システムの構築

課題番号 3K133005

研究代表者名 馬場由成（宮崎大学）

国庫補助金 58,880,000 円（うち平成 27 年度：25,565,000 円）

研究期間 平成25年4月1日～平成28年3月31日

本研究のキーワード 溶媒抽出技術、廃電子機器、廃パネル、資源循環、レアメタル、選択的抽出剤、抽出剤包接高分子膜、能動輸送、抽出剤-シリカハイブリッド吸着材、分離回収システム

研究分担者 松下洋一（宮崎大学）

菅本和寛（宮崎大学）

大榮 薰 （宮崎大学）

岩熊美奈子（都城工業高等専門学校）

## 研究概要

### 1. はじめに

これからの日本が持続的な経済発展を続け、循環型社会を構築するためには地球環境をめぐる環境問題を克服し、廃棄物の発生抑制（Reduce）、部品等の再利用（Reuse）、使用済み製品の原料の再利用（Recycle）のいわゆる「3R」の積極的な推進が重要なポイントである。特に金属資源のない日本にとって、レアメタルの安定供給確保は重要な課題である。特にレアメタルの中でも世界の埋蔵量の61％が「都市鉱山」として日本にあると言われているInは、半導体特性、電気伝導性、透明性等の特異な性質を示すことから、小型電子機器のパネルの透明電極ITOに使用されている。最近では薄膜型太陽電池パネルにも使用され、IT産業の発展と共にその需要が急速に伸びている。そこに含まれるInは、資源のない日本にとって高品質のレアメタル資源となる。したがって、電子機器の廃パネルや太陽電池廃パネルからのInのリサイクル技術の開発は急務であり、環境保全の観点からも廃棄物の減量化とともに資源の有効利用を推進するために、その実用化を急がねばならない。

今までに、金属加工業から排出される廃液や使用済みの廃電子機器に含まれるレアメタルを分離・回収する試みは、沈殿法、セメンテーション法、イオン交換法、キレート樹脂などに代表される分離法が用いられてきた。しかし、従来の沈殿法やセメンテーション法では高純度のものを得るには、多くの薬剤を必要とし、処理工程が長く金属を得るまでに時間がかかることなどの欠点があった。一方、イオン交換やキレート樹脂などの吸着法ではスラッジの減容化はできるものの、共存イオン（酸化剤、還元剤、有機酸等）の影響を受け、キレート樹脂が持っている能力（吸着選択性や吸着容量）を十分に発揮できないこと、あるいは吸着材を再生できない場合もあり、基体である合成高分子の処理コストが非常に高くなることなど、多くの問題点が上げられている。1970年代に入り溶媒抽出による分離精製技術の工業化が研究され、操作がきわめて簡単で処理時間が短くなった。溶媒抽出は、一つの溶質が二つの液相間に分配する現象を利用した物質分離および濃縮のための操作である。二相は互いにほとんど混じり合わない溶媒で、一つの相が水溶液、他相が有機溶媒であるとき、水溶液に溶解しているいろいろな金属イオンのうち特定の金属イオンだけを有機溶媒中に移動させることによって分離する方法である。そのため溶媒抽出法は金属工業、原子力工業、湿式精錬などの多くの分野で利用されている技術であり、特に近年ますます増加傾向にある産業廃棄物、たとえば半導体を中心とした電子産業から発するスクラップ、メッキ廃液触媒、使用済乾電池などからの各種有価金属の分離、回収、精製、濃縮に対して非常に有効な手段であり、産業国日本において欠かすことができない技術のひとつである。
### 2. 研究開発目的

最近では、日本を始め世界各国で「原発推進」を見直す動きが高まりつつある中、太陽光発電などの自然エネルギーの活用がより一層加速すると予想される。特に、「CIS(Cu, In, Se)およびCIGS(Cu, In, Ga, Se)型太陽電池」として知られる薄膜型太陽電池パネルの生産が急増しており、従来のシリコン系太陽電池に比べて安定した発電が可能であり、さまざまな形状にも適用できる利点がある。この太陽電池は、ガラス基板上にCu、In、Ga、Seからなる薄膜を形成させ、上層にはZnOの透明電極、裏面にはMoの電極が貼り付けられている。特にInは太陽電池や電子部品等の需要拡大に伴って生産量も急激に拡大しているが、それに伴って太陽電池の製造工程で発生する不良品・端材の量も増加し、現在30%が廃棄物として処理されている状況である。しかし、そこには高濃度（In：300-500ppm）のInが含まれており、資源のない日本にとって高品質のレアメタル資源として期待される。亜鉛精錬残渣中や一般の廃電子機器の廃パネル（In：50-100ppm）と比較すると、その含有率が高いことがわかる。ほとんど鉛物資源のない日本にとって、これらを含む廃電子機器の廃パネルからのレアメタル資源の回収・リサイクル技術の開発は急務となっている。さらに、一方ではSe, Cdなどの有害金属も含まれており、環境保全・ゼロエミッションの観点からも廃棄物の減量化とともに資源の有効利用を推進するためにも極めて重要な緊急課題であり、技術立国日本の持ち味を活かす道である。

「溶媒抽出法」は、廃電子機器からレアメタルを高選択的に分離・回収するための有効な手段であり、高純度が要求される最先端材料の開発に欠かすことができない技術の一つである。本法で最も重要なことは、「目的金属イオンに高い選択性を示す抽出剤の開発」であり、これは分離・回収プロセスを簡素化できる重要な要素となる。今まで In、Ga に対しても多くの抽出剤が研究開発されてきたが、本研究で必要な In、Zn、Ga、Cu を相互分離できる抽出剤は未だ開発されていない。また、溶媒抽出法は多くの分野で利用されているが、①大量の有機溶媒を使用する、②相分離が難しい③逆抽出が難しい等のいくつかの問題点があり、その解決策が求められている。

本研究では、目的金属に対して高選択性を示す新規抽出剤を分子設計・合成し、それを活用した新規材料（吸着材・膜）を創出し、環境保全型レアメタル循環システムの構築を目指す。

