TOKORO, Chiharu

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Creative Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.tokoro.env.waseda.ac.jp/

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Creative Science and Engineering

  • Affiliated organization   Global Education Center

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Education 【 display / non-display

  • 1998.04
    -
    2003.03

    The University of Tokyo  

  • 1994.04
    -
    1998.03

    Waseda University   School of Science and Engineering  

Degree 【 display / non-display

  • 2003.03   The University of Tokyo   Dr.Engineering

Research Experience 【 display / non-display

  • 2021.04
    -
    Now

    The University of Tokyo   The Graduate School of Engineering

  • 2016.11
    -
    Now

    東京大学生産技術研究所   特任教授

  • 2015.04
    -
    Now

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering

  • 2009.04
    -
    2015.03

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering

  • 2007.04
    -
    2009.03

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering

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Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    化学工学会

  •  
     
     

    粉体工学会

  •  
     
     

    環境資源工学会

  •  
     
     

    日本エネルギー学会

  •  
     
     

    資源・素材学会

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Research Areas 【 display / non-display

  • Transport phenomena and unit operations

  • Metals production and resources production

  • Environmental materials and recycle technology

  • Earth resource engineering, Energy sciences

  • Environmental materials and recycle technology

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Research Interests 【 display / non-display

  • 固液プロセッシング

  • シミュレーション工学

  • エネルギーシステム

  • エネルギー輸送・貯蔵

  • リサイクル技術

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Papers 【 display / non-display

  • Removal Mechanisms of Arsenite by Coprecipitation with Ferrihydrite

    Yutaro Takaya, Masakazu Kadokura, Tatsuya Kato, Chiharu Tokoro

    Journal of Environmental Chemical Engineering   9 ( 5 ) 105819  2021.10  [Refereed]

    Authorship:Last author

  • Projecting future changes in element concentrations of approximately 100 untreated discharges from legacy mines in Japan by a hierarchical log-linear model

    Yuichi Iwasaki, Keiichi Fukaya, Shigeshi Fuchida, Shinji Matsumoto, Daisuke Araoka, Chiharu Tokoro, Tetsuo Yasutaka

    Science of the Total Environment   786   147500  2021.09  [Refereed]

  • 電気パルス法によるガラス基板からの白金族金属含有金属層分離の検討

    近藤 正隆, イム スウォン, 小板 丈敏, 浪平 隆男, 所 千晴

    粉体工学会誌   58 ( 9 ) 474 - 480  2021.09

  • Investigating the upper limit for applying the coarse grain model in a discrete element method examining mixing processes in a rolling drum

    Yoshihiro Kosaku, Yuki Tsunazawa, Chiharu Tokoro

    Advanced Powder Technology   accepted  2021.09  [Refereed]

  • Coprecipitation mechanisms of Zn by birnessite formation and its mineralogy under neutral pH conditions

    Shota Tajima, Shigeshi Fuchida, Chiharu Tokoro

    Journal of Environmental Sciences   accepted  2021.09  [Refereed]

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • バリューチェーンと単位操作から見たリサイクル (最近の化学工学69)

    所千晴, 中村崇(監修)

    化学工学会関東支部  2021.01

  • EcoDesign and Sustainability I, Products, Services, and Business Models, Editors: Yusuke Kishita, Mitsutaka Matsumoto, Masato Inoue, Shinichi Fukushige

    Keito Asai, Dai Nishida, Shozo Takata( Part: Contributor, Chapter 19 "Life Cycle Simulation System as a Tool for Improving Flow Management in Circular Manufacturing, pp.265-279)

    Springer Nature Singapore Pte Ltd.  2020.11

  • 学術会議叢書27持続可能な社会への道-環境科学から目指すゴール- 大政謙次, 阿尻雅文, 北川尚美, 青野光子 編

    所千晴, 後藤雅宏( Part: Contributor, 第4章 資源循環技術の進歩と課題 持続可能な社会のための金属資源循環)

    公益財団法人日本学術協力財団  2020.10

  • 分離プロセスの最適化とスケールアップの進め方

    所千晴, 綱澤有輝( Part: Contributor, 第2章第4節 "粉粒体シミュレーションを用いた分離操作の設計, pp.84-92)

    技術情報協会  2019.01

  • 車載用リチウムイオン電池の高安全・評価技術 吉野彰, 佐藤登(監修)

