Updated on 2025/05/08

写真a

 
OWADA, Shuji
 
Affiliation
Faculty of Science and Engineering
Job title
Professor Emeritus
Degree
Doctor of Engineering ( Waseda University )
Homepage URL
http://www.owada.env.waseda.ac.jp/

Research Experience

  • 1959.04
    -
    Now

    Dept. Resources and Environmental Engineering, School of Creative Science and Engineering, Faculty Sciencen and Engineering,   Professor   Prof., Dr.

Education Background

  • 1981.04
    -
    1984.03

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering   Resources and Metallurgical Engineering  

    Doctor course

Professional Memberships

  • 　
    　
    　

    Society for Mining， Metallurgy， and Exploration / AIME

  • 　
    　
    　

    環境資源学会

  • 　
    　
    　

    廃棄物学会

  • 　
    　
    　

    粉体工学会

  • 　
    　
    　

    資源・素材学会

Research Areas

  • Earth resource engineering, Energy sciences   Resources recycling, Comminution, Physical separation

Research Interests

  • Resources Processing and Recycling

Awards

  • Academic Achievement Award

    2023.03   The Mining and Materials Processing Institute of Japan (MMIJ)   Fundamental and Practical Reseraches on Resources Processing Engineering

    Winner： Shuji Owada

  • Minister of the Environment Award

    2021   Ministry of the Environment   Promotion of a Sound Material Cycle Society

    Winner： Shuji Owada

  • Best Paper Award

    2014.03   The Mining and Materials Processing Institute of Japan (MMIJ)   Quantitative Modelling of As(V) Wastewater Treatment by Ferrihydrite coprecipitation using Surface Complexation and Surface Precipitation Model

    Winner： Daisuke Haraguchi, Chiharu Tokoro, Sayaka Izawa

  • 資源・素材学会論文賞

    2004.03  

  • 日本鉱業会奨励賞

    1990.03  

 

Papers

  • Investigation of Heating Conditions for Cobalt Recycling from Spent Lithium Ion Batteries by Magnetic Separation

    Kengo Horiuchi, Mitsuaki Matsuoka, Chiharu Tokoro, Shuji Owada, Shojiro Usui

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU   43 ( 4 ) 213 - 218  2017  [Refereed]

    　View Summary

    The recent dramatic increase in demand lithium ion batteries (LIBs) in the automotive and electronic industries makes it desirable to establish sustainable recycling technology to recover cobalt from the cathode material (LiCoO2). Although the combination of physical and hydrometallurgical processes is one option for recovery of metals, the large amount of aluminum in the cathode of spent LIBs can negatively affect the process performances. Therefore, as a means to enhance the cobalt recovery from spent LIBs, we investigated the feasibility of a physical process for separation of cobalt and aluminum by thermal treatment and wet magnetic separation. Results highlighted the efficiency of the thermal treatment for conversion of the cathode material to magnetic cobalt due to (i) the presence of the more reactive lithium-deficient LixCoO(2) (x< 1), (ii) the presence of reductive aluminum and graphite from electrode supports, and (iii) the generation of CO, CH4 and C2H4, which activate reduction and carbonation. Furthermore, a slow rise in temperature during heating promoted increases of the grain size of CoO and Co and prevented the pulverization of Al. As a result, 75.5% of cobalt could be recovered from spent LIBs without contamination by aluminum.

    DOI

    Scopus

    6
    Citation
    (Scopus)

  • 使用済みリチウムイオン電池からの分級によるコバルト回収に適した加熱プロセスおよび粉砕プロセスの検討

    松岡 光昭, 堀内 健吾, 所 千晴, 大和田 秀二, 薄井 正治郎

    スマートプロセス学会誌   5 ( 6 ) 358 - 363  2016  [Refereed]

  • Concentration of Rare Metals from Wasted Cellular Phones by Combining Novel Comminution and Device/Powder Separation

    OWADA Shuji, KOGA Chikako, KAGEYAMA Sou, TOKORO Chiharu, SHIRATORI Toshikazu, YUMOTO Tetsuya

    Journal of MMIJ   128 ( 12 ) 626 - 632  2012

    　View Summary

    This paper describes the possibility of concentrating minor rare metals contained in cellular phones by applying a novel comminution and the combination of physical separation technologies, which were followed by metallurgical processes to extract them. We compared two kinds of comminution processes, conventional and novel, from the viewpoint of compositional separation and combined two kinds of physical separation categories, “Device Separation” and “Powder Separation” to achieve an effective concentration of rare metals. It was demonstrated that the novel comminution process could separate printed circuit board (PCB) from the body in the first stage and detach the installed electronic devices from the board in the second stage and that several kinds of rare metals could be concentrated by combining the novel comminution and “Device/Powder Separation”. The “Device” and “Powder” products concentrated are expected to be further treated by hydrometallurgical processes to extract rare metals and/or stocked as “Artificial Deposits” in accordance with the concept of “RtoS (Reserve to Stock)”.

    DOI CiNii

  • Comparison between Aluminum Hydroxide Coprecipitation and Adsorption for Removal of Fluoride from Wastewater

    HARAGUCHI Daisuke, TOKORO Chiharu, OWADA Shuji

    Journal of MMIJ   127 ( 1 ) 26 - 31  2011  [Refereed]

    　View Summary

    Comparison of removal characteristics between coprecipitation and adsorption method of aluminum hydroxide for wastewater containing F (-I) was attempted by sorption isotherms, X-ray diffraction (XRD) patterns, and zeta potential analysis. <BR>When F (-I) was coprecipitated with aluminum hydroxide, the sorption density was higher at pH 7 than at pH 5. The sorption density at both pH values followed a BET-type isotherm. High sorption density was obtained when the initial F/Al molar ratio was high, and some of the aluminum hydroxide dissolved. The sorption density in adsorption treatment was slightly lower than that in coprecipitation treatment. These results suggest that the mechanism of F<SUP>—</SUP> coprecipitation was not simply surface complexation of F<SUP>—</SUP>.<BR>At pH 7, the XRD patterns for F (-I) coprecipitates and aluminum hydroxide were identical. The slope between zeta potential and sorption density changed when the initial molar ratio was F/Al=3 in both coprecipitation and adsorption experiments. This F/Al=3 transition point corresponded to the point where the sorption density increased abruptly in the sorption isotherm. These results reveal that F (-I) was primarily adsorbed as a surface complex to aluminum hydroxide when the initial molar ratio was F/Al‹3. In contrast, when the initial molar ratio was F/Al›3, amorphous compounds of F<SUP>—</SUP> and Al (III) formed or F-Al complexes such as AlF<SUP>2-</SUP>, AlF<SUB>2</SUB><SUP>+</SUP>, AlF<SUB>3</SUB><SUP>0</SUP> and AlF<SUB>4</SUB><SUP>-</SUP> were adsorbed.