### 3. 研究方法

有用金属である In、Ga、Cu、Se、Zn および Au/ベースメタルに対して高い抽出選択性を示す抽出剤の分子設計・合成を行うとともに、一方では有害金属の Sb、Bi、Cd、Se に対して高い選択性を示す抽出剤を創出し、 $ NH_{4}NO_{3} $ 溶液（pH 領域）塩酸、硝酸、硫酸からこれらの金属の抽出特性についてバッチ法により調べた。こうして得られた抽出選択性と化学構造との関係を明らかにし、新規抽出剤の化学構造の最適化を行い、実用的な溶媒抽出試薬の分子設計指針とワンステップ簡易合成法の確立を目指す。さらに大量の有機溶媒を必要せず、環境保全型で、しかも抽出剤の抽出特性（高い選択性、速い速度、高い抽出容量）を活かした「抽出剤包接高分子膜」や「抽出剤固定化シリカ」を新たに創出し、レアメタルの資源循環型社会の実現や廃棄物低減・有害金属の除去のために、実用化を目指した抽出剤を開発し、それを応用した分離・回収プロセスを構築する。

小型電子機器の廃パネルや、最近の社会情勢から将来的に大量に廃棄されると予想される「太陽光廃パネル」を対象に絞り、溶媒抽出技術を基盤とする環境保全型レアメタル循環システムを構築する。具体的な研究方法を以下に示す。

① 有害元素（Sb、Bi、As、Cd、Se）の除去も配慮した In、Ga、Zn、Cu などのレアメタルに高い抽出選択性を発現する抽出剤の分子設計・合成を行い、その抽出選択性と抽出剤の化学構造との関連を明らかにし、新規抽出剤の最適化を行う。

In および Ga の回収に工業的にはリン酸系抽出剤およびカルボン酸系抽出剤が用いられているが、各金属間での相互分離は難しく、ワンステップでの分離は困難である。そこで本研究ではリン酸およびカルボン酸構造にアミンを含む新規抽出剤を新たに分子設計し、ワンステップ合成法の確立を目指した。さらにそれらの抽出剤を応用して、ワンステップで In、Ga、Cu、Se、Zn のレアメタルの相互分離を検討した。また天然由来のコウジ酸を含む抽出剤、In および Ga の分離・回収材で今までに報告されていないチオールを含む抽出剤についても検討した。本研究で用いた主な抽出剤の化学構造式を Fig.1 に示す。

これらの抽出剤を用いて、大量に存在する Zn からの In および Ga の抽出選択性、および同時に浸出される Sb (III、V)、As(III、V) に対する抽出選択性について 1 M の硝酸アンモニウム、塩酸、硝酸および硫酸からの抽出選択性について検討した。バッチ法によりそれらの抽出選択性について調べ、抽出率(Extraction%)で評価し
た。金属の分析は原子吸光光度計およびICP発光分析装置を用いて測定した。ここでは紙面の都合上、pH領域からの実験結果を示す。

Fig. 1 Chemical structures of extractants.

② 「抽出剤を包接した高分子膜」を創出し、生物系では容易に達成できる能動輸送（低濃度→高濃度）を人工的に発現させることによって、実用化を目指した高効率的な能動輸送膜の開発を行う。「抽出剤包接高分子膜」については、疎水性高分子を活用することによって抽出剤を包接し、抽出剤がレアメタルのキャリアとなり、その膜の両面で「抽出」と「逆抽出」を同時に達成する「能動輸送」を実現する。そのためには、「抽出剤のアルキル鎖長（HLB値）、キレート配位子の化学構造、高分子の疎水性、非多孔質」の要素が重要な因子であり、その最適化が重要な研究課題である。

三酢酸セルロース（以下、CTAと略す）を高分子母体とした抽出剤包接膜（Extractant-CTA膜）の調製法をFig.2に示す。室温で24時間かけてクロホルムを留去した。溶媒が完全に揮発した後、ガラス板上に成膜した透明で柔軟性のある膜は、ピンセットを用いて慎重に剥がしとった。調製したExtractant-CTA膜の組成は重量比（例：25 wt%CTA+40wt%NPOE+40 wt%Extractant）を用いた。金属イオンの膜輸送実験装置をFig.3に示す。調製した膜をメンブレンホルダーに保持し、2つのセルで挟み込んで固定した後、供給相に任意の濃度

Fig. 2 Preparation of polymer inclusion membrane.

Fig. 3 Experimental apparatus for membrane transport.
に調整した In(III)および Ga(III)を含む酸溶液、回収相に任意の溶液をそれぞれ輸送セルに加え、スリーワンモーターを用いてガラス攪拌翼で攪拌した。各金属イオンの輸送は、任意の時間毎に各相から溶液を $ 1.0 \, cm^{3} $ 採取して任意の濃度に希釈した後、各相中の金属イオン濃度を測定した。

③ 抽出剤を無機材料のシリカの表面に固定化した「抽出剤-シリカハイブリッド吸着材」を創出し、大量の有機溶媒を使用せずに「抽出剤がもつ高い選択性と速い抽出速度」を発現することによって、パーフュージョンクロマトグラフィー（超高速カラム法）の充填材としての実用化を目指す。さらに、「抽出剤-シリカハイブリッド吸着材」については、アルキル鎖を伸ばしたシリカ表面に、疎水性相互作用によって抽出剤を固定化した吸着材を開発し、アルキル鎖長と抽出剤の化学構造との関連性を明らかにし、その最適化を図る。本吸着材は、高選択的で高速処理が可能なパーフュージョンカラム法への実用化が期待される。

一般的にシリカの疎水化は長鎖アルキルを有するシランカップリング剤によって行われるが、非常に高価であるため工業化には不向きである。本研究ではまずアミノ基を有するシリカを調製し、そこに長鎖アルキルを導入することで、疎水化シリカ（DANPS）の調製を行った。Fig.4にDANPSの構造式を示す。次にDANPS表面に「疎水性相互作用」を利用して抽出剤を固定化し、その吸着性能を評価した。

Fig. 4 Chemical structure of DANPS.