    所千晴, 大和田秀二, 薄井正治郎( Part: Contributor, 第23章 リチウムイオン電池のリサイクル技術)

    シーエムシー出版  2017.04 ISBN: 9784781312422

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Misc 【 display / non-display

  • パン型ペレタイザの離散要素シミュレーションの応用

    所 千晴, 綱澤 有輝

    粉体技術   13 ( 10 ) 775 - 780  2021.10  [Refereed]

    Authorship:Lead author

    Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • 持続可能な社会に向けた新リサイクル技術の開発

    所千晴

    工業材料   69 ( 10 ) 20 - 24  2021.10  [Invited]

    Authorship:Lead author

    Article, review, commentary, editorial, etc. (other)  

  • 太陽光パネルのリサイクルプロセス

    所千晴

    材料の科学と工学   58 ( 4 ) 130 - 133  2021.08

    Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • 第86年会女性技術者フォーラム報告

    所 千晴, 室井 桂, 吉宗美紀

    化学工学   85 ( 6 ) 361 - 362  2021.06

    Meeting report  

  • 粒子破壊モデルを組み込んだ離散要素法による粉砕プロセスのシミュレーション―High Pressure Grinding Rollへの適用―

    所 千晴

    環境資源工学   68 ( 3 ) accepted  2021  [Refereed]

    Authorship:Lead author

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Industrial Property Rights 【 display / non-display

  • ホウ素含有水の処理方法

    特許6950893

    所千晴, 帆保駿吾, 中村壮志, 田中善之

    Patent

  • 易解体方法および易解体可能な構造体

    所千晴, 林秀原, 小板丈敏, 近藤正隆, 浪平隆男

    Patent

  • 電気パルス分解方法、複合材、複合材分解方法

    小山哲史, 岸本直輝, 所千晴, イムスウォン, 小板丈敏, 近藤正隆, 浪平隆男

    Patent

  • 積層体の解体方法およびそのための装置

    所千晴, 林秀原, 浪平隆男, 浦田泰裕

    Patent

  • 選鉱方法

    所千晴, 淵田茂司, 青木悠二, 忰山卓矢, 岸本恭暢

    Patent

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Awards 【 display / non-display

  • A finalist for the Falling Walls Science Breakthroughs of the Year 2021 in Engineering and Technology

    2021.07   Falling Walls  

    Winner: Chiharu Tokoro

  • 学生奨励賞

    2021.07   化学工学会   最終処分場における有害元素溶出挙動把握のための多硫化物の空気酸化と溶出に関する基礎的研究

    Winner: 石井 駿, 王 科人, 髙谷 雄太郎, 淵田 茂司, 所 千晴

  • 優秀学生賞

    2021.07   化学工学会   銅鉱石の浮選最適化を目指した黄鉄鉱表面酸化速度に基づくカルシウム抑制剤と親水化の関係評価

    Winner: 石田 紗菜, 薛 継峰, 淵田 茂司, 忰山 卓矢, 岸本 恭暢, 青木 悠二, 所 千晴

  • 2021年度論文賞

    2021.06   環境資源工学会   シリカスケール生成抑制を目的としたシリカ重合速度におけるpHおよび温度影響評価

    Winner: 田嶋 翔太, 淵田 茂司, 加藤 達也, 所 千晴

  • 学生優秀発表賞

    2021.03   日本LCA学会   新規電気パルス法を用いた新興技術リサイクルの環境影響評価:リチウムイオン電池および太陽光パネルにおけるケーススタディ

    Winner: 諏訪 出, 兵法 彩, 竇 毅, 所 千晴, 菊池 康紀

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Research Projects 【 display / non-display

  • 製品ライフサイクル管理とそれを支える革新的解体技術開発による統合循環生産システムの構築

    本格研究

    Project Year :

    2019.12
    -
    2024.03
     

    所 千晴

    Authorship: Principal investigator

  • 忌避物質のマテリアルフロー分析と資源循環高効率化の余地の定量化

    基盤研究(B)

    Project Year :

    2019.04
    -
    2022.03
     

    村上 進亮, 醍醐 市朗, 山口 勉功, 所 千晴

    Authorship: Coinvestigator(s)

  • 製品ライフサイクル管理とそれを支える革新的解体技術開発による統合循環生産システムの構築

    Project Year :