    DOI CiNii

  • Comparison between Aluminum Hydroxide Coprecipitation and Adsorption for Removal of Dilute As (V) from Wastewater

    HARAGUCHI Daisuke, ODA Yuji, TOKORO Chiharu, OWADA Shuji

    Journal of MMIJ   127 ( 2 ) 82 - 87  2011  [Refereed]

    　View Summary

    The mechanism for removal of dilute As (V) by coprecipitation with aluminum hydroxide was investigated using sorption isotherms, X-ray diffraction (XRD) patterns, and zeta potential analysis. The results from the coprecipitation experiments were compared with those from simple adsorption experiments. <BR>During simple adsorption of As (V) on aluminum hydroxide, the sorption density obeyed a Langmuir-type isotherm. XRD patterns of the adsorbed As (V) were independent of the mass adsorbed. The relationship between zeta potential and sorption density was linear. These results suggest that As (V) was removed mainly by surface complexation.<BR>In comparison, during As (V) co-precipitation with aluminum hydroxide, the sorption density followed a BET-type isotherm at pH 5 and 7, and there was a steep increase in sorption density at a transition point. XRD patterns and zeta potential analysis also supported the existence of a transition point during As (V) co-precipitation. The transition was from surface complexation to precipitation, and occurred when the initial molar ratio was As/Al=1.5. These results suggest that during coprecipitation As (V) is removed by surface complexation at molar ratios of As/Al ≤ 1.5, and by the formation of amorphous aluminum arsenate at As/Al ≥ 1.5.

    DOI CiNii

  • 廃小型家電のレアメタル回収技術

    大和田 秀二, 所 千晴

    ケミカルエンジニヤリング   55 ( 10 ) 1 - 5  2010  [Refereed]

  • 赤泥中の鉄分の存在状態および磁選による分離・濃縮

    資源・素材学会秋季大会講演集    2004.09

  • 水の振動が比重の異なる粒子の沈降速度に及ぼす影響

    資源・素材学会秋季大会講演集    2004.09

  • 鉱物処理における新しい破砕・粉砕技術-IMPC2003 粉砕に関する論文-

    資源・素材学会秋季大会講演集(破砕・粉砕分科研究会)    2004.09

  • 廃棄物のリサイクリングとLCAによる評価

    造水促進センター,造水技術講習会「LCAの将来展望と水処理設備のLCA計算方法」   35-48  2004.05

  • ハイパーコール製造のための脱アルカリ技術—水溶液中でNa吸着させたY型ゼオライトの再生処理と非水溶液中のNa吸着挙動—

    資源・素材学会春季大会講演集   16 ( 2 ) 160 - 161  2004.03

    CiNii

  • 解砕-分級による汚染土壌からの重金属微粒子の除去に関する基礎的研究-重金属微粒子の存在形態把握および土粒子と重金属微粒子の分散性に及ぼす各種因子の影響-

    資源・素材学会春季大会講演集   16 ( 2 ) 158 - 159  2004.03

    CiNii

  • 粉砕における連続的破壊を考慮した優先破壊・単体分離モデルの提案

    資源・素材学会春季大会講演集   16 ( 2 ) 17 - 18  2004.03

    CiNii

  • 早稲田大学の目指すもの —理工学部環境資源工学科の場合—

    資源・素材学会春季大会講演集(JABEE分科研究会)    2004.03

  • Calculation of degree of mineral matter liberation in coal from sink-float separation data

    T Oki, H Yotsumoto, S Owada

    MINERALS ENGINEERING   17 ( 1 ) 39 - 51  2004.01  [Refereed]

    　View Summary

    A method for calculating the degree of mineral matter liberation by the sink-float separation data of coal was studied. The mineral composition was estimated by norm calculation using the results of elemental analyses of sink-float separated coals. The content of the inherent ash from the lowest density fraction and the minimum limit of the locked particle rate from the highest density fraction were also estimated, and the degree of the maximum mineral matter liberation (MLmax) was calculated from these results. The MLmax can be easily measured by carrying out sink-float separation at only two density points, and by measuring the weight, ash content, and ash element of these three density fractions. Because coal properties such as particle size and mineral composition are well reflected in the value, the MLmax is useful as a substitute index of the true degree of liberation. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    23
    Citation
    (Scopus)

  • Importance of Physical Separation Technology in Resources Recycling.

    7th International Symposium on East Asian Resources Recycling Technology    2003.11

  • Application of Electrical Disintegration to Coal.

    22nd International Mineral Processing Congress    2003.10

  • Separation Technology in Sustainable Resources Recycling System

    Japan/Korea Inter. Symp. Resources Recycling and Material Sciences    2003.09

  • 産地の異なる石炭の電気パルス粉砕性の比較(その2)

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   186-187 ( 2 ) 186 - 187  2003.03

    CiNii

  • マセラル・鉱物種を考慮した可選データによる石炭の単体分離度評価

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   188-189 ( 2 ) 188 - 189  2003.03

    CiNii

  • 粉砕産物の単体分離性に及ぼす構成成分の圧縮強度およびVickers硬度の影響

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   220-221  2003.03

  • Use of kerosene to improve toner-ink liberation for office paper recycling

    T Oki, S Owada, H Yotsumoto, H Tanuma, Y Takeuchi

    MATERIALS TRANSACTIONS   44 ( 2 ) 313 - 319  2003.02  [Refereed]

    　View Summary

    A method to disintegrate photocopied or laser printed waste office paper by weak agitation and using kerosene as a toner softening agent was investigated. Under the conventional method using only sodium hydroxide, 3.8% of toner was liberated front paper. This figure increased to 98.1% by using undiluted kerosene, and to 80.1% by using 1% kerosene emulsion. Residual toner particles adhered to only one or a few paper fibers after these kerosene treatments. If residual toner was also included in this figure, toner liberation would reach 100%. The use of surfactants as dispersion agents for kerosene decreased the degree of liberation because it interferes with the softening of toner. It was also confirmed that sodium hydroxide treatment in advance of the kerosene treatment is important to increase toner liberation.

  • Coagulation using kerosene for magnetic deinking of waste office paper

    T Oki, S Owada, H Yotsumoto, H Tanuma, Y Takeuchi

    MATERIALS TRANSACTIONS   44 ( 2 ) 320 - 326  2003.02  [Refereed]

    　View Summary

    A method for disintegrating waste office paper using kerosene was reported in our previous paper, which achieved almost a 100% liberation of toner from paper fibers. The liberated toner must be completely separated to realize effective deinking. Recently, a new method for deinking waste officer paper by magnetic separation after hetero-coagulation of magnetic and non-magnetic toner by I-octadecanol was reported by Augusta et al. Under this method, coagulation was carried out at 72degreesC. The I-octadecanol liquid was then cooled to produce strong solid coagulates. As reported in our previous paper, kerosene has the ability to soften toner, and strong coagulates for magnetic separation may be produced by their adhesion when used as a flocculant. The present study investigated the size of toner particles liberated by the kerosene disintegration method, and compared the bonding strength between the toner particles coagulated by the addition of kerosene as a flocculant to those coagulated with I-octadecanol. After these investigations, the coagulating and deinking properties of kerosene and I-octadecanol were compared by rejecting toner coagulates with a neodymium-boron magnet. The results showed that nearly perfect deinking can be achieved with little paper loss, even in ambient temperature, due to the large and strong coagulates produced by this method. When kerosene was used in the disintegration and coagulation stages, the average coagulate size was 1114 mum, and a deinking percentage of 98.4% was attained through separation with a neodymium-boron magnet.