### 4. 結果及び考察

## （１）レアメタルを対象にした高選択的抽出剤の分子設計と合成

本研究で新たに開発した抽出剤の合成は、3．研究方法で述べているようにワンステップ合成法を開発し、同定はFT-IRおよび $ ^{1} $ H-NMRより行った。それらの構造式をFig.1を示した。

## （２）レアメタルを対象にした抽出剤の抽出選択性

1）酸素あるいは窒素とカルボン酸を有する抽出剤によるレアメタルの抽出選択性

Fig. 5 に工業用抽出剤の Versatic10、および新たに開発した AAOA と DEHAA による In(III)、Ga(III)、Zn(II) および Cu(II) の抽出結果を示す。いずれの抽出剤においても Zn(II) に対する In(III) と Ga(III) の分離は可能であるが、DEHAA のみが In(III) と Ga(III) の相互分離性が増加することがわかった。工業用抽出剤 Versatic10 と比較すると DEHAA の方が In(III) および Ga(III) の分離能は増加し、より低 pH から抽出し始める結果が得られた。また AAOA では他 2 つの抽出剤と比べ Zn(II) が低 pH 側から抽出し始めている。これはアミノ基を導入することでカルボン酸の pKa が低下したこと、アミノ基およびカルボキシル基によるキレートを形成していることが考えられる。HSAB 則によると硬い酸は硬い塩基と親和性が高く、軟らかい酸は軟らかい塩基と親和性が高いことが知られている。DEHAA は脂肪族アミンを有しており、これは硬い塩基に分類されており、In(III) および Ga(III) （硬い酸）と Zn(II) （中間の酸）との分離能を上げると考えられる。しかしながら DEHAA の In(III)/Ga(III)/Zn(II) の分離能は Versatic10 に比べ増加はしているものの、工業的に In(III)/Ga(III) 間の分離は不十分である。

我々はワンステップで $ \ln(\text{III})/\text{Ga}(\text{III})/\text{Zn}(\text{II}) $ の相互分離を目指して新規抽出剤を開発し、アミンの存在が金属間の相互分離に重要な役割を果たしていることが明らかにした。この結果からアミノ基をホスフィン酸およびホスホン酸に導入することによって、それらの金属イオンの選択性の発現を期待した。
Fig. 5 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with (a) Versatic10 (b) AAOA and (c) DEHAA.

## 2 ）ケトン酸素とフェノール基を有する抽出剤によるレアメタルの抽出選択性

Fig. 6 に DSHP による硝酸アンモニウム溶液からの各金属の抽出におよばす pH の影響を示す。DSHP の抽出序列は、Ga(III) > In(III) > Cu(II) > Zn(II) であった。In(III) および Ga(III) の抽出には工業用抽出剤である D2EHPA や PC88A などのリン酸系抽出剤が用いられており、抽出選択性は In > Ga > Zn であるが、DSHP では Ga > In > Zn となり In(III) および Ga(III) の選択性が逆転した。これは DSHP のほとんどが単量体で存在すること、これらの金属イオンが DSHP との芳香環を介して 5 員環キレートを形成することから、本抽出剤が In(III) および Ga(III) のイオン半径 (In^{3+}: 0.81 Å、Ga^{3+}: 0.62 Å) の違いを認識していると考えられる。また、低 pH 領域では Ga(III) および In(III) を定量的に抽出するが、Zn(II) は抽出されなかった。これより、亜鉛が大量に存在する亜鉛精錬残渣からの In(III) および Ga(III) の選択的分離が可能であることがわかった。

## 3 ）チオール基を有する抽出剤によるレアメタルの抽出選択性

Fig. 6 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with DSHP.

Fig. 7 に DDT および EHTG による金属イオンの抽出結果を示す。DDT では Cu(II) のみが抽出され、EHTG では Cu(II) > In(III) > Ga(III) > Zn(II) の順に抽出され、4 金属間の相互分離が示唆された。EHTG と DDT の抽出選択性を比較すると、HSAB（Hard and Soft Acids and Bases）則により O 原子は硬い塩基に分類されており、硬い酸である In(III) および Ga(III) と親和性がある。よって、EHTG による In(III) および Ga(III) の抽出にはエステル酸素が関与していると考えられる。また、Cu(II) は関して、DDT に比べ EHTG の抽出は低 pH で立ち上がっている。これは EHTG には電子吸引基であるエステルが存在することで、DDT に比べ pKa が小さくなると考えられる。よって、より pKa の小さい EHTG の方が金属イオンを低 pH から抽出すると考えられる。

EHTG
Fig. 7 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with (a) DDT and (b) EHTG.

## 4 ）アミンとリン酸基を有する抽出剤によるレアメタルの抽出選択性

Fig. 8 に工業用抽出剤の D2EHPA および新たに開発した BEAMP および DEAPP の抽出結果を示す。各抽出剤における抽出序列は $ \ln(\mathrm{III}) > \mathrm{Ga}(\mathrm{III}) > \mathrm{Zn}(\mathrm{II}) $ で抽出序列は変わらないものの、 $ \ln(\mathrm{III}) $ 、 $ \mathrm{Ga}(\mathrm{III}) $ 、 $ \mathrm{Cu}(\mathrm{II}) $ および $ \mathrm{Zn}(\mathrm{II}) $ の相互分離能は BEAMP ≥ DEAPP > D2EHPA となった。この結果より、DEAPP および BEAMP を用いた場合、D2EHPA ではできなかった太陽電池廃パネルからの $ \ln(\mathrm{III}) $ および $ \mathrm{Ga}(\mathrm{III}) $ の選択的回収が可能であることが示唆された。 $ \ln(\mathrm{III}) $ 、 $ \mathrm{Ga}(\mathrm{III}) $ 、 $ \mathrm{Cu}(\mathrm{II}) $ および $ \mathrm{Zn}(\mathrm{II}) $ に対する DEAPP と BEAMP の抽出選択性と市販 D2EHPA を比較すると、4 金属の分離能は配位子にアミンを含む DEAPP および BEAMP の方が高いことが明らかとなった。これはアミノ基を導入することによるホスホン酸およびホスフィン酸の pKa の低下、アミノ基とホスホン酸およびホスフィン酸によってキレートを形成していることが考えられる。これらの抽出剤は先に述べた DEHAA（アミノカルボン酸）に比べ $ \ln(\mathrm{III}) $ および $ \mathrm{Ga}(\mathrm{III}) $ 間の分離能が増加し、工業用抽出剤として期待される。