    2017.04
    -
    2019.11
     

    所 千晴

    Authorship: Principal investigator

  • Construction of magnetite recovery process from slag based on process mineralogy

    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Project Year :

    2015.04
    -
    2017.03
     

    Tokoro Chiharu

    Authorship: Principal investigator

     View Summary

    As one of the new applications of copper smelting slag, we aimed to construct a process of slowly cooling for the slag, crystallizing magnetite, and separating by physical separation. Focusing on the magnetite expected as both iron resources and a carrier of many other useful metals, the influence on the production amount and grain size of magnetite by process conditions such as slow cooling rate and temperature retention was systematically examined using both the simulated and the actual slag. It was confirmed that grain size that is enough for physical separation can be obtained by slow cooling rate under 3 K / min. After slow cooling, by grinding and high gradient wet magnetic separation, it was confirmed that magnetic products with equivalent iron grade without copper contamination could be obtained.

  • 都市鉱山からの希少元素の回収・再生技術の高度化による元素循環の実現

    Project Year :

    2012
    -
    2017
     

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Presentations 【 display / non-display

  • 所千晴研究室HPに掲載 http://www.tokoro.env.waseda.ac.jp/gyouseki.html, http://www.tokoro.env.waseda.ac.jp/lecture.html

Specific Research 【 display / non-display

  • ⾼度に活性化した酸化マグネシウム材を⽤いたホウ素等有害元素処理

    2019  

     View Summary

    本研究では,粒子表面を活性化させた酸化マグネシウム(MgO)材を用いて,廃水中のホウ素等有害元素を処理する技術開発を試みた。塩基性炭酸マグネシウムおよび水酸化マグネシウムを400~1000℃で1時間焼成することで低結晶性かつ比表面積の大きい酸化マグネシウムが得られる。これらを用いて模擬廃水中のホウ素除去実験を実施した結果,通常の高結晶MgOと比べて約4倍程度の速度でホウ素が除去されることが明らかとなった。とくに,塩基性炭酸マグネシウムを600℃で焼成したMgOを用いた場合ホウ素の除去速度が最大となった。なお,上記ホウ素除去に有効であったMgOを用い,フッ素やセレンの除去も試みたところ,F(-I)やSe(IV)に良好な除去特性を確認した。

  • 難処理無機元素除去プロセス確立のためのナノMgO合成および表面錯体モデル構築

    2017  

     View Summary

    本研究では、比表面積の大きいMgO粉末の合成によって、迅速に高効率なホウ素除去剤の開発を試みた。塩基性炭酸マグネシウムを、電気炉を用いて400~1000℃で1時間焼成し、脱水もしくは脱炭酸した結果、400~450℃、900~1000℃で焼成合成したMgO のBET比表面積は100m2/gを下回った(最低値:20.78 m2/g)のに対し、500~800℃で焼成合成したMgOのBET比表面積は、100m2/gを超えており(最高値:168.98 m2/g)、比表面積を約8倍以上向上させることに成功した。初期濃度500mg/dm3のホウ酸模擬廃水に対して、上記で合成したMgOを添加し、除去実験を行ったところ、500~800℃で焼成合成した比表面積の高いMgOを用いた場合、非常に速い速度でホウ素を除去するという結果が得られた。