  • 日本技術者教育認定機構(JABEE)基準について

    資源・素材学会秋季大会講演集(JABEE分科研究会)   68   112 - 114  2002.09

    CiNii

  • 「廃棄物経済学をめざして」

    早稲田大学出版部    2002.08

  • 環境調和型リサイクリング

    日本技術士会 エネルギー環境研修会    2002.05

  • JABEE「地球・資源およびその関連分野」の分野別要件 について-「地球・資源および関連分野」における技術者養成と大学教育

    日本学術会議「地球・資源とその関連分野の合同シンポジウム」    2002.05

  • トナーの単体分離性向上を目的としたケロシンによるオフィス古紙の離解

    OKI Tatsuya, OWADA Shuji, YOTSUMOTO Hiroki, TANUMA Hirokazu, TAKEUCHI Yuu

    資源素材学会誌   179-184 ( 3 ) 179 - 184  2002.04

    　View Summary

    In waste office paper photocopied and printed by laser printers, toner ink is used as the printing medium and it cannot be decomposed in alkali by saponification different from the case of conventional oil ink. Therefore, to achieve a high degree of liberation, waste office paper has conventionally been comminuted to fine particles by strong agitation. However, this method not only makes toner so fine that separation becomes even more difficult but also makes it difficult to make high quality regenerated paper because the paper fibers are cut. In this study, a toner disintegration method by a relatively soft agitation force with the use of kerosene as a softening agent for toner ink has been investigated. The liberation degree of toner was 3.8 % by the conventional method using only NaOH and increased to 98.1 % by using undiluted kerosene and to 80.1 % by using 1 % kerosene suspension. As the remained toner parts were connected to only one or few paper fibers in these kerosene treatments, the liberation degree would become 100 % if these kinds of toner were also counted. The use of surfactants as dispersion agents for kerosene decreases the liberation degree because it interferes the softening of toner. It was also confirmed that an NaOH treatment in advance of the kerosene treatment is important to increase the liberation degree of toner.

    DOI CiNii

  • ケロシンを用いたオフィス古紙の共凝集磁選

    OKI Tatsuya, OWADA Shuji, YOTSUMOTO Hiroki, TANUMA Hirokazu, TAKEUCHI Yuu

    資源素材学会誌   185-190 ( 3 ) 185 - 190  2002.04

    　View Summary

    Recently, a new method for deinking waste officer paper by magnetic separation after hetero-coagulation of magnetic and non-magnetic toner has been reported. The selection of flocculants which can produce large and strong coagulates is very important to reject toner coagulates effectively in this method. 1-octadecanol whose melting point is 60 °C is used in their report. Coagulation was carried out at 70 °C and then the 1-octadecanol liquid was cooled to make strong solid coagulates. Although high toner liberation must also be achieved before magnetic separation to obtain high deinking and paper recovery, no investigations on liberation methods were done in that report. A paper disintegration method using kerosene was reported in our previous paper, and it was shown that almost 100 % of toner liberation could be attained. As kerosene has ability to soften toner, strong coagulates may be produced by that adhesion when used as a flocculant. In this study, the size of liberated toner by the kerosene disintegration method has been investigated, and the bonding strength between toner particles by adding kerosene as a flocculant has been compared with that by 1-octadecanol. After these investigations, coagulating and deinking properties of kerosene and that of 1-octadecanol have been compared by rejecting toner coagulates with a NdB magnet. From the results, close to 100 % of deinking can be expected with little paper loss even in room temperature because large and strong coagulates can be produced by the use of kerosene as a flocculant. When kerosene was used in the disintegration and coagulation stages, the average coagulate size was 1114um and 98.4 % of deinking was attained by separation with the NdB magnet.

    DOI CiNii

  • 産地の異なる石炭の電気パルス粉砕性の比較

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   54-55 ( 2 ) 54 - 55  2002.03

    CiNii

  • 有機・無機イオン交換剤を用いたハイパーコール製造のための脱アルカリ技術

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   56-57 ( 2 ) 56 - 57  2002.03

    CiNii

  • 優先破壊を考慮した単体分離モデルおよびそれを用いた選別後の品位・回収率の予測

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   60-61 ( 2 ) 60 - 61  2002.03

    CiNii

  • PET,PVCの浮選における湿潤剤のイオン性と鎖長さおよび温度の影響

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   233-234 ( 2 ) 233 - 234  2002.03

    CiNii

  • ケロシンを用いたオフィス古紙の常温共凝集磁選

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   236-237 ( 2 ) 236 - 237  2002.03

    CiNii

  • 「リサイクルの百科事典」

    丸善    2002.01

  • Separation of PET and PVC by Flotation.

    The 6th International Symposium on East Asian Resources Recycling Technology, Gyeongju   730-733  2001.10

  • 「微粒子工学大系」第1巻基本技術,静電分離

    フジテクノシステム    2001.10

  • 日本技術者教育認定機構(JABEE)の最近の動向

    日本学術会議・地質科学シンポジウム   7-13  2001.06

  • リサイクリングの基本理念とその太陽電池パネルへの適用

    第18回太陽光発電システムシンポジウム-21世紀を作るニューエコビジネス-   3・37-45   3 - 37〜45  2001.06

    CiNii

  • 粉砕基礎試験と離散要素法シミュレーションを組み合わせた粉砕性新評価法の実験的検証-ボールミル,遠心ミルによる石英粉砕性評価への適用-

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   111-112 ( 2 ) 111 - 112  2001.03

    CiNii

  • セメント/ガラス人工試料を用いた改良Wiegel(単体分離)モデルの実験的検証

    資源・素材学会春季大会   113-114 ( 2 ) 113 - 114  2001.03

    CiNii

  • 溶剤前処理法による石炭の選択粉砕における破壊圧の影響

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   115-116 ( 2 ) 115 - 116  2001.03

    CiNii

  • 電荷重畳法を用いた静電式静電選別挙動のシミュレーションとコロナ式への応用

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   169-170 ( 2 ) 169 - 170  2001.03

    CiNii

  • 電気パルス粉砕による石炭の集合粉砕

    資源・素材学会春季大会講演要旨集   109-110 ( 2 ) 109 - 110  2001.03

    CiNii

  • 廃棄物処理,リサイクルから見た粉体技術

    日本粉体工業技術協会 計装測定分科会    2001.01

  • 「リサイクルの百科事典」

    丸善    2001.01

  • クリーンコール製造のためのアルカリおよびアルカリ土類金属の除去

    Ono Sigeyoshi, Yamashita Toru, Ito Mayumi, Owada Shuji, Shinozaki Sadayuki

    第37回石炭科学会議,札幌   37   97 - 100  2000.09

    　View Summary

    Direct coal injection to a gas turbine is expected as an advanced high efficiency power generation technology. In this case, feed coal must be ash-free and alkaline and alkaline earth metal-free to prevent erosion and corrosion of turbine blade. In this study, ion exchange treatment of coal was investigated to remove Na, K, Ca and Mg.

    DOI CiNii

  • 資源リサイクリングにおける近未来技術開発の展望

    日本学術会議「地球・エネルギー・資源--近未来技術の展望」シンポジウム   57-63  2000.06

  • Liberation Model Considering Preferential Breakage at Mineral Bundaries.

    OWADA S.