DEAPP

Fig. 8 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with (a) D2EHPA (b) BEAMP and (c) DEAPP.
ホスホン酸およびホスフィン酸にアミンを導入した両新規抽出剤においても高い金属選択性が発現したことから、次にアミンの塩基性を変化させ、抽出選択性の発現機構について検討した。

Fig. 9 に DABPM および OABPM の抽出実験結果を示す。その結果 DABPM は In(III)、Ga(III)、Cu(II)、Zn(II) に対して高い選択性を示した。DABPM および OABPM の抽出序列は DABPM : In(III) > Ga(III) > Cu(II) > Zn(II)、OABPM : In(III) > Ga(III) > Zn(II) > Cu(II) となった。OABPM の抽出序列は工業抽出剤である D2EHPA や本研究室で開発した BEAMP および DEAPP と同じであるが、その分離性は良くない。一方、DABPM では Zn(II) と Cu(II) の序列が逆転しており、また他のリン酸系抽出剤に比べ、Zn(II) が高 pH 側で抽出され始めている。今まで開発されてきた抽出剤は目的金属のみの抽出能を高めることで各金属間の相互分離を可能としてきたが、それとは異なり目的金属以外の抽出能を下げることによって、さらに目的金属に対する選択性が増加しており、この結果は今までにない非常に興味深い現象である。これは抽出剤の分子設計においても有効に活用できると思われる。Fig. 8 に示しているように、BEAMP および DEAPP による金属間の相互分離能は高いが、目的金属に対する抽出能が高すぎると逆抽出が難しくなる可能性もある。しかし、DABPM のように目的金属以外の抽出能を低下させることができれば、逆抽出も容易に行え、より実用的な工業用抽出剤の開発につながる。さらに要因を明らかにできれば、新たな「抽出剤の分子設計指針」として提案でき、科学的に大きな意義があると考えられる。

Fig. 9 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with (a) DABPM and (b) OABPM.

そこで、Zn(II)の抽出能が低下した理由を明らかにするため次のような検討を行った。 $ ^{1} $ H-NMR の結果より DABPM は重クロロホルム溶媒中ではピークがブロードしており、重メタノール中ではピークがシャープであることがわかった。このことは非プロトン性溶媒中では水素結合により抽出剤が会合していることを示しており、この会合が抽出選択性に寄与しているのではないかと考え、下記に示す抽出剤により抽出実験を行った。

三つの抽出剤構造を比較すると、OATPM および DABPM の違いはフェニル基の tert-ブチル基の有無であり、OATPM および EATPM はアミンのアルキル鎖が直鎖か枝分かれかである。また $ {}^{1} $ H-NMR より EATPM のみが会合体を形成しないことがわかった。
各抽出剤による硝酸アンモニウム溶液からの金属抽出結果を Fig. 10 に示す。Ga(III)の抽出挙動を比較すると、抽出曲線の傾きに違いはあるが、変化はあまり見られない。一方、Zn(II)は EATPM のみ低 pH 側に大きくシフトした。OATPM および DABPM の Zn(II)の抽出挙動はほぼ同じであり、tert-ブチル基の有無（立体障害）による選択性の違いはないと考えられる。しかし、OATPM および EATPM ではアミンのアルキル鎖が直鎖か、枝分かれかの違いのみで Zn(II)の抽出挙動が大きく変化した。さらに EATPM は会合体を形成していないことから、抽出挙動の差は抽出剤の会合体形成の違いによるものと考えられる。

## （３）EHTG, BEAMP および DDCMP をキャリアとした 高分子包接膜の選択的能動輸送

## 1 ）EHTG をキャリアとした高分子包接膜による In(III)/Ga(III)の選択的能動輸送

Fig. 10 Effect of pH on extraction percentage of Ga(III) and Zn(II) from aqueous ammonium nitrate solution with DABPM, EATPM and OATPM.

Fig. 11 に供給相、回収相における $ \ln(\text{III}) $ および Ga(III) の濃度変化に及ぼす輸送時間の影響を示す。 $ \ln(\text{III}) $ は輸送開始から約 2 時間後において濃度平衡に達し、それ以降は濃度勾配に逆らって供給相から回収相へ輸送された。これは、キャリアである EHTG によるプロトンの濃度勾配を駆動力とした能動輸送であると考えられる。一方、Zn(II) は輸送後約 24 時間経過しても輸送されなかった。これは供給相の pH では Zn(II) が吸着されないことが原因と考えられる。この結果より、 $ \ln(\text{III}) $ についてはキャリアの抽出選択性に基づく能動輸送が確認され、Zn(II) はまったく輸送されず、 $ \ln(\text{III}) $ および Zn(II) の分離が可能となった。これにより溶媒抽出法による金属分離に比べ、有機溶媒の使用量が激減し、省エネで環境保全型の分離・回収システムの構築が期待される。

Fig. 11 Transient concentration of In(III) and Ga(III) in the feed and receiving phase during a transport experiment using EHTG-CTA membrane.