  • 加熱・徐冷プロセスを利用した銅製錬スラグからのモリブデン回収に関する新規法の提案

    2013  

     View Summary

    本研究では,銅製錬スラグからモリブデンを回収することを目的として,スラグを加熱しさまざまな条件で冷却して,モリブデンを特定の相に濃縮,結晶化させ,その後粉砕・物理選別により回収することを試みた。手法としては①:モリブデンの硫化・徐冷によるMolybdenite(硫化Mo)の結晶化および浮選によるMolybdeniteの回収,②:徐冷によるモリブデンのスピネル化および磁選によるモリブデンを含むスピネルの回収を検討した。まず粉末Fe,Fe2O3,非晶質SiO2を混合し,るつぼに入れ電気炉で1300℃で溶融したものを水砕し,不純物を含まない模擬スラグを作製した。これは,不純物によるモリブデンの硫化反応が阻害される可能性を取り除くためである。これにMoO3試薬を添加し,スラグのモリブデン品位を1.25,1.50,1.75%となるようにしたのち,それぞれのスラグにPyrite(モリブデン1molに対して硫黄が5mol)を添加し,電気炉によりAr雰囲気,1300℃にて1時間30分加熱したのちに3℃/minで冷却した試験を実施し,Molybdeniteの生成を試みた。分析にはXRD(リガク,RINT UltimaIII)および,SEM-EDS / MLA(FEI,Quanta 250G)を用いた。その結果,XRDによりモリブデン品位1.50%および1.75%のスラグではMolybdeniteの生成が確認できたものの,1.25%のスラグではMolybdeniteが生成しなかった。実際のスラグはモリブデン品位が1.0%未満であるため,Molybdeniteとしての回収は難しいことが示唆された。また,モリブデンはMolybdenite以外の形態として,モリブデンの多くが磁性を持つスピネルフェライトとして存在していることがSEM-EDS/MLAの結果より確認された。このため,製錬所スラグにおいて,磁性を持つスピネルフェライトを回収することを目的として硫化を伴わない加熱・徐冷実験をMo品位0.2%,1.0%のスラグで実施した。特に冷却速度のスピネル結晶サイズへの影響をみるため,冷却速度を3℃/min,10℃/minと変化させて行った。分析には光学顕微鏡(キーエンス, VHX-500F)を使用した。冷却速度が速いほうが,生成したスピネルの粒度は小さいことが確認された。湿式磁選は少なくとも数十μm以上のサイズを必要とするため,磁選に用いるには冷却速度を遅く,好ましくは3℃/min程度とする必要があると確認された。また,Mo品位が高いほうがスピネルのグレインサイズも大きくなる傾向があることが示された。そこで本実験でもっともスピネルのグレインサイズが大きかったMo1%,冷却速度3℃/minのスラグの湿式磁選を実施した。2Lの手付きビーカーに水を1L,ヘキサメタリン酸ナトリウムを0.5g,-38μmに粉砕したスラグ5g入れ,スターラーと攪拌棒を用いて良く攪拌・混合した。これを金属製のバットに移し,1000Gのハンドマグネットを用いて磁選した。この結果,Mo品位3.2%の磁着物が得られ,Moの回収率は70.6%であった。スラグ中のMoを硫化物として結晶化するためには一定のMo品位が必要であることが確認されたため,Mo品位1%以下のスラグ中のMoを硫化物として浮選で回収するのは困難であるとみられた。しかしながら,Moは結晶化により大部分がSpinel化して存在することがわかり,これは磁選により回収が可能であった。Spinelのグレインサイズは冷却速度を遅くすることで大きくなることが確認されたため,スラグの冷却速度を制御することで磁選での回収率が良くなる可能性が示唆された。

  • 水酸化物・硫化物処理法における不均一・不可逆反応機構の解明

    2011  

     View Summary

    ヒ素(As(V))を対象として、水酸化第二鉄または水酸化アルミニウム共沈法における不可逆、不均一機構の解明をすべく、収着等温線作成、ゼータ電位測定、XRDおよびXAFS解析を行った。As(V)を10ppm含有するpH5の溶液に対して、共沈法と吸着法による処理特性を比較したところ、水酸化第二鉄、水酸化アルミニウムの双方において、共沈法では吸着法よりも高い処理特性が得られた。収着等温線の形状を比較すると、吸着法では通常のラングミュア型であったのに対し、共沈法ではBET型が得られたことから、共沈法では吸着以上の機構によるAs(V)の水酸化物への取り込みが生じていることがわかった。また、ゼータ電位と収着密度の関係をプロットすると、共沈法の場合には、初期As/FeまたはAlモル比が小さい範囲では収着密度の増加に応じてゼータ電位が低下するのに対し、初期As/FeまたはAlモル比が大きい範囲では収着密度が増加してもゼータ電位がさほど変化しないという傾向が得られた。その境界値は、水酸化第二鉄では初期As/Feモル比0.4程度、水酸化アルミニウムでは初期As/Alモル比が1.5程度であった。このことから、共沈法を用いた場合、初期As/FeまたはAl比が大きい範囲では、As(V)は水酸化物と溶解度積は満たしていないにもかかわらず表面沈殿を生成していることが確認された。この表面沈殿生成は、XRDおよびXAFS測定からも裏付けされた。すなわち、XRDパターンを比較すると、As/Fe=0.4以上では、別途参照物質として作成した非晶質ヒ酸鉄に似たパターンが得られ、As/Al=1.5以上では、やはり別途参照物質として作成した非晶質ヒ酸アルミニウムに似たパターンが得られた。また、XANESスペクトルにおいても同様の傾向が得られた。共沈法において得られたXANESスペクトルに対し、As(V)を吸着した水酸化物のスペクトルと非晶質ヒ酸鉄または非晶質ヒ酸アルミニウムを参照物質としてその割合をパターンフィッティングにより求めたところ、非晶質ヒ酸鉄または非晶質ヒ酸アルミニウムの割合が50%を超えるのは、これまでの他の実験結果と同様にAs/Fe=0.4またはAs/Al=1.5以上であることが確認された。