    21th International Mineral Processing Congress, Rome   A2・9-A2・15   9 - 15  2000.06

    CiNii

  • プラスチック類の相互分離を目的とした縦型循環流式浮選セルの試作

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 181 - 182  2000.03

    CiNii

  • 廃パソコンシュレッダーダスト中の有価成分の物理選別性および有害成分の溶出性

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 183 - 184  2000.03

    CiNii

  • 古紙の粘着物質除去に関する基礎的研究

    資源・素材学会,春季大会    2000.03

  • オフィス古紙の脱トナーに関する研究—拡散反射・拡散透過法によるトナーの定量—

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 162 - 163  2000.03

    CiNii

  • 電荷重畳法を用いた粒子静電選別挙動のシミュレーション

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 7 - 8  2000.03

    CiNii

  • 改良Wiegelモデルの磁鉄鉱鉱石,滑石片岩および人工試料への適用

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 5 - 6  2000.03

    CiNii

  • 単体分離促進を目的とした石炭への電気パルス粉砕の適用

    資源・素材学会,春季大会   2000 ( 2 ) 3 - 4  2000.03

    CiNii

  • 粉砕基礎試験と離散要素法シミュレーションを組み合わせた粉砕性新評価法の検討

    資源・素材学会,春季大会    2000.03

  • 環境調和型資源リサイクリング

    日本電子材料協会,新春講演会    2000.02

  • Environmentally conscious recycling and compositional separation

    Shuji Owada

    KONA Powder and Particle Journal   18 ( May ) 20 - 25  2000

    DOI

    Scopus

  • 環境調和型資源リサイクリングと成分分離

    自動車技術会,リサイクル技術会専門委員会    2000.01

  • 物理選別技術の理論と廃棄物処理への応用

    金属学会セミナー    2000.01

  • 「産業リサイクル事典」

    産業調査会事典出版センター    2000.01

  • The Transition] from Mining Engineering to Resources Engineering in Japan.

    TJTTP-OECF Seminar, Chulalongkorn University, Bangkok    1999.12

  • Environmenntally Conscious Recycling and Separation Technology.

    TJTTP-OECF Seminar, Chulalongkorn University, Bangkok    1999.12

  • 日本の大学における資源系エンジニアリング教育の現状

    資源・素材学会秋季大会論文集    1999.11

  • On the Global Environment and Environmentally Conscious Recyling.

    国際資源大学校    1999.11

  • 資源リサイクリングと分離技術

    日本技術士会,資源工学部会    1999.10

  • Recovery of Valuable Components from Shredder Fluff and Reduction of Heavy Metals Leaching.

    Proc. 5th International Symposium on East Asian Recycling Technology (EARTH'99), Tsukuba    1999.06

  • 資源開発系における国際的技術者教育・資格に対する取り組み並びに提案

    「工学教育」連合講演会論文集     61 - 66  1999.05

    CiNii

  • オフィス古紙の脱トナーに関する研究-トナーと紙繊維の選択的離解

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.157-158  1999.03

  • 廃パソコンシュレッダーダストの基礎物性調査-廃自動車,廃家電品ダストとの比較

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.145-146 ( 2 ) 145 - 146  1999.03

    CiNii

  • 破断面複雑さの臨界応力依存性を考慮した破壊機構のモデル化

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.119-120  1999.03

  • PETおよびPVC浮選における湿潤剤鎖長さおよび試料厚さの影響

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.29-30 ( 2 ) 28 - 29  1999.03

    CiNii

  • 表面改質-静電選別による石英・アルミナ相互分離の可能性

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.23-24 ( 2 ) 23 - 24  1999.03

    CiNii

  • 遠心ミルの石英粉砕における粉砕および摩耗特性の実験的研究

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.9-10  1999.03

  • 鉱物相間の選択破壊を考慮した改良Wiegelモデルの適応性およびその評価

    資源・素材学会春季大会講演要旨集/資源・素材学会   pp.5-6  1999.03

  • シュレッダーダスト処理について-マテリアルリサイクル

    日本粉体工学技術協会   pp.23-30  1999.03

  • 資源リサイクリングと選別技術

    論文集「材料の循環利用と自然回帰」/名古屋大学理工科学総合研究センター   pp.23-30  1999.03

  • Application of physical separation technologies to the shredder fluffs

    S Owada, Y Wada

    FIRST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ENVIRONMENTALLY CONSCIOUS DEGIGN AND INVERSE MANUFACTURING, PROCEEDINGS   pp.894-899   894 - 899  1999  [Refereed]

    　View Summary

    Compositional structure of the two kinds of shredder fluffs generated from scrap automobiles and electrical home appliances were compared with each other on material and elemental compositions and liberation state It was found that compositional elements were classified into three kinds of groups of different size and that valuable elements were concentrated in larger size and toxic ones in smaller size ranges. Combination of physical separation methods, jigging, magnetic, eddy current, and electrostatic separations was able to produce metal concentrates Of Fe, Cu and Al suitable for smelter feeds with relatively high recoveries and contents. Plastic and wooden materials suitable for energy recovery were also produced in the float of sink and float separation.

  • リサイクリングにおける資源の流れと成分分離

    粉体工学会秋期大会研究発表会講演論文集/粉体工学会   pp.135-141  1998.11

  • Grindability of Clean Coals Obtained by Molten Caustic Leaching in Relation to Desulphurization and De-ashing Properties

    Proceedings of 13th International Coal Preparation Congress   pp.539-551  1998.10

  • Development of a Centrifugal Mill - A chain of simulation, equipment design and model validation,

    Proceedings of 9th european Symposium on Comminution   pp.587-596  1998.09

  • Sustainable Development of Mining Engineering in Environmentally Conscious Recycling System

    Proceedings of 2nd Environmental Cooperation Workshop for Sustainable Development on Mining Activities   pp.S4:1-S4:15  1998.09

  • 表面改質-静電選別における電解質水溶液噴霧条件の検討

    資源・素材学会,春季大会   p. 96 ( 2 ) 96 - 96  1998.03

    CiNii

  • 亀裂表面のフラクタル性の強度依存性を考慮した脆性破壊のモデル化

    資源・素材学会,春季大会   p. 91  1998.03

  • 廃家電品シュレッダーダストの粒度別・素材別溶出性に及ぼす事前水洗の効果

    資源・素材学会,春季大会   p. 37 ( 2 ) 37 - 37  1998.03

    CiNii

  • 鉱物相間の選択的破壊を考慮した改良Wiegelモデルの提案

    資源・素材学会,春季大会   p. 23 ( 2 ) 23 - 23  1998.03

    CiNii

  • 資源リサイクリングと成分分離

    日本学術会議,第13回環境工学連合講演会   pp. 23-30   23 - 30  1998.01

    CiNii

  • Environmentally Conscious Resources Recycling.

    Asian-Pacific Conference on Industrial Waste Minimization and Sustainable Development   pp. 171-180  1997.12

  • Present Status of Non-Ferrous Metals Recycling and Technologies in Japan.

    OWADA S.

    APEC-GEMEED Environmental Cooperation Workshop for Sustainable Development on Mining Activities   S2. pp. 59-88  1997.10

    CiNii

  • Physical Separation of the Devices in Televisions and Personal Computers for Elemental Concentration.

    20th International Mineral Processing Congress   pp. 261-272  1997.10

  • Distribution of Compositional Materials and Elements of the Devices Installed in Televisions and Personal Computers for Achieving Devices Separation.