## （４）抽出剤ーシリカハイブリッド吸着材(DANPS)による

## レアメタルの吸着特性

疎水性シリカへの抽出剤の固定化は、シリカ表面と「疎水性相互作用」を利用する方法によって行った。まず、市販の疎水性シリカ Silia Bond $ ^{®} $ C18 および C8 を用いた抽出剤の固定化は確認されたが、吸着実験では抽出剤が溶出してしまった。含浸材料としては不適切であることがわかった。このことからシリカのアルキル化は長鎖アルキルの長さだけではなく、長鎖アルキルの密度、シリカの表面特性などが重要であることが明らかとなった。そこで本研究では、ゾル・ゲル法を用いて長鎖アルキルの密度や多孔性をコントロールすることによって、抽出剤/シリカハイブリッド吸着材の開発を行った。D2EHPA および DEAPP を固定化した DANPS による硝酸アンモニウム溶液からの金属抽出および吸着結果を Fig. 12 に示す。各抽出剤を固定化した DANPS による吸着では溶媒抽出における金属選択性と比較すると、D2EHPA では溶媒抽出に比べ全体的に低 pH 側から吸着され始めており、DEAPP では高 pH 側で吸着され始めていた。D2EHPA ではトルエンのような芳香族炭化水素を用いるよりも入プタンのような脂肪族炭化水素を用いた場合の方が金属の抽出平衡定数が大きいことが報告されている。これより、DANPS に固定化された抽出剤は脂肪族炭化水素中と同じような挙動を示したと考えられる。また DEAPP を固定化した吸着材では $ \ln(\text{III}) $ および Ga(III) を選択的に回収できることが示唆された。これよりカラム法による分離濃縮が可能となり、大量の有機溶媒を使用せずに済み、しかも抽出剤の大きな特長である抽出選択性を発現できるとすれば、今後の展開が大いに期待できるところである。
(b)

Fig. 12 Effect of pH on extraction percentage of metal ions from 1M aqueous ammonium nitrate solution with DANPS immobilizing (a)D2EHPA and (b)DEAPP.

## （５）太陽光廃パネル浸出液からのレアメタルの回収プロセスの開発

太陽光廃パネルから浸出は1 mol dm^{-3}の硝酸および10 v/v%過酸化水素を用いて浸出を行った。浸出結果をTable 1に示す。結果として硝酸および過酸化水素を用いることで、ほぼすべての金属を浸出できることが明らかとなった。

金属の連続的回収には DEAPP を用いて実験を行った。分離・回収のためのフローチャートを左図に示す。上述した DEAPP の抽出選択性から判断すると、1 mol dm^{-3} の硝酸で浸出された液をそのまま抽出工程へ回すことができ、まず浸出液の 1 mol dm^{-3} の硝酸から DEAPP を用いて In(III) のみを 97.7% 回収した。次に 1.6 付近に pH 調整することで Ga(III) のみを 88.2% 選択的に回収することに成功した。逆抽出では、In(III) は 70.1%、Ga(III) は 100% 逆抽出することができ、DEAPP は工業的抽出剤として利用できることが見出された。

DEAPP

Table 1 太陽光廃パネルからの浸出液の組成と含有量

浸出液濃度 $ ^{*} $ [ppm]	廃パネルからの浸出量 [mg/kg]	廃パネル中の含有量 [mg/kg]
In	13.8	275	280
Ga	4.9	99	-
Cu	10.4	207	180
Zn	41.3	825	870
Se	21.6	432	455

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

本研究の科学的意義は、主に「ターゲットにした金属イオンに対する高選択的抽出剤の新たな分子設計」に関するデータの蓄積、および工業的に重要なポイントとなる「ワンステップ合成法」の確立であり、今後の技術立国日本を活性化するための最先端技術開発の基礎となる重要なポイントである。特に資源のない日本にとっては、本研究で開発したリサイクル技術の基礎となる「高選択的で高効率的な抽出剤」の開発、およびそれを応用した分離膜および吸着材を用いた分離・回収技術は、日本はもちろんのこと、将来的な資源枯渇の時代
を迎える世界各国にとって貴重な技術であり、さらに本研究の応用分野は広く、有害物質がターゲットであれば地球環境汚染を防止する技術開発につながり、その科学的意義は多大なるものがある。

## （２）環境政策への貢献

(1) 電子機器廃棄物の適正処理技術の確立

(2) 廃棄物低減および有害元素除去

(3) 地域資源の利活用（太陽光廃パネル：宮崎の工場から排出される廃パネルの不良品・端材）

(4) 資源の安定供給・産業基盤の充実

(5) 各県が管理している産業廃棄物処理場の残余年数の延命

間接的に期待されるものとしては

(6) レアメタルはハイテク産業のビタミンと呼ばれ、その安定供給は、電気・電子・情報・機械・材料等の科学技術の発展につながる。

## ＜行政が既に活用した成果＞

本研究課題は、高性能の抽出剤の開発によって高効率な再資源化技術を提供できることから、環境・リサイクルが産業として成立することに寄与すると考えられる。これまで小型廃家電品については、収集が難しかったために廃棄が一般的であったが、再資源化技術が確立すれば、同じ場所での処理が可能となり、収集が進むと考えられる。さらに、平成24年度から宮崎県工業技術センターとの共同研究も実施したことから、県の研究予算として「レアメタルの分離回収に関する予算」が計上され続けており、本研究成果が行政に認められたことを示唆している。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

現在、宮崎県が日本有数の太陽電池パネル生産基地となりつつある中で、薄膜型太陽電池の増産に伴って製造工程で発生する規格外品の量も急増すると予想され、これらの規格外品の処理については、処分場の不足、地域の良好な環境の保持、資源の有効活用の視点から、CIGS系太陽電池の「薄膜部分からのレアメタル回収」や「基板ガラスの再利用」といったリサイクル処理システムの確立が強く求められている。また、地元で生産されたものを地元でリサイクルするという、いわゆる「地産地消」の考え方に立ち、宮崎県においてリサイクル技術を確立すること将来的には非常に重要ポイントである。

以上のことを勘案すれば、宮崎県の行政が将来「本研究成果を活用する」ことが見込まれる。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## （１）主な誌上発表

## <查読付論文>

1）佐々木雄史、大島達也、馬場由成：環境資源工学,60(3)、145-150(2013)

アミン類を固定化したシリカ誘導体の合成と塩酸溶液からの貴金属イオンの吸着特性

(平成 26 年度 環境資源工学会論文賞・技術賞受賞)