  • 硫化物法による自然水・工業廃水からの重金属の浄化処理および資源回収

    2010  

     View Summary

    本研究は、硫化物法によって廃水からのNi選択回収を試みるものである。高濃度Ni含有めっき廃水に硫化物法を適用すると、硫化ニッケルを主とするスラッジが得られる。この硫化ニッケルを再溶解させることによって、高純度のNi溶液を得ることができ、電解採取等によってNiの資源回収が可能である。しかし、硫化ニッケルは溶解度が低く、水や酸によって溶解させることができない。一方、硫化ニッケルを酸化させ、硫酸ニッケルとすることによって、水にある程度を溶解させることが可能である。本研究では、XAFS法により、Ni含有廃水から得られた硫化ニッケルに対し、空気酸化による硫酸ニッケルへの酸化機構を検討した。測定試料として、模擬廃水または実廃水((株)みすず工業より提供)に硫化剤を添加して得られた硫化物スラッジを用いた。スラッジは含水率を制御した容器ないで空気酸化を行い、定期的に分取してXAFS測定に供した。KEK-PFで行ったXAFS測定より、熟成時間が短い場合には、S(-2)に由来すると考えられる低エネルギー側でのピークが確認されたが、そのピークは時間の経過と共に消滅することがわかった。また、SO3(-2)に由来すると考えられるピークは、熟成時間6時間において既に認められており、時間の経過と共にピーク強度はそれほど変化していなkった。一方、SO4(-2)に由来すると考えられるピークは、熟成時間6時間において既に認められ、時間の経過と共にピーク強度が大きくなっている様子が確認できた。以上より、硫化ニッケルは、亜硫酸ニッケルを経て、硫酸ニッケルまで酸化すると考えられた。XAFSの結果を裏付けるために、得られた沈殿物を熟成時間毎に水または酸に溶解させる実験を行った。ニッケルは水、酸ともに不溶、亜硫酸ニッケル水に不溶であるが酸に可溶、硫酸ニッケルは水、酸ともに可溶であるという性質が知られている。これを利用して、各溶出率からスラッジ中の硫化ニッケル、亜硫酸ニッケル、硫酸ニッケルの量を算出した。その結果、硫化ニッケルは初期では70%ほどを占めていたが、40日間熟成を行なうと、10%まで減少しており、酸化が進行するにつれて急激に減少することが判明した。一方で亜硫酸ニッケルは10日間を境にゆっくりと割合が減少することがわかった。このことから、硫化ニッケルから亜硫酸ニッケルへの酸化よりも、亜硫酸ニッケルから硫酸ニッケルへの酸化の方が速度が遅いと推察される。

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Syllabus 【 display / non-display

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Committee Memberships 【 display / non-display

  • 2015
    -
    2023.03

    経済産業省  中央鉱山保安協議会 委員

  • 2020
    -
    Now

    資源・素材学会  粉体精製工学部門委員会 委員

  • 2020
    -
    Now

    環境資源工学会  編集委員長

  • 2020
    -
    Now

    環境資源工学会  常務理事

  • 2020
    -
    Now

    資源・素材学会  関東支部幹事

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Media Coverage 【 display / non-display

  • レアメタル研究会 LIBリサイクルテーマに討論

    Newspaper, magazine

    鉄鋼新聞  

    4  

    2021.08

  • 粉体工学情報センター IP奨励賞に早大・所教授 日清製粉グループ本社も支援

    Newspaper, magazine

    Author: Other  

    食糧醸界新聞  

    2020.09