    4th International Symposium on East Asian Resources Recycling Technology   pp. 257-264  1997.09

  • 廃棄物の破砕・選別技術と開発動向

    エヌ・ティー・エス    1997.09

  • 環境調和型リサイクリング

    資源処理学会   113;2, pp. 98-103  1997.06

  • 資源リサイクリングにおけるソフトセパレーション

    静電気学会   21;4, pp. 161-165  1997.04

  • 廃棄物の破砕・選別技術

    「廃棄物の破砕・選別技術最前線」,技術情報センター    1997.03

  • 廃自動車・廃家電品シュレッダーダストの有害元素溶出性における事前水洗の効果

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 静電選別における電解質水溶液噴霧の効果

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • キューバ産ラテライト浸出滓からの鉄の資源化(第3報)-Moa Bay浸出滓のガス還元および溶融還元性

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 黄鉄鉱・白鉄鉱の浮遊性に対する酸化の影響

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • イリノイNo.6炭のアルカリ処理特性とマセラル構成の関連

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • イリノイ炭の正・逆浮選における脱硫性の比較

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 脱硫・脱灰のためのアルカリ溶融処理がremington炭の粉砕性に及ぼす影響

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 迅速・少量粉砕試験法より得られる高純度鉱物粉砕性指標の総括的評価

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 結晶粒間の選択的破壊を考慮した単体分離促進過程のモデル化

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 粒子構造のマルチフラクタル性を考慮した粒子破壊のモデリング

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • ボールミル2成分系粉砕におけるエネルギー分配とそのモデル化(第3報)

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 廃自動車および廃家電品シュレッダーダストを構成する各種素材の物理的選別挙動

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 汎用プラスチック類の表面ぬれ性および浮選相互分離の可能性

    資源・素材学会春季大会    1997.03

  • 資源・素材の精製とリサイクリング

    第2回資源分野研究委員会/工業技術院・旭リサーチセンター    1997.03

  • エネルギー・資源ハンドブック

    オーム社    1996.11

  • 静電選別における粒子表面改質の影響

    第5回素材工学研究所研究懇談会/東北大学素材工学研究所    1996.11

  • 資源リサイクリングと環境問題

    第2回鉱害環境情報交換会資料集/金属鉱業事業団    1996.11

  • 第19回国際選鉱会議に見る物理的分離技術および浮選操業

    資源・素材学会秋季大会「資源開発技術」/資源・素材学会    1996.10

  • 第19回国際選鉱にみる物理的分離技術および浮選操業

    資源・素材学会、秋季大会「資源開発技術」   p-7-5, pp.203-209  1996.10

  • 表面改質による静電選別における改質時乾燥時間の影響

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 145 - 145  1996.03

    CiNii

  • 粉砕産物投影像輪郭のフラクタル次元の粒度依存性

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 142 - 142  1996.03

    CiNii

  • ボールミル2成分系粉砕におけるエネルギー分配とそのモデル化(第2報)

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 141 - 141  1996.03

    CiNii

  • 廃自動車および廃家電品シュレッダーダストの粒度別化学組成と溶出性

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 49 - 49  1996.03

    CiNii

  • 廃自動車および廃家電品シュレッダーダストにおける各種構成物質の存在形態

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 48 - 48  1996.03

    CiNii

  • プリント基板装着部品の素材構成および物理的選別技術適用による成分濃縮の可能性

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 46 - 46  1996.03

    CiNii

  • 物理的選別によるプリント基板装着部品の種類別回収

    春季大会講演要旨集/資源・素材学会   1996 ( 1 ) 45 - 45  1996.03

    CiNii

  • 資源リサイクリングにおける選別技術

    OWADA Shuji

    粉体工学会誌/粉体工学会誌   32;6 ( 6 ) 401 - 407  1995.06

    DOI CiNii

  • 廃棄物処理・リサイクル(新環境管理設備事典)

    産業調査会・事典出版センター    1995.04

  • Improvement of the selectivity in electrostatic separation by modifying particle surface

    S Owada, K Yasukawa

    PROCEEDINGS OF THE XIX INTERNATIONAL MINERAL PROCESSING CONGRESS, VOL 2   2   173 - 177  1995  [Refereed]

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Research Projects

  • 最終処分場都市鉱山学の確立とその実践－採鉱・選鉱技術の開発－

    Project Year :

    2019.04
    -
    2022.03
     

    　View Summary

    地球上の資源は有限である。よって、消費・廃棄された資源を回収し再利用することは持続可能な社会をつくるために必須である。わが国は工業が盛んで多様な金属から家電製品をつくり、使用後は破砕し、最終処分場へ埋め立ててきた。それにも拘わらず、家電リサイクル法が制定される以前に埋め立てられた処分場の浸出水から金属類はほとんど検出されない。これまでの研究で、ある種の金属類は埋立層内を移動し濃集ゾーンを形成していることが判明した。本研究では、これらの金属類を、埋立層から効果的に取り出す採鉱システムおよび採取された埋立物から有用金属類を経済的に回収する方法について確立し、有用金属の再利用をめざしている

  • 希少金属類の経済的回収をめざした最終処分場都市鉱山化への方策

    Project Year :

    2016.04
    -
    2019.03
     

    　View Summary

    本研究は、日本においてリサイクルが普及する以前に埋め立てられた最終処分場埋立層より、経済的に価値あるレアメタル類を回収し備蓄しておく方法論の解明に焦点をあてている。そのためには、①埋立層内にあるレアメタルの種類・濃度・化学形態の把握、②埋立層内レアメタル類濃集ゾーンの非破壊探査手法の確立、③埋立層内からの埋立物回収方法の検討、④回収埋立物からの効率的なメタル抽出方法に関する物理的・化学的・微生物学検討、が必須である。(1）については、国内数処分場の埋立物を用いて検討し、数種のレアメタルについては有用資源であるとの結論を得ている。そこで、2016年度は、都市鉱山となりうる有望な一つの埋立層に焦点をあてて、前述の②と④の検討を行った。その結果を以下に記す。(1)非破壊探査手法の検討：処分場においてフィールド探査実験、実験室において埋立層から掘削したコア試料を用いたピース実験を実施した。前者にて強制分極（IP）現象の高いゾーンを特定した後、その部分からコア試料を採取するためにボーリングを実施した。そして、これらのコア試料を用いたピース実験および化学分析の結果から、IP現象の高いゾーンは硫化鉄濃度が高いことが判明した。さらに、このようなゾーンには、銀(Ag),クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、バリウム(Ba)、ネオジウム（Nd)等が相対的に高い濃度で含有されていた。即ち、本研究目的に対して、IP探査が有効であることが確かめられた。(2)効率よく埋立物からレアメタル類を抽出する方法の基礎的検討：埋立物から経済的にレアメタルを抽出する方法として、メタル類の物理的な選別を考えた。比重2.0、2.5、3.0の重液を用いて濃縮効果を調べた結果、比重3.0の重液の効果は頗る大きかった。まとめ：ある種のレアメタルに対する人為的な濃縮作業は有効であり、その探査にはIP法が利用可能といえる。当初予定した研究フローに沿って進んでいる。規模は異なるが、自然鉱床の探査・開発と同じく、地下内部の正確な情報抽出が重要となる。そのために、強制分極（IP）法が有効であることが、フィールド実験とピース実験の結果から示された。また、回収埋立物から経済的にレアメタルを抽出する物理的な処理として、重液選別が利用可能であることが判明した。2017年度は、これらの成果を土台にさらなる実験を重ねる。また、国立環境研究所の研究分担者は微生物によるリーチング実験、本学の研究分担者には物理選別効果の検証、等、補完しあいながら順調に進んでいる。2016年度の結果をもとに以下の実験を進める。(1) 埋立層内メタル濃集ゾーン探査における精度向上：わが国の最終処分場のなかで最も多い内陸谷埋め型サイトで、IP探査のフィールド実験とピース実験を実施する。また、フィールド実験における適正な測線配置の検討を行うとともに、解析プログラムに対する改良も行う。そして濃集ゾーン探査における最適手法の確立を今年度で終える。(2)有用埋立物を物理的に濃縮する方法の検討：2016年度の基礎検討に基づいて、埋立廃棄物の種類ごとに、粉砕や選別に関して実験的な検討を行う。対象とする廃棄物としては、焼却灰・汚泥・シュレッダーダスト等が考えられる。重液選別のほか、浮遊選別の有効性についても検討したい。なお、廃棄物の種類によって異なるフローとなることが予測される。(3) 有用メタル類を化学的に抽出する方法の検討：2016年度までの基礎検討に基づいて、埋立廃棄物の種類と抽出金属を考慮しながら、化学的抽出法の検討を行う。研究代表者の研究室では、最終処分場で実施されたボーリングコアに対して逐次抽出法を用いて、埋立層中でのメタル類の賦存形態を調べている。その結果では、メタルによって埋立層内の賦存形態は多様であることから、その特性に応じた化学的抽出法の開発が重要となる。これらに対しては、各試料において基礎的な化学溶出実験等を繰り返し、対象メタルに対する最適抽出法を考える。さらに、バイオリーチングに対しても、文献調査を行い、さらに有用と思われる方法に対して実験を試みる。対象とする廃棄物としては、焼却灰・汚泥・シュレッダーダスト等を考えている。ボーリング掘削実施費用に対する加算のた

  • Preparation of Alcohol by CO2 reduction and carbon-carbon bond formation using high efficiency Fenton reaction

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2012.04
    -
    2014.03
     

    OWADA Shuji, TOKORO Chiharu

    　View Summary

    CO2 could be transformed to methanol and ethanol using high efficiency Fenton reaction in which radical generation could be promoted by the repetitive supply of ferrous sulfate, hydrogen peroxide and pH regulator to CO2 saturated sulfate solution. Formic acid, acetic acid, oxalic acid, formaldehyde, acetaldehyde were also formed as intermediate products. Alcohol yield was increased by usage of several catalysts and optimization of process conditions. Furthermore, component of resulting sludge by Fenton reaction was combination of ferrihydrite and schwertmannite, and alcohol yield was increased by control of process conditions such that the ratio of ferrihydrite was maximum in the sludge

  • Improvement of the selectivity in electrostatic separation by surface modification

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    1997
    -
    1999
     

    OWADA Shuji

    　View Summary

    Electrostatic separation is basically a method in which the difference in the electric conductivity of targeted materials is utilized. However, surface conductivity is easily influenced by various factors in the circumstances especially humidity, then the method has not been widely adopted in Japan. In the method developed in this study, this problem will be dissolved by adding the two kind of pretreatment methods, 1) surfactant treatment and 2) electrolyte solution spraying. Theoretical background was at first made sure experimentally, then the following boundary conditions are clarified in each stage, such as 1) species and concentration of surfactant, drying conditions, 2) species and concentration of electrolyte solution, configuration of atomizer and sample, sample volume, water content of particle surface, etc. Spray method in the stage of surfactant treatment was tried and confirmed effective for making more feasible process.Simulation program was created for obtaining particle behavior in the electrostatic separation. Charge ^<*****> method was used for simulating electric field and gravitational, centrifugal, frictional, electrostatic, and drag forces were calculated in the program. The simulation was validated in the experiments by changing conditions of electrodes configuration (axes and distance), voltage applied, etc. Electrostatic electrode was took into account but not corona electrode in the simulation

  • Establishment of Intensive Ash and Sulfur Rejection from Coals.

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    1995
    -
    1996
     

    HARADA Taneomi, YAMAZAKI Atsushi, OWADA Shuji

    　View Summary

    Two kinds of coal cleaning methods were applied to the Illinois No.2 and No.6 coals, which were 1. flotation as major physical cleaning method and 2. aqueous caustic leaching (ACL) and molten caustic leaching (MCL) as chemical cleaning methods. The objective of this study is to clarify the limit of flotation and the reaction mechanism of ACL and MCL.The major results obtained are summarized as follows ;1. Ash and sulfur rejection by flotationNormal flotation was applied to the Illinois No.2 coal with the addition of potassium chromate and iron oxidation bacteria and changing conditioning pH to depress iron sulfide minerals. 60-70% of ash rejection, 70-75% sulfur rejection was obtained with 40-45% recovery of coal substances. Bacteria treatment could achieve higher coal substance recovery but with relatively lower ash and sulfur rejection.Reverse flotation was applied to the Illinois No.6 coal which was very low floatability of coal substance. The cleaning results were 25% ash rejection, 38% sulfur rejection and 89% coal substance recovery. Searching relationship between the libeation of iron sulfide minerals and flotation behavior, it was demonstrated that the particles with the ratio of lower than 30% of iron sulfide minerals were difficult to be floated.2. Ash and sulfur rejection by ACL and MCLACL was applied to the Illinois No.6 coal with NaOH,to obtain the result of 88.8% ash rejection, 28.6% sulfur rejection and 90.4% coal substance recovery. 94.9% ash rejection, 91.4% sulfur rejection and 73.0% coal substance recovery was obtained by the MCL with alkali of NaOH/KOH=3/1.The recovery of each maceral group in the stage of MCL were calculated to 98% of vitrodetrinite+exinite, 67% of inertinite and 58% of telinite+collinite

  • Establishment of Quick-Precision Grindability Testing Method and Application to Measurement of the Grindability of Dozens Kinds of High Purity Minerals.

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    1991
    -
    1993
     

    HARADA Taneomi, OWADA Shuji

    　View Summary

    At present, F.C.Bond's Grinding Work Index (Wi) is widely used in the world. But, measurement of Wi needs considerably much time, labor and a lot of mineral sample (10 kg). According to Quick-Precision Grindability Testing Method which was established in this study, the grindability index (a) of minerals can be measured using only 5g samples and it has been cleared that Wi can be calculated from a. This relationship is shown by the following equation.Wi(kWh/t) of forty-seven kinds of minerals and three kinds of synthetic materials ws calculated. Typical examples are as follows : galena 5.30, gypsum 6.44, chalcopyrite 7.78, sphalerite 8.84, goethite 9.02, hematite 10.64, columbite 10.89, pyrite 11.43, cerussite 12.86, chalcocite 13.78, molybdenite 14.64, graphite 15.96, chromite 16.35, spinel 17.23, pyrrhotite 18.87, corundum 19.36, zircon 23.11, arsenopyrite 24.72. It means that lower Wi material is more grindable than higher Wi one.The hardness effects on the grindability of minerals to some extent, but degree of relationship between the hardness and the grindability is not so high. From this study it was clarified that the friability and the cleavage are also important factors which effect on the grindability of minerals

  • 微粒子形状評価へのフラクタルの適用

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    1991
    　
    　
     

    大和田 秀二

  • A Study for Improvement of the Separation Results of Rare Metal Minerals Which are Difficult to Separate

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    1990
    -
    1991
     

    HARADA Taneomi, OWADA Shuji

    　View Summary

    Followigs are the main results obtained.(1) Flotation separation of monazite and xenatimeMonazite samples investigated are from Australia, Malaysia, Thailand and America(U. S.), and xenotime sample is from Malaysia.Remarkable difference has been observed in terms of flotation recovery among these monazite samples, using dodecylammonium chloride (DAC) as collector at the solution pH of 7 ; the values are 90 % of Thai sample, 70 % of Malaysian, 51 % of American and 8 % of Australian. Flotation recovery of the xenotime sample is 14 % under the same conditions. Using sodium dodecylsulfate (SDS) at pH 3, the flotation recoveries are 51 % of American sample, 35 % of Australian, 11 % of Malaysian and 0 % of Thai for monazite, and 17 % for the xenotime. It has been found that the addition of FeCl_3 greatly increased the flotation of monazites using SDS as collector, for example 82 % of flotation was achieved for the Malaysian monazite.(2) Flotation separation of colulubibe and wolframiteMagnetizations of Japanese columbite and Portuguese wolframite are 0.63 emu/g and 0.68 emu/g, respectively, in the magnetic field of 15 kOe, indicating that magnetic separation is not suitable for the separation of these minerals. Flotation recoveries of these minerals are 68 % of the columbite and 9 % of the wolframite, using sodium oleate as collector at pH 3. Then, the effective separation is expected by combining subsequent cleaning and scavenging processes

  • クロム鉄鉱の鉱物学的性質と還元性との関係に関する研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    1986
    　
    　
     

    大和田 秀二

  • 純粋鉱物の鉱物学的性質と選鉱挙動との関係に関する研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    1985
    　
    　
     

    大和田 秀二

  • 環境を考慮した資源リサイクリングへの選鉱技術の適用および実験手法の調査

    　View Summary

    日本では埋立地の減少と環境の改善および金属資源を主体とする資源の枯渇から資源リサイクリングが急務となっている。金属をはじめとする資源リサイクリングについては、資源・素材学会の資源リサイクル部門委員会にて各種報告検討が行われている。この中で特に、選別主体の技術担当者および研究者が集まり環境調和型の資源リサイクリングを検討することは重要である。委員会を年に4回開催し、本委員会では各種単位操作である粉砕、分級、各種選別、脱水乾燥、湿式分離および熱を用いた資源リサイクリング関連技術を世界および日本の発表文献より体系的に調査し、環境調和型リサイクリングを考察し小冊子を作成した。その中で本文は下記7項目について記してあり、今後の環境調和型資源リサイクリングに関する資料として役立つことを期待する。1.破砕・粉砕とリサイクルヘの応用について、2.ふるい分け、分級、手選、色彩選別とリサイクリングへの応用について、3.比重選別、空気選別とリサイクリングヘの応用について、4.重液選別法とリサイクリングヘの応用について、5.磁気的選別とリサイクリングヘの応用について、6.静電選別とリサイクリングヘの応用について、7.リーチング、溶媒抽出とリサイクリングヘの応用について。これを基に将来の特定領域研究あるいは国際共同研究を申請するための準備とした

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Misc

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Industrial Property Rights

  • 金属廃材から有価物を選別する選別方法

    6635423

    大和田 秀二

    Patent

  • 活性炭の分離方法

    大和田 秀二

    Patent

  • アルミ合金判別方法と判別装置および選別設備

    5832889

    大和田 秀二

    Patent

  • アルミ合金判別方法および選別設備

    5562193

    大和田 秀二

    Patent

 

Internal Special Research Projects

  • 低環境負荷型土壌洗浄プロセスの開発

    2008  

    　View Summary

    射撃場からの鉛汚染土壌を対象として、低負荷型の土壌洗浄プロセスの検討を行った。一般に土壌洗浄法では、水洗洗浄及び湿式篩いすることによって、粗粒部の浄化土壌と微粒部の汚染土壌に分離し、汚染土壌を減容化している。本研究においては、この汚染濃縮土壌に対し、さらに粉砕・分級・酸処理などの処理を加えることで、浄化土壌の回収量の増加及び汚染土壌の減容化を目指した。粉砕工程では、鉛分が濃縮していると予測される土壌粒子表面を選択的に粉砕することを意図して、特殊な混合効果を持つインテンシブミキサーを用いた粉砕を試みた。表面粉砕において影響の大きい操作条件であると考えられる含水率、粉砕時間について実験的に最適な条件を検討したところ、含水率25%、粉砕時間2分の条件を得た。このとき、粉砕産物の粒度分布をフィードの粒度分布と比較すると、粗粒部ではほぼ一致しているが微粒部の割合が増大していることが確認され、表面粉砕が良好に進行していると予測された。また、粉砕速度論を用いた解析と産物の粒度分布との被比較により、表面粉砕速度の推測を行ったが、その推測値と微粒群への鉛分濃縮割合との間には良好な相関が確認され、表面粉砕によって鉛分の微粒群への濃縮が可能であることがわかった。さらに、粉砕前後の土壌中の鉛分の形態を連続抽出法により調査したところ、表面粉砕は鉄またはマンガン酸化物または有機物に結合している鉛分に特に効果的であることが確認された。　更なる鉛分の除去を目指し、粉砕産物の粗粒群に酸処理を行ったところ、表面粉砕なしに酸処理を行う場合に比べて、少量の酸添加でpHが下がり、鉛分の除去が可能であることが確認された。粉砕産物と同様に連続抽出法により鉛分の形態を調査したところ、酸処理は炭酸塩態の鉛分除去に特に効果的であることが確認された。したがって、表面粉砕と酸処理では処理に効果を発揮する鉛分形態が相互に補完しており、両者の組み合わせが鉛汚染土壌の洗浄に有効であることが確認された。

  • 低環境負荷型土壌洗浄プロセスの開発

    2007  

    　View Summary

    射撃場からの鉛汚染土壌を対象として、低負荷型の土壌洗浄プロセスの検討を行った。一般に土壌洗浄法では、水洗洗浄及び湿式篩いすることによって、粗粒部の浄化土壌と微粒部の汚染土壌に分離し、汚染土壌を減容化している。本研究においては、この汚染濃縮土壌に対し、さらに表面粉砕・分級の処理を加えることで、浄化土壌の回収量の増加及び汚染土壌の減容化を目指した。粉砕工程では、鉛分が濃縮していると予測される土壌粒子表面を選択的に粉砕することを意図して、特殊な混合効果を持つインテンシブミキサーを用いた粉砕を試みた。インテンシブミキサーの操作条件である回転数、含水率、粉砕時間について実験的に最適な条件を検討したところ、回転数900rpm（装置上の最小回転数）、含水率25%、粉砕時間2分の条件を得た。このとき、粉砕産物の粒度分布をフィードの粒度分布と比較すると、粗粒部ではほぼ一致しているが微粒部の割合が増大していることが確認され、表面粉砕が良好に進行していると予測された。表面粉砕前後の鉛分の形態を、Tassirらによる連続抽出法によって検討したところ、表面粉砕は、特に、酸化鉄・酸化マンガン結合態や有機物結合態の形態で存在する鉛分に有効であることがわかった。汚染土壌に比較的多く含まれている炭酸塩態の鉛分には、表面粉砕はそれほど有効でなかったことから、表面粉砕のみでの土壌の完全浄化は困難であると考えられる。さらに、離散要素シミュレーションを用いてインテンシブミキサー内の土壌粒子同士の衝突エネルギーの算出を行った。インテンシブミキサーは、パンとアジテータが互いに逆方向に回転して粉砕を行っているが、アジテータは垂直方向の、パンは水平方向の攪拌性を向上させる役割を持っていることがわかった。また、パンとアジテータの両方を回転させることによって、全体の攪拌性が安定することが確認された。さらに、回転数と、粒子同士の衝突エネルギーの接線方向と法線方向の差との関係を検討したところ、900rpmにおいて最も接線方向の衝突エネルギー割合が増加することが確認され、900rpmで最も良好に表面粉砕が生じるという実験事実との整合性が確認された。

  • 浮選による汎用プラスチック類の相互分離

    1998  

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    　容器包装リサイクル法の成立にともない、近年特に注目されているＰＥＴとＰＶＣの分離についてその基礎研究を行った。表面の水に対するぬれ性の差を利用する浮選法を両者の相互分離に適用してその可能性を探った。また、基礎的性質の異なる各種湿潤剤を添加してプラスチックの浮選挙動を比較し、それら湿潤剤のプラスチック表面への吸着機構を解明すべく検討を行った。得られた結果の概要を以下に示す。１）疎水基長さの異なる９種類の陽イオン性および陰イオン性湿潤剤を添加して浮選を行った結果、大凡の傾向として、疎水基長さが長くなるほどプラスチック表面の湿潤化が促進されることが分かり、湿潤剤の吸着には疎水性相互作用が支配的に働くことが確認された。２）プラスチック表面は、通常、水中で負に帯電することが知られているが、同じ疎水基長さを持つ湿潤剤では、むしろ陰イオン性のものがその湿潤効果が高かった。これは、プラスチック表面へ吸着する湿潤剤の単なる量でなく、その表面での配向性の重要性を物語るものであり、陰イオン性湿潤剤では極性基のプラスチック表面との電気的な反発力は吸着の配向性の向上につながるものと解釈された。３）ＰＥＴ、ＰＶＣともに単独の浮選結果であるが、湿潤剤として、疎水基長さ８～12のアミン塩酸塩、同10～12のスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、およびポリビニルピロリドンを用いた場合に両者の相互分離の可能性が示された。４）今回の浮選試験では、いずれの場合もＰＶＣが選択的に湿潤化・浮選抑制される傾向を示した。ＰＶＣはＰＥＴ中に不純物として混入することが予想されるものであるが、量的にはＰＥＴに比べて少なく、湿潤剤がそのＰＶＣに対して選択的に作用することは浮選操業における試薬量節減の上からも合理的と判断された。

  • 部品選別による廃電子機器の元素濃縮

    1997  

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    大量生産・大量消費・大量廃棄の現システムにおいて、持続可能性を維持するためにわれわれのできる選択は、人為的な循環系を構築すること以外にない。特に近年排出量が増大し今後もその傾向が続くと思われる廃電子機器については、早急にその対策を講ずることが必要である。　これらをリサイクルするルートとしては、(1)製品サイクル、(2)部品サイクル、(3)素材サイクル、(4)原料サイクル、(5)資源サイクルの5種類が考えられるが、前者のものほどその機能までも利用するという点で環境負荷の少ないリサイクルということができる。(1)は未だ設計段階での準備が整っておらず、少なくとも現在排出されているものに対しては無力であり、現段階で最も環境負荷の少ないルートは(2)と考えることができる。　本研究では、廃電子機器としてパソコンおよびテレビを取り上げ、それらの部品選別を行って、部品サイクルのルート確立およびそれによる成分分離（元素濃縮）の可能性を探った。　まず、プリント基板に装着された電子部品を一つずつ外して17グループ、38サブグループに分類し、それぞれのサブグループについてを蛍光Ｘ線により元素分析を行った。次に各種類の部品を、ふるい分け、磁選、渦電流選別、静電選別、傾斜コンベア式形状選別、エアテーブル選別の各選別に供し、部品選別および元素濃縮（元素分析結果と合わせて算出）の両面からそれぞれの最適条件を決定した。さらに、これら選別法を組み合わせて、2種類の選別フロー、すなわち、部品の相互分離に最適なフロー(DSF)と、元素同士の相互分離に最適なフロー(ESF)を作成し、それぞれについて、部品および元素ごとの分離結果を比較・評価した。その結果、部品の相互分離は極めて効率よくなされ、元素濃縮においては特にFe、 Mn、 Au、 Al、 Sbの分離が効果的であることが判明した。研究成果の発表:　4th International Sympojium on East Asian Resources Recycling Technology ＜EARTH'97＞ (Kunming, China), September 1-4, 1997.Title: Distribution of Compositional Materials and Elements of the Devices I nstalled in Televisions and Personal Computers for Achieving Devices Separation. 20th International Mineral Processing Congress ＜IMPC＞ (Aachen, Germaney) September 21-26, 1997.Title: Physical Separation of the Devices in Televisions and Personal Computers for Elemental Concentration.

  • 固体粒子の表面改質による静電選別性の向上（その2）

    1995  

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    静電選別は固体粒子表面の電気伝導性の差を利用する固固分離法であるため，その表面状態を人為的に変えることにより分離挙動を制御することができる。当研究室では昨年度来，界面活性剤処理・電解質水溶液噴霧の二段解前処理を施して，主に絶縁性粒子の静電選別挙動（以下これを静電挙動と呼ぶ）変化に注目してきた。本年度の研究目的は，その後段の電解質水溶液噴霧の最適化である。なお，本研究で用いた静電選別機は，コロナ電極・静電電極併用式のドラム型のものである。 整粒した3種類の絶縁性粒子について，電解質水溶液濃度および噴霧後の乾燥時間を変えてそれぞれの静電挙動を観察した結果，1）静電挙動は電解質水溶液を噴霧することでより導電的となるが，電解質濃度の影響はほとんどないこと，2）噴霧後の乾燥時間すなわち粒子表面の水分含有率によって静電挙動が変化し，平均飛距離（粒子がロール端から飛ぶ平均距離）と水分含有率の関係はある形に定式化できること，などが判明した。 通常の静電選別においては，固体粒子はコロナ放電場中で帯電，静電場中で分極し，絶縁性粒子では接地ロールと粒子間に電荷の移動が起こらず粒子はロールに付着して回収される。一方，導電性粒子では固体・接地ロール間の電荷移動が容易に起こるため，粒子はロール表面と同符号（電極と異符号）に帯電，ロールから反発（電極側に吸引）されて飛び出すこととなる。ここに固体粒子の電気伝導性の違いによりその静電挙動が連続的に変化して分離が可能となる。ところが本実験条件のように粒子表面に電解質水溶液の皮膜がある場合，3種類の鉱物試料はともにほぼ同様に導電的な挙動を示し，この場合の帯電・電荷移動が固体粒子のそれとは全く異なる現象であることが理解された。この事実は，本法の実用化においてはむしろ好都合であり，また2）の結果についても，本法の表面改質条件が敏感であるものの容易に制御できることを示すものである。