2) T. Oshima, S. Ishizaka, H. Morizono, K. Ohe, and Y. Baba: Sep. Purif. Technol, 114, 11-16 (2013) "Adsorption behavior of metal ions on alkylhistidine extractant impregnated resins; Effect of functional groups of histidine"

3）土居礼佳、大榮薰、大島達也、馬場由成：化学工学論文集，40(6)，470-474(2014)

コウジ酸由来の新規抽出剤の開発と In(III)および Ga(III)の高選択的抽出

4）土居礼佳、大榮薰、大島達也、馬場由成：化学工学論文集, 40(6), 470-474 (2014)

N-ドテシルアニリンによる塩酸溶液からの白金(IV)の抽出平衡

5) T. Sugimachi, T. Oshima and Y. Baba: J. Chem. Eng. Japan, 47(8), 651-655 (2014)

Synthesis of Highly Porous Chitosan Derivative with Phosphinic Acid and Its Adsorption Properties for Rare Metals

6) T. Oshima, K. Kaneizumi, K. Ohe and Y. Baba: Sep. Purif. Technol., 141, 301-306 (2015)
Synergistic effect of nitrogen-containing donors on extraction of divalent metal ions using p-tert-octylphenoxyacetic acid

7) T. Oshima, I. Fujiwara and Y. Baba: Solvent Extr. Res. Dev., Jpn., Vol. 22, No. 2 119 -125 (2015) Extraction Behavior of Metal Ions Using D2EHPA in Cyclopentyl Methyl Ether

8) 馬場由成、佐々木雄史、山下彬宏、大島達也：環境資源工学，Vo. 62，No. 4 115-122 (2015)

9) Y. Sasaki, M. Uto, T. Oshima and Y. Baba: Solvent Extr. Res. Dev., Jpn., Vol. 23, No. 1 (2016)

Synthesis of a Carboxylic Acid Extractant Containing an Amino Group and its Selective Extraction of In(III) and Ga(III)

10) Y. Sasaki, N. Matsuo, T. Oshima, and Y. Baba: Chin. J. Chem. Eng., Vol. 24, No. 2, 232-236 (2016) Selective extraction of In(III), Ga(III) and Zn(II) using a novel extractant with phenylphosphinic acid

## 〈出願特許〉

1) 馬場由成：宮崎大学；「金属イオンの抽出剤、及び抽出方法」、特許登録番号 第 5317273 号

2) 馬場由成：宮崎大学；「アルキルピラゾールによる金属イオンの選択的回収」、特許登録番号 第 5429522 号

3) 馬場由成：宮崎大学；「ホスフィン酸を配位子とするキレート抽出剤」、特許登録番号 第 5504575 号

4) 馬場由成：宮崎大学；「アルキルアミノリン化合物及び金属抽出剤」、特許登録番号 第 5761663 号

5) 馬場由成：宮崎大学：「金属の選択的抽出剤」、特許登録番号 第 5818315 号

6) 馬場由成：宮崎大学；「ピペラジンアルキル誘導体を含有する金属の選択的抽出剤」、特許登録番号 第5854460号

7) 馬場由成：宮崎大学：「金属の抽出剤及び金属の回収方法」、特願 2014-239041、平成 26 年 11 月 26 日

8) 馬場由成: 宮崎大学; 「金の高選択的な抽出剤、並びに、前記抽出剤を用いた金の抽出方法又は回收方法」、特願 2014-248067、平成 26 年 12 月 8 日

9) 馬場由成：宮崎大学；「アンチモンイオンの抽出剤及びアンチモンイオンの回収方法」、特願 2015-107846、平成 27 年 5 月 27 日

## （２）主な口頭発表（学会等）

1) 金丸慎太郎、大島達也、馬場由成：分離技術会年会（2013）

「プロリンを配位子とする抽出剤によるインジウムの抽出平衡および錯体構造解析」

3) 佐々木雄史、大島達也、馬場由成：化学工学会第 46 回秋季大会（2014）

「リン酸とアミノ基を配位子とする新規抽出剤の合成と In(III)および Ga(III)の抽出特性」

5) Y. Baba, A. Koshimoto and T. Oshima: International Solvent Extraction Conference 2014 (ISEC2014) "Synthesis of a new extractant with phenylphosphinic acid and selective extraction of In(III) and Ga(III) over Zn(II) from acidic media"

6) 金丸慎太郎、阪本訓代、大島達也、馬場由成：第33回溶媒抽出討論会（2014）「アルキルプロリンを含浸した吸着材の調製とそれを用いたIn(Ⅲ)及びGa(Ⅲ)の吸着特性

7) 徳丸恵、大島達也、馬場由成：第33回溶媒抽出討論会（20014）

「チオール系抽出剤によるインジウム、ガリウムおよび亜鉛の抽出特性と高分子包接膜を用いた選択的能動輸送」

8) 三浦梨恵子、麻生知里、大島達也、馬場由成：第33回溶媒抽出討論会（2014）

「コウジ酸を配位基とする抽出剤による CIGS 型太陽光電池廃パネルからの In(Ⅲ)、Ga(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ) の相互分離」

9) 佐々木雄史、宇都美沙紀、甲斐千夏、大島達也、馬場由成：第33回溶媒抽出討論会（2014）
「アミンおよびカルボキシル基を配位子とする新規抽出剤によるレアメタルの抽出特性」

10）佐々木雄史、大島達也、馬場由成：化学工学会第47回秋季大会（2015）

「新規アミノホスホン酸抽出剤の合成と In(III)、Ga(III)および Zn(II)の抽出選択性に及ぼすアミン塩基の影響」

11) Y. Baba, M. Toda and T. Oshima: APCChE 2015(2015)

“Synthesis of Super-Highly Porous Chitosan Microspheres with 8-Hydroxy-quinoline Moiety and its Adsorption Properties for Precious Metals and Rare Metals”

12）岩熊美奈子、今元佑美、馬場由成：第31回日本イオン交換研究発表会・第34回溶媒抽出討論会（2015）「Cyanex 923, D2EHPA, PC88Aを含浸させた磁性体粒子によるInおよびGaの抽出挙動」

13）佐々木雄史、大島達也、馬場由成：第31回日本イオン交換研究発表会・第34回溶媒抽出討論会（2015）「モノアルキルアミノホスホン酸抽出剤による太陽光パネルからのレアメタルの分離および回収」

14) Y. Sasaki, T. Oshima and Y. Baba: 2015 Taiwan/Korea/Japan Joint Meeting on Chemical Engineering(2015) "Mutual separation for indium(III), gallium(III) and zinc(II) using alkylated aminophosphonic acid

15) M. Iwakuma, Y. Imamoto and Y. Baba: 2015 Taiwan/Korea/Japan Joint Meeting on Chemical Engineering(2015)

“Extraction behavior of In and Ga on Cyanex 923-, D2EHPA-, PC88A and VA10-impregnated magnetic particle”

### 7. 研究者略壓

研究代表者：馬場由成

工学博士（九州大学） 現在、宮崎大学工学部特任教授

研究分担者

1）松下洋一

工学博士（早稲田大学） 現在、宮崎大学工学研究部教授

2）菅本和寛

工学博士（大阪大学） 現在、宮崎大学工学研究部准教授

## 3 ）大榮薰

宮崎大学農学工学総合研究科修了（工学博士）現在、宮崎大学工学研究部助教

## 4 ）岩熊美奈子

宮崎大学大学院博士後期課程満期退学（工学博士）現在、都城工業高等専門学校准教授
# 溶媒抽出技術を基盤とする電子機器廃パネルからの環境保全型レアメタル循環システムの構築

## 要旨

携帯電話、パソコンの液晶パネルに加え、「CI(G)S系の太陽電池パネル」の生産が急増しており、近い将来には廃パネルの排出量は莫大な量になると考えられる。これらの廃棄物にはIn、Ga、Cu、Zn、Mo、Seのレアメタルが含有され、一方ではSe、Sb、Pb、Tlの有害金属も含まれている。このような廃パネルのリサイクル技術開発は、殆ど鉱物資源のない日本にとって急務であり、一方有害金属の除去は、ゼロエミッションの観点からも極めて重要な緊急課題であり、技術立国日本の持ち味を活かす道である。本研究では、廃電子機器からレアメタルを分離回収するための新規抽出剤を分子設計・合成し、それを活用した環境保全型の新規分離材を創出し、廃電子機器からのレアメタルの循環システムを構築した。

（1）高選択的抽出剤の分子設計・合成とレアメタル抽出特性：市販の抽出剤では In, Ga, Zn の相互分離は困難で、本研究で新たに開発したアミノリン酸系抽出剤はこれら 3 金属元素の相互分離は勿論のこと、太陽光廃パネルに含まれる In、Ga、Zn、Cu、Se の相互分離もワンステップで達成できた。しかも、これらの抽出剤の合成はワンステップの反応であり、工業的な抽出剤として大いに期待される。

（２）抽出剤包接高分子膜の創製と選択的能動輸送：環境保全型の分離プロセスを構築するために、有機溶媒を使用せず、抽出剤の特長を発現する抽出剤包接高分子膜を開発した。膜は抽出-逆抽出を同時に達成でき、化学的性質が類似している In, Ga の混合溶液から In だけを選択的に透過し、しかも能動輸送を発現した。これらの結果は、この膜を利用すれば分離・濃縮が容易にできることを意味している。

（3）抽出剤固定化シリカ多孔質球状体の創製と吸着特性：本研究で開発した「高選択的抽出剤」をアルキル化シリカに「疎水性相互作用」を利用して固定化し、パーフュージョンクロマトグラフィー（空間速度：100 h^{-1}以上）の吸着材として応用できることがわかった。この吸着材は「抽出剤の特長と吸着材の利点」が発現され、工業用吸着材としての可能性を実証した。
### 1. はじめに

これからの日本が持続的な経済発展を続け、循環型社会を構築するためには地球環境をめぐる環境問題を克服し、廃棄物の発生抑制（Reduce）、部品等の再利用（Reuse）、使用済み製品の原料の再利用（Recycle）のいわゆる「3R」の積極的な推進が重要なポイントである。特に金属資源のない日本にとって、レアメタルの安定供給の確保は重要な課題である。そのために2001年4月より「家電リサイクル法」が施行され、薄型テレビが家電リサイクル法の対象品目に指定され、現在では「パソコンリサイクル」、「小型二次電池リサイクル」について定めた「資源有効利用促進法」が制定され、環境に配慮した経済社会の実現に向けた取り組みが進められている。特にレアメタル資源の中でも世界の埋蔵量の61％が「都市鉱山」として日本にあると言われているInは、半導体特性、電気伝導性、透明性等特異な性質を有することから、小型電子機器のパネルの透明電極ITOに使用され、IT産業の発展と共に需要が急速に伸びている $ ^{1} $ 。また、最近世界各国で「原発推進」を見直す動きが高まりつつあり、今後、太陽光発電等の自然エネルギーの活用がますます加速すると予想される。特に、「CIS型およびCIGS型太陽電池」として知られる薄膜型太陽電池パネルの生産が急増しており、そこに含まれるInは資源のない日本にとって高品質のレアメタル資源として期待される。したがって、電子機器の廃パネルや太陽光電池廃パネルからのInのリサイクル技術の開発は急務であり、環境保全の観点からも廃棄物の減量化とともに資源の有効利用を推進するためにその実用化を急がねばならない。

現在、In および Ga の製造は亜鉛・鉛製錬残渣などから Cd、Sn、Ga などとともに分離され、いくつかの分離操作後、In 溶液を得て、これに Zn あるいは Al 金属粉末を加えて置換・析出させて得られる（セメンテーション法） $ ^{2)} $ 。また、In に関しては、2006 年 3 月に国内唯一の亜鉛・鉛鉱山である豊羽鉱山が閉山し、国内鉱からの In の生産がないために廃電子機器などのスクラップからの回収、再資源化が重要性を増している。このように、In、Ga のようなレアメタル資源の安定供給が懸念されているため、何らかの方法で In および Ga をリサイクルするための回収技術の開発が望まれている。これらの問題を解決するためには、効率のよい金属資源のリサイクル技術の確立が必須となる。

今までに、金属加工業から排出される廃液や使用済みの廃電子機器に含まれるレアメタルを分離・回収する試みは、沈殿法、セメンテーション法、イオン交換法、キレート樹脂法などに代表される分離法が用いられてきた。しかし希少金属の回収において、従来の沈殿法、セメンテーション法では高純度のものを得るには、多くの薬剤を必要とし、処理工程が長く金属を得るまでに時間がかかることなどの欠点があった。一方、イオン交換やキレート樹脂などの吸着法ではスラッジの減容化はできるものの、共存イオン（酸化剤、還元剤、有機酸等）の影響を受け、キレート樹脂が持っている能力（吸着選択性や吸着容量）を十分に発揮できないこと、あるいは吸着材を再生できない場合もあり、基体である合成高分子の処理コストが非常に高くなることなど、多くの問題点が上げられている。1970年代に入り溶媒抽出による分離精製技術の工業化が研究され、操作がきわめて簡単で処理時間が短くなった。溶媒抽出は、一つの溶質が二つの液相間に分配する現象を利用した物質分離および濃縮のための操作である。二相は互いにほとんど混じり合わない溶媒で、一つの相が水溶液、他相が有機溶媒であるとき、水溶液に溶解しているいろいろな金属イオンのうち特定の金属イオンだけを有機溶媒中に移動させることによって分離する方法である³。そのため溶媒抽出法は金属工業、原子力工業、湿式精錬などの多くの分野で利用されている技術であり、特に近年ますます増加傾向にある産業廃棄物、たとえば半導体を中心とした電子産業から発するスクラップ、メッキ廃液触媒、使用済乾電池などからの各種有価金属の分離、回収、精製、濃縮に対して非常に有効な手段であり、産業国日本において欠かすことができない技術のひとつである。さらに本法による金属の回収
は、エネルギーの消費量が少なく、大規模施設を必要としないなどの利点がある。特に重金属を含む廃棄物は、金属に還元して回収するよりも化合物として回収する方がエネルギー消費が少ないだけでなく、付加価値の高いものが得られる $ ^{4} $ 。そのためには、多種金属の混合廃棄物を効率よく分離精製する技術を要する。また、処理のために添加する薬剤の量あるいは再生に必要な溶媒の量を極力抑え、二次廃棄物をどこまで削減できるか、有用金属あるいは有害金属が混入している場合には、低コストで分離・回収あるいは、無害化が可能であるかにかかっている。このために、工業的な抽出剤が数多く開発されているが、これらの抽出剤はPd/Pt、Cu/FeあるいはCo/Niの分離などのように、非常に単純な混合系からの分離であったが、廃電子機器などには30種類以上の金属が使用されており、化学的性質が似ている多種金属イオンが混在している中からの分離精製が必要であり、従来の抽出剤では対応できない状況である。

### 2. 研究目的

我が国は世界の希少金属類（レアメタル）の約20％を消費している希少金属消費大国であるにも関わらず、主要な資源の大部分を輸入に依存している。そのため日本のIT産業の発展に欠かせない希少金属の安定供給を確保することは難しい状況となっている。特に日本のIT産業の進展に欠かせない重要なレアメタルとしてInやGaなどがあげられるが、Inを使用した透明電極は、酸化$\mathrm{In}(\mathrm{In}_{2}\mathrm{O}_{3})$に数%の酸化スズ($\mathrm{SnO}_{2}$)を添加した化合物であり、可視光の透過率が約90％に上るため、液晶パネルや有機ELなどのFPD（フラット・パネル・ディスプレイ）向けの電極として多用されている。日本のIn需要は世界最大であり、透明電極用ITO向けがそのうちの8割以上を占めている。一方、Gaは結晶用、エピタキシャル用ともGaAs系の需要が高く、GaAs系のGaは、特に携帯電話および半導体レーザー用に使用されている。さらに最近では、日本を始め世界各国で「原発推進」を見直す動きが高まりつつある中、太陽光発電などの自然エネルギーの活用がより一層加速すると予想される。特に、「CIS(Cu、In、Se)およびCIGS(Cu、In、Ga、Se)型太陽電池」として知られる薄膜型太陽電池パネルの生産が急増しており、従来のシリコン系太陽電池に比べて安定した発電が可能であり、さまざまな形状にも適用できる利点がある。この太陽電池は、ガラス基板上にCu、In、Ga、Seからなる薄膜を形成させ、上層にはZnOの透明電極、裏面にはMoの電極が貼り付けられている。特にInは太陽電池や電子部品等の需要拡大に伴って生産量も急激に拡大しているが、それに伴って太陽電池の製造工程で発生する不良品・端材の量も増加し、現在30％が廃棄物として処理されている状況である。しかし、そこには高濃度（In：300-500ppm）のInが含まれており、資源のない日本にとって高品質のレアメタル資源として期待される。亜鉛精錬残渣中や一般の廃電子機器の廃パネル（In：50-100ppm）と比較すると、その含有率が高いことがわかる。ほとんど鉛物資源のない日本にとって、これらを含む廃電子機器の廃パネルからのレアメタル資源の回収・リサイクル技術の開発は急務となっている。さらに、一方ではSe、Cdなどの有害金属も含まれており、環境保全・ゼロエミッションの観点からも廃棄物の減量化とともに資源の有効利用を推進するためにも極めて重要な緊急課題であり、技術立国日本の持ち味を活かす道である。

廃電子機器からのレアメタルを回収するために、「溶媒抽出法」はこれらを高選択的に分離・回収するための有効な手段であり、高純度が要求される最先端材料の開発に欠かすことができない技術の一つである。本法で最も重要なことは、「目的金属イオンに高い選択性を示す抽出剤の開発」であり、これは分離・回収プロセスを簡素化できる重要な要素となる。今まで In、Ga に対しても多くの抽出剤が研究開発されてきた