科学イノベーション挑戦講座は、国立研究開発法人科学技術振興機構の次世代科学者育成プログラム事業で、教育学部大橋淳史准教授が主担当者として実施しており、今年で4年目になります。
平成28年12月4日（日）、貴金属回収技術で世界をリードする田中貴金属工業株式会社奥田晃彦湘南工場長と武富昭人マネージャーが来学され、小中学生7人に貴金属の回収技術として使われている都市鉱山リサイクル技術の実験を実施しました。
得られた塩化銀の白色沈殿を単離しました
一般に金属は鉱山から運び出された鉱石から取り出されます。実は、私たちの身の周りにあるパソコンやスマートフォンなどにも貴金属が含まれていて、その量は鉱石よりも遙かに多いのです。そのため、都市に眠る資源から貴金属を回収することができれば、小資源国と呼ばれる日本も大きな資源を得ることができます。それが、田中貴金属工業株式会社が開発している都市鉱山リサイクル技術です。
講座では、こうした都市鉱山リサイクル技術にまつわるポイントについて講義をしていただいた後、実際の回収技術として用いられる手法を用いて、銀と金の分離回収に挑戦しました。
銀の単離実験では、銀と銅の混合水溶液から銀だけを回収して単離しました。銀と銅は、どちらも基板の配線などに用いられている金属なので、実際の回収技術でもふたつの金属を分離して単離する技術は重要です。今回の実験は色の変化が豊富なため、実験の進み方がわかりやすいことが特徴でした。
薬さじでこすると金属光沢が見られました
銀と銅の青い混合水溶液に塩化ナトリウム水溶液を加えると、塩化銀の白色沈殿が得られます。塩化銀にヒドラジンを加えて還元すると、黒色の銀が得られます。次々と変わる色が金属の状態を表しており、受講生は興味深く色の変化を観察しました。得られた黒色沈殿は、そのままでは銀には見えませんが、薬さじでこするともっとも反射率の高い銀の金属光沢を観察することができました。
また、金の単離実験では、溶媒抽出とイオン交換樹脂のふたつの実験を行いました。回収した資源に金が含まれる量によって、ふたつの分離技術を使い分けていることを学びながら、受講生は慎重に実験を行いました。
金の水溶液に抽出溶媒を加えて分液操作をすると、最初は水相が黄色、油相が透明でしたが、操作後は油相が黄色に、水相が透明になりました。水に溶けていた金が抽出溶媒に溶けることで、金を簡単に単離することができました。その後、金イオンを還元して単体の金を取り出すことに成功しました。単離した金も、そのままでは金に見えませんが、銀の場合と同じように薬さじでこすると、美しい光沢を観察することができました。この他にイオン交換樹脂を使って、基盤によく使われる銅と金の混合溶液から金と銅を別々に単離する実験にも挑戦し、受講生はそれぞれの金属を取り出しました。
身近なPCやスマートフォンが大きな鉱山になるという不思議や資源を有効に活用する資源リサイクルの重要性を学びました。環境問題への新しい知見を得ることができ、化学工学という新たな研究者の道についてご示唆をいただく貴重な機会を与えていただいた、田中貴金属工業株式会社に深く感謝します。
本内容は愛媛新聞にて報道されました。
企業技術者ら指導、科学イノベーション挑戦講座 松山
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- 奥田工場長(左)の指導を受けながら実験を進めました
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- 金もこすることで金属光沢が見られました
＜教育学部